同塔多回輸電線路的設計及應用

覃 波

(廣西電網公司來賓供電局，廣西 來賓 546100)

0 引言

電網建設隨著社會用電量的與日俱增也在飛速發展，隨之產生的安全輸電、土地資源緊張等問題也日益明顯，為了解決用電緊張問題，同塔多回輸電線路的應用研究和建設推廣就十分必要。這種設計線路從整體上提高了電能運輸的安全性，同時，同塔多回線路排列設計的優化可明顯降低對土地資源的占用。本文對同塔多回輸電線路不同的設計方案的經濟成本進行了分析，并著重討論了同塔多回輸電線路的架線特點。

1 輸電線路存在的問題及同塔多回輸電線路的發展優勢

1.1 現存輸電線路中存在的問題

隨著社會經濟的飛速發展，社會對電力的需求也在迅猛增長，輸電線路建設急需擴大。長期以來線路走廊用地缺乏，單回輸電線路承受著極大的供電壓力。同塔多回輸電技術的廣泛應用對緩解輸電壓力具有極其重要的作用，首先同塔多回輸電線路的建設具有較大的經濟成本節約性，更重要的是這種技術大大增加了電力輸送總量，尤其適用于現代化密集居住用電，而現存的單回輸電線路因供電能力較差已不能滿足發展需求。

1.2 同塔多回路輸電線路的發展優勢

安全運行是檢測輸電線路是否具有發展優勢的重要指標，由于部分同塔多回輸電線路長度相對較短，常見的絕緣閃絡、雷擊跳閘等線路故障現象發生較常規線路多一些，但統計全國的同塔多回輸電線路的重大安全事故幾乎為零，整體上同塔多回輸電線路的安全運行優勢高于其他常規線路。

不同設計方案的同塔多回輸電線路的建設成本不同，優化設計的同塔多回輸電線路更具有經濟效益與發展優勢。以同塔雙回與同塔四回線路經濟成本為例，雙回線路與四回線路的電氣工程量基本無差別。由于四回線路鐵塔高度較雙回線路鐵塔高，且基礎工程量較大，所以在材料成本上雙回線路要低于四回線路。線路工程的施工費用主要取決于施工難度，相比之下雙回線路的架線難度要低于四回線路的架線難度，故施工費用也較少些。另外，一部分經濟成本來自架線對土地資源的征用，線路走廊是架線時土地資源的主要消耗者，同塔雙回線路的線路走廊比四回線路多一倍以上，土地征用費用也隨之更高。在設計同塔多回輸電線路時要跟據地理環境因地制宜，綜合不同設計方案的經濟優勢選擇最優設計線路。

2 同塔多回輸電線路的設計原則

同塔多回輸電線路的設計首先要根據回路中最高的電壓等級確定重現期，一般500 kV線路按30年一遇，330 kV及以下電壓線路按15年一遇。另外要根據多回線路在系統中的地位決定是否提高取值，當回路在系統中的作用已經到達一級電壓水平時要合理提高氣象條件取值。

線路對地距離的設計原則是根據不同電壓等級和不同區域線路規定不同的對地距離，將居民區與非居民區、單線與雙回等情況綜合分析?？紤]到靜電場對地面的影響，同塔多回線路的布線要對地面場強進行預算分析，從而分析出線路最終的對地距離。

同塔多回輸電線路的選擇不僅影響到線路安全，也會影響耐張桿塔的荷載量，不同工程的架線要根據該工程的桿塔數量和線路安全系數等來選取既能保證安全又可節約成本的導地線。

同塔多回輸電線路的架設要注意防雷特性的建立，當塔身高度越高時電感與塔的波阻越大，塔頂如果遭受到雷擊沿塔身傳播到接地裝置后，產生的反射波返回塔頂時間相對增加，從而增加了絕緣閃絡跳閘比率。為了提高同塔多回線路的耐雷水平可在布置塔頭時減少一定的橫擔層數，也可為避免同層橫擔上出現同名相向導線而改變導線相序排列方式，降低遭受雷擊的頻率。同時可以通過減小地線保護角來降低繞擊率，平衡高絕緣可以使線路跳閘的總次數相對減少。加裝避雷器，采用懸掛耦合地線也可增強桿塔的防雷特性。

