110 kV輸電線路典型設(shè)計方案應(yīng)用及優(yōu)化

摘 要：隨著中國南方電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計的推廣，在110 kV輸電線路設(shè)計上，存在著一系列優(yōu)化應(yīng)用，文章結(jié)合輸電線路設(shè)計實例，分析南方五省區(qū)110 kV 輸電線路設(shè)計存在的一些問題，并結(jié)合工程實際，對110 kV輸電線路設(shè)計及改造提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：110 kV輸電線路；典型設(shè)計；優(yōu)化方案

中圖分類號：TM633 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）29-0116-02

1 典型設(shè)計推廣之前線路設(shè)計存在的問題及對策

在中國南方電網(wǎng)有限責任公司推廣110 kV典型設(shè)計方案之前，廣西電網(wǎng)公司新建以及改建的110 kV輸電線路建設(shè)均由各設(shè)計單位根據(jù)國家相關(guān)的標準及規(guī)定進行設(shè)計，但是這些相關(guān)規(guī)定并沒有考慮廣西境內(nèi)的海洋氣候以及凍雨覆冰情況，導(dǎo)致了2008年由于罕見的低溫雨雪冰凍災(zāi)害造成的桂林、柳州、賀州、百色、河池5個網(wǎng)區(qū)的電力設(shè)施嚴重破壞。輸電線路覆冰是一種較為嚴重的影響輸電線路安全運行的情況，可引起導(dǎo)線舞動、桿塔傾斜、倒塔、斷線及絕緣子閃絡(luò)等問題。

為了避免廣西電網(wǎng)再次遭受低溫冰凍災(zāi)害的破壞，廣西電網(wǎng)公司委托廣西區(qū)氣候中心開展廣西架空輸電線路覆冰氣象條件區(qū)劃研究，并在這個基礎(chǔ)上將抗冰設(shè)計納入廣西110 kV輸電線路典型設(shè)計推廣工作之中。要求在廣西范圍內(nèi)的110 kV輸電線路設(shè)計，必須在典型設(shè)計方案中進行優(yōu)化，加強抗冰、抗倒塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2 110 kV輸電線路典型設(shè)計優(yōu)化要點

抗冰設(shè)計作為廣西區(qū)域內(nèi)110 kV輸電線路典型設(shè)計推廣的優(yōu)化要求之一，廣西電網(wǎng)公司要求，在南方電網(wǎng)的典型設(shè)計方案中，對輸電線路進行優(yōu)化設(shè)計，加強抗冰、抗倒塔的相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和選線設(shè)計。

①在進行桿塔設(shè)計時，桿塔結(jié)構(gòu)應(yīng)當比普通設(shè)計考慮更大荷載。設(shè)計人員應(yīng)充分考慮由于覆冰形成的外加荷載。針對經(jīng)常發(fā)生嚴重覆冰的情況架設(shè)耐覆冰式的線路，這種線路的桿塔比一般的桿塔機械強度大，檔距較短，導(dǎo)線的張力較小。為了避免碰線，這種塔型的導(dǎo)線應(yīng)采用水平布線的排列布置方法，并適當?shù)丶哟髮?dǎo)線和避雷線之間的距離。

②在線路路徑優(yōu)化時，要特別注意避開氣候劇烈變化的區(qū)域。在進行線路選擇時要特別注意避開峽谷、山巔等冷熱空氣交匯的區(qū)域。要減輕導(dǎo)線覆冰帶來的危害，在新建線路時首先要充分掌握該地區(qū)的冰雪情，并仔細研究輸電走廊的微氣候、微地形，盡量避開重冰區(qū)。無法避開時應(yīng)在重冰區(qū)采取抗冰設(shè)計。為加強已有線路的抗冰害能力，應(yīng)視具體情況區(qū)別對待，可增大爬電距離，改善絕緣子傘裙結(jié)構(gòu)，在絕緣子表面涂憎水涂料以及對桿塔橫擔和絕緣子進行清掃，這些都是解決覆冰絕緣子冰閃的有效方法。

③針對覆冰嚴重以及線路覆冰災(zāi)害嚴重區(qū)域，要增加融冰裝置設(shè)計以及可進行除冰措施的材料設(shè)計。在進行輸電線路通訊設(shè)計時，要采用在線監(jiān)控的方式監(jiān)控線路覆冰情況。輸電線路投運后，方便管理人員的巡線管理和融冰除冰技術(shù)應(yīng)用。對區(qū)域內(nèi)的線路進行覆冰監(jiān)測，可以采用遠程遙感技術(shù)，通過對導(dǎo)線、絕緣子、桿塔覆冰狀況進行在線監(jiān)測，及時掌握輸電線路的覆冰發(fā)生發(fā)展情況，采取有效的應(yīng)對技術(shù)措施，比如融冰、除冰等，以防止輸電線路出現(xiàn)斷線、倒桿塔等事故發(fā)生。廣西電網(wǎng)公司引入了輸電線路災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，在線監(jiān)測裝置能明確指出線路覆冰發(fā)生發(fā)展的過程和嚴重情況，能在嚴重的冰雪氣象環(huán)境中可靠運行，為輸電設(shè)施冰災(zāi)預(yù)防、處理和恢復(fù)提供了有力保障。

