同塔（桿）多回線路在架空電網(wǎng)設計中的應用

摘 要：隨著我國電網(wǎng)建設水平的發(fā)展和進步，輸電線路不斷增多，高空走廊越來越緊張，特別是規(guī)劃部門對土地審批越來越嚴格，線路通道在很多地區(qū)已成為影響電網(wǎng)建設的主要因素。本文首先從同塔多回路的安全性和可靠性入手，結(jié)合架空線路設計原則進行闡述，對提高單位線路走廊的輸電能力提出了建議。

關鍵詞：電網(wǎng)設計；同塔多回；架空輸電線路

中圖分類號： TM726 文獻標識碼：A

同塔多回路由于采用同塔并架，一旦出現(xiàn)事故，對電力系統(tǒng)的影響非常嚴重，為了應對這種特殊的重要性，必須在工程設計的可靠性上重新考慮，適當提高設計標準。我國現(xiàn)行的設計標準雖然經(jīng)過多年的運用，積累了大量的運行經(jīng)驗，但均是針對常規(guī)的單雙回路線路，而同塔多回線路與普通的單雙回線路有著諸多的不同，因此在同塔多回路設計中有區(qū)別地提高或保持相應設計標準，以保證同塔多回線路的安全可靠性。

1現(xiàn)有輸電線路存在的問題

十一五期間，由于經(jīng)濟高速發(fā)展，我省對電力的需求持續(xù)增長，而線路走廊非常稀缺，所以只建單回輸電線路已經(jīng)不可能滿足電力需求。因此，同塔多回輸電技術的應用，既能增加線路單位面積的輸送容量，增加電力輸送總量，又能降低綜合造價。這樣滿足了對線路走廊的需求，所以它具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。同塔多回輸電技術非常適用于人口稠密、線路走廊擁擠或土地使用緊張的地區(qū)。同塔多回線路由于采用同塔并架的方式，一旦發(fā)生事故，對電力系統(tǒng)影響十分巨大，為了應對這種情況，我們必須嚴格考慮工程設計的可靠性，提高設計標準。我國目前使用的設計標準是相對完善和成熟的，它是人們經(jīng)過長時間的實際操作，在積累了豐富的經(jīng)驗之后，設計和擬定的，同時它也包含了一些管理、設計和施工的薄弱環(huán)節(jié)，可以參考這些運行經(jīng)驗，讓同塔多回線路的設計更科學，更合理。

2同塔多回架空輸電線路設計

2.1設計原則

2.1.1 氣象條件

現(xiàn)行規(guī)程對設計氣象條件根據(jù)線路級別取不同的重現(xiàn)期來確定，一般規(guī)定330kV及以下線路按15年一遇，500kV按30年一遇。對于多回路線路，首先必須按回路中最高電壓等級來確定重現(xiàn)期，其次還必須根據(jù)多回線路在系統(tǒng)中的地位來確定是否適當提高取值，如其在系統(tǒng)中的重要性已經(jīng)達到或超過上一電壓等級水平，則應該提高氣象條件取值標準。

2.1.2絕緣配置

線路的絕緣配合就是解決桿塔上和檔距中各種可能的放電途徑，使線路能在工頻電壓、操作過電壓、雷電過電壓等各種條件下安全可靠地運行。考慮到多回線路的重要性和停電檢修的困難，盡量減少維護工作量，延長絕緣子清掃周期，同塔多回路的泄漏比距可考慮提高一級進行設計。現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定的相對地間隙和相間間隙是在理論研究和真型試驗的基礎上，結(jié)合多年的運行經(jīng)驗所修訂，同塔多回路可參照執(zhí)行。同塔多回路通常應用在通道緊張地區(qū)，懸垂串推薦采用V型串布置。這樣既可有效節(jié)約線路走廊。避免鐵塔大風閃絡現(xiàn)象，而且在相同絕緣子片數(shù)時V型串工頻耐污電壓將比I串提高20%以上。

同塔多回路導線相間距離除應滿足《110kV～750kV架空輸電線路設計規(guī)范》（GB50545-2010）的計算公式（D=0.4Lk+U/110+0.65fc1/2）外，在特定的導線布置形式情況下，不同回路間的相導線可能在同側(cè)橫擔上相鄰布置，其回路間水平距離還應比上述要求適當增加。