同塔多回輸電線路的絕緣配置除了導線需滿足相應的技術規程外，還應注意增加回路間導線的間距，具體做到針對檔距和桿塔上不同的放電渠道設計線路距離及配置，使線路在外界環境較為惡劣的情況下也能安全運行。對于懸垂串可進行V字型布置，這種布置可減少大風環境下的閃絡故障，線路的爬電比距也可適當提高以減少絕緣子清掃工作量。

同塔多回輸電線路的塔基及鐵塔設計總體要遵循安全可靠的原則，選擇的塔形要具備結構簡明，可降低計算誤差的特性。塔基選擇可選取該地區有良好運行經驗的型式，注意地理環境較差地區的基礎穩固可靠性建設。同塔多回輸電線路的載重遠超越單回線路，在進行塔身建設時可適當選擇高強度鋼管，注意架線兩端的平衡張力。

隨著生態環境的不斷惡化，輸電線路在建設過程中也要遵循將對周圍環境影響降到最低的原則。多回輸電線路會產生一定強度的電磁波，這些干擾電磁除了會影響到人體外還會對途經的無線電波、通信信號產生一定影響，在線路設計優化研究中要將對環境干擾降低的課題重視起來。

3 不同排列的同塔多回輸電線路設計特點及應用

不同回路數量及排列的輸電線路設計要點與應用特點也不盡相同，同塔四回水平排列輸電線路的設計特點是首先要將四回路拆分為兩個雙回路，這種操作具有簡便易執行的特點。由于輸電線不會從一個變電站以四條回路直接進入下一個變電站，而是都要先進行分路，故一般四回路拆分為雙回路。同塔四回線路采用水平布置后兩邊回路導線的距離會拉大，這對于110kV線路影響不明顯，但對220kV線路兩邊的回路導線距離影響顯著，必要時要增加地線來彌補地線對回路保護的減弱。這種同塔四回線路的排列特點是兩個雙回路并排于塔身左右兩側，在進行線路檢修時會影響到對側回路造成停電區域增加，線路走廊寬度也較大，建設后期線路支接較為復雜，但線路的整體高度處于居中水平，利于后期工程改建和線路交叉。同塔四回水平排列方式的線路的推廣受到一定的土地使用制約，且在檢修中存有結構上的不足。

同塔四回垂直排列輸電線路是基于平行排列不足之處改進的線路結構，這種線路支接的方式可以是對桿塔左右側回路進行支接，也可對桿塔上下回路進行支接，左右側回路支接的線路可以直接從四回路塔連接到雙回路上，較容易操作。上下側支接的回路則是按照水平排列的方式先由兩個雙回路取代四回路，其后分支T接再合并為四回路。這種回路排列首先是較大程度地彌補了平行排列的不足，檢修時不會影響到其他回路用電。另外，垂直排列的四回路輸電線所占用的線路走廊寬度較水平排列小，具有土地資源利用率高的優勢，但也有由于桿塔塔頭結構龐大使避雷線屏蔽效果減弱的缺陷。

部分線路經過區域由于線路走廊寬度限制不嚴格經常采用三角型線路排列，當有110 kV電壓線路與220 kV電壓線路同塔混壓架線時，采用四回線路的水平排列布局會使塔身兩側荷載失衡嚴重，垂直排列則對鐵塔高度有一定要求，工程成本會隨之增加。因此可根據具體情況使用三角排列方法布線，220 kV線路布于上面兩層，110 kV線路布于下面兩層，三相導線排列成三角型回路。

4 結語

同塔多回輸電方式在輸電線路中越來越被廣泛的應用，雖然目前同塔多回輸電線路的建設成本比單線輸電工程要高，但是其整體的線路運行安全要高于常規線路。在土地資源稀缺緊張的情況下，居民用房土地占用與城市規劃建設等方面用地的矛盾越來越明顯，輸電線土地占用審批也越加嚴格，同塔多回輸電線路可有效節約線路走廊占用地，綜合考慮環境保護與節約土地成本的因素，同塔多回輸電線路具有良好的發展前景。

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