3 110 kV輸電線路典型設(shè)計案例分析

馬山～周鹿Ⅰ110 kV線路采用南網(wǎng)桿塔標準設(shè)計1C1W1模塊7種塔型，占總塔型的87.5%，標準桿塔76基，占總基數(shù)的97.4%；采用南網(wǎng)桿塔標準設(shè)計1C2W1模塊1種塔型，占總塔型的12.5%，標準桿塔2基，占總基數(shù)的2.6%。馬山～周鹿Ⅱ110 kV線路采用南網(wǎng)桿塔標準設(shè)計1C1W1模塊7種塔型，占總塔型的63.6%，標準桿塔76基，占總基數(shù)的90.5%；采用南網(wǎng)桿塔標準設(shè)計1C2W1模塊4種塔型，占總塔型的36.4%，標準桿塔8基，占總基數(shù)的9.5%。

馬山～周鹿Ⅰ110 kV線路工程本體單位投資47.91萬元/km，線路典型方案（CSG-1C1W1）的按地形加權(quán)后的本體單位投資為29.44萬元/km，由于本工程事實耐張比例較標準設(shè)計耐張比例高，按工程現(xiàn)場條件充分考慮了林區(qū)部分高跨等因素，該典型方案修正后的本體單位投資為48.49萬元/km，修正后的工程本體投資指標與本工程投資指造價水平相比基本相當。

馬山～周鹿Ⅱ110kV線路工程本體單位投資53.26 萬元/km，線路典型方案（CSG-1C1W1）的按地形加權(quán)后的本體單位投資為29.44 萬元/km，由于本工程事實耐張比例較標準設(shè)計耐張比例高，按工程現(xiàn)場條件充分考慮了林區(qū)部分高跨等因素，另外，本工程有雙回路1.7 km，該典型方案修正后的本體單位投資為54.70 萬元/km，修正后的工程本體投資指標與本工程投資指造價水平相比基本相當。

4 輸電線路典型設(shè)計的推廣和當?shù)貎?yōu)化結(jié)合的意義

我國傳統(tǒng)的電網(wǎng)工程設(shè)計是針對工程實際條件單獨進行具體設(shè)計的，存在著建設(shè)標準尺度不一，設(shè)備制造形式多樣標準不同，設(shè)計及評審耗時長爭議多，建設(shè)和運行成本相對較高等問題，無法滿足目前電網(wǎng)工程建設(shè)工期緊、任務(wù)重、質(zhì)量要求高、技術(shù)難度大的要求。因此中國南方電網(wǎng)有限責任公司推行電網(wǎng)標準化建設(shè)，各級電網(wǎng)工程建設(shè)要統(tǒng)一技術(shù)標準，推廣應(yīng)用典型優(yōu)化設(shè)計，既節(jié)省投資，又能提高效益。輸電線路典型設(shè)計推廣工作有利于統(tǒng)一建設(shè)標準，統(tǒng)一設(shè)備規(guī)范，減少資源消耗和土地占用，有利于集中規(guī)模招標，方便運行維護，降低建設(shè)和運營成本。同時，通過典型設(shè)計的推廣應(yīng)用，可為嚴格概預(yù)算管理和全面控制工程造價，加強電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行階段的成本管理，嚴格控制不合理費用支出，堵塞管理漏洞創(chuàng)造條件。

但是由于不同的地區(qū)當?shù)厍闆r各異，特別是在征地問題逐漸突出，而110 kV線路路徑又存在著沒有出線走廊和建設(shè)困難的情況，因此必須結(jié)合建設(shè)當?shù)厍闆r進行合理的優(yōu)化，而不能盲目采用典型設(shè)計進行“一刀切”的套用。比如在110 kV輸電線路塔基樁基礎(chǔ)設(shè)計時，如果不理會當?shù)氐刭|(zhì)勘察情況，而統(tǒng)一采用標準化塔基基礎(chǔ)設(shè)計，往往會造成投資浪費。因為在典型設(shè)計時，為了安全起見，不得不采用加大樁徑、提高混凝土強度、提高配筋率等手段，使設(shè)計帶有一定的盲目性，造成了不必要的浪費。而樁基礎(chǔ)型式也一直是巖土工程研究的熱點問題之一。樁基礎(chǔ)承載力和沉降與土的性質(zhì)、樁長、樁距、樁數(shù)的平面排列和承臺尺寸大小等因素有關(guān)。基礎(chǔ)通常由承臺、樁群組成，受荷載作用時，承臺、樁群與土形成一個相互作用、共同工作的體系，其變形和承載力均受相互作用的影響。但由于樁土共同作用的復(fù)雜性，需要多方面考慮深入分析，必須根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)勘察報告，分析當?shù)貛r層和地質(zhì)情況，進行合理的優(yōu)化設(shè)計。

5 結(jié) 語

總而言之，電網(wǎng)的經(jīng)濟運行是降低供電成本的有效途徑。選擇合理的110 kV輸電線路典型設(shè)計優(yōu)化方案，可以取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益。電力設(shè)計工作者除了采取各種技術(shù)措施和管理措施外，還需要根據(jù)電網(wǎng)實際需要進行優(yōu)化設(shè)計，提高輸電線路的輸電供電能力。

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