2.1.2防雷特性

根據(jù)送電線路設計手冊推薦，線路遭受雷擊的次數(shù)為：N=rhT，h=hg-2f/3，式中，r為地面落雷密度；h為避雷線平均高度；T為年雷暴日數(shù)；hg為避雷線懸掛點高度；f為避雷線弧垂。公式表明，線路遭受雷擊次數(shù)隨著地線的平均高度增高而增多，例如500kV同塔四回路（導線雙回垂直布置）導線的平均高度比雙回路增加約30m，比單回路增加約50m，因而雷擊次數(shù)為雙回路的1.6～2.0倍，為單回路的3.1～3.5倍：其次是繞擊，當?shù)鼐€保護角相同時，塔高增加20m，繞擊率增大l 倍；至于反擊，同塔多回路塔高增加，鐵塔的波阻和電感隨之增大，雷擊塔頂時，沿鐵塔傳播至接地裝置所引起的反射波返回塔頂或上橫擔所需時間相對延長，電位升高值較大，因此反擊引起的絕緣閃絡跳閘率比單、雙回路高。針對以上分析，提高同塔多回路的耐雷水平的主要方式有：（1）塔頭布置時盡可能減少橫擔層數(shù)，降低塔高，減少雷擊次數(shù)；（2）減小地線保護角，降低繞擊率；（3）采取懸掛耦合地線、加裝消雷器、降地接地電阻等綜合防雷措施；（4）改變導線相序排列方式，避免同層橫擔出現(xiàn)同名相導線；（5）采用平衡高絕緣，降低線路總跳閘次數(shù)。

2.1.3鐵塔和基礎

同塔多回路由于鐵塔的外部荷載及塔身風壓與單回線路相比，將成倍增加，鐵塔的自重、基礎作用力均將大幅度增加。為保證可靠性要求，多回路鐵塔和基礎設計可參照大跨越工程的重要工程乘重要系數(shù)的做法，對多回路結(jié)構(gòu)設計的安全系數(shù)適當加強。對330kV大截面導線的同塔多回路，為降低材料的體形系數(shù)和塔身風壓，可考慮采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)，對跨越塔等特殊型式也可采用高強度鋼材。由于多回路塔的導地線很多，因此設計中可能很多結(jié)構(gòu)材料受安裝工況控制，在設計中如適當限制施工作業(yè)工序，采用合理的施工作業(yè)工序，采用合理的施工手段，甚至加大施工臨時拉線的平衡張力，則可以有效降低塔重。

2.2 同塔四回垂直排列輸電線路設計

同塔四回線路的支接有兩種方式：一種方式是對桿塔上下回路支接和水平排列的方式類似，也必須把四回路首先分解成兩個雙回路，然后再分支T接，最后合并成四回路；另一種方式是對桿塔左右兩側(cè)回路進行支接，直接由四回路塔連到雙回路塔上，操作極其簡便。

垂直排列同塔四回線路的特點是：塔身兩側(cè)有兩個回路，但這兩個回路采用垂直排列的方式；四回輸電線路采用這種排列方式，能夠很大程度的彌補采用水平排列的方式的輸電線路的不足；對線路進行檢修時，可以單獨檢修某一回路，而其他的所有回路無需停電；這種垂直排列的線路需要的走廊寬度并不比一條雙回輸電線路需要的走廊寬度更寬，大約為30m，這與兩條平行雙回輸電線路需要的走廊寬度相比，能夠節(jié)約的土地資源多于40%。

3同塔多回輸電線路輸電的推廣

同塔多回輸電與單回輸電相比，它的技術已經(jīng)日趨成熟，技術障礙幾乎可以克服，但它的技術難度比單回輸電要大。目前國內(nèi)外都已經(jīng)有很多應用成功的例子，我國的專家和施工人員在設計和建設方面也積累了豐富的經(jīng)驗，另外新設備和新科研成果的出現(xiàn)也為同塔多回技術的發(fā)展和應用創(chuàng)造了有利條件。在推廣同塔多回輸電技術的過程中，我們應該根據(jù)具體規(guī)劃和實際工程，緊密結(jié)合國內(nèi)外同塔多回輸電技術的實際經(jīng)驗，詳細制定技術章程。首先對該技術進行經(jīng)濟分析，在此基礎上結(jié)合緊湊型輸電、特高壓輸電、耐熱導線和大截面導線技術的綜合運用，實現(xiàn)提高輸電的社會效益和經(jīng)濟效益的目標。

結(jié)語

由于采用同塔多回線路可充分利用線路走廊，其應用必然不斷增加，因此同塔多回線路也不斷增加，從環(huán)境保護和節(jié)約土地資源等綜合社會效應等方面統(tǒng)籌考慮，同塔多回路具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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