高壓電網110kV輸電線路設計分析

楊世彪

關鍵詞：高壓電網;輸電線路設計

1我國高壓路線110kV輸電線路建設現狀

目前我國內110kV供電系統的線路大部分都是采用赤裸式導線，小部分還有采取架空的絕緣導體，這樣既有效地改善了供電的穩定性，也減少了故障發生的次數。并且經過合理的設計，110kV供電系統線路上的線路杠桿可以進一步精細化，節約了施工資金。同時比傳統的供電系統具有較小的架空空間，這樣能夠使得架空式的路線從狹小空間里直接穿過，有著更高的技術和靈活性，節省了建造道路所使用的材料，也節約了架空式輸電路線所要求和占據的空間，避免了路線的資源和電能被浪費，防止了導線發生銹蝕和變形等現象，最重要的一點就是增加了輸電路線的壽命。110kV的架空式輸電線路的主要特點就是：輸電線路比較長，供電半徑也比較大，但是其缺點也十分明顯，就是各個線路之間的聯絡變得少了，而且輸電路線的保護比較簡陋。

2高壓路線110kV輸電路線設計要點

輸電道路就是把剩余的電能從發動機和工廠中輸送出去進入變電所的一種電力設施，目前而言，國內高壓配電道路就是泛指輸出的電壓大于110kV的輸電道路。為了確定輸電路線的垂直型，我國輸電系統路線通常都會選用單獨一條或多個線的設計形式，但在一些能夠順應地形的情況下，將其設計得成為一個獨立的水平面線狀，而且造型也很優美。進行建筑工程線路的設計常用的工作是通過分解建筑物的結構和技術手段來進行，實現建筑工程施工過程中的代碼化，把建筑物項目精簡到可以獨立進行計算操作的單位。

3輸電路線具體設計

3.1電線選擇

電線作為110kV輸電線路中重要的一種物理材料，它的產品品質和使用性能直接影響著輸電的安全和穩定可靠度，在對于輸電線路的使用方法進行選擇時必須十分謹慎。在我們剛剛開始進行高壓輸送機和供電線路建造施工時，要根據高壓輸送機和供電網的具體位置以及它們在高壓輸送機和供電系統中的地位和作用，選擇一種合適的材料和配套供電線，確保它們都有助于充分發揮它們所規定的作用，盡量合理地考慮選擇一種防熱、傳遞效果好、性價比高的材料，目前在市場上使用較多的主要原子材料主要是鋁，它不僅化學性能好，且它的使用壽命也相對較長，可以達到110kV輸電線路按照需長期施工和運行的技術要求，結合其他具體的要求，最好選用鋼芯鋁絞線。

3.2線路連接設計

110kV高壓輸電線路的運行和連接方式的選擇就需要我們綜合地考量一下這條線路所需要發揮的功能，在高壓輸電線路正常運行后，線路也才能夠可以充分地發揮它們自己應有的功能。電氣主接線可以說是一個作為電源與輸入送出線的重要組成部分，進出線的數量也是很多，為了得到較好的電力資源匯總與充足地利用和分配電能，就必須需要通過一個裝置將其母線作為中間的一個組成部分，這樣的主接線比較方便，運輸也就比較簡單，有利于對安裝設備進行改造。

舉個例子，若某一組母線在連接的過程中發生了故障，這一組母線就會失去了電源，如果需要恢復就必須重新增設一組母線，這樣投入的費用相對較高;若一個母線斷電連接的分段或與帶旁路的母線相互連接時，在處理故障時不必考慮采用其他切換器斷電。可保持回路正常用電，供電性能更優越。

3.3線路桿塔設計

在進行設計電纜線路的桿塔時，要綜合考慮多個方面的因素。交叉式斜材式主體結構是目前線路上橫擔下的平面式斜材最為普遍的一種主體結構，科學合理地分布了交叉式斜材后，再其他線路和主體結構相互連接即可以直接實現。施工人員就是需要及時采取恰當的措施和方法對所有連接單元內的主體和變形狀態都進行處理，避免受任何外界的干擾。

斜材對于外部荷載的抵御強度和高低的尺寸，亦即斜材和水平面之間夾角的大小，這種尺寸直接決定了杠桿塔主材在設計中所需要采取的位置選擇及其分段，35°～45°范圍內的選擇為最好，塔型在設計中需要根據實際情況來看，并且我們要重點準確地把握桿塔在設計中的材料選擇、主材長度、節問和其分段等多個可能有影響的因素，滿足了桿塔結構設計和優化的需要，且對其他方面還可能會有一些結構的影響。慎重考慮，如塔身的各種幾何形狀和尺寸、材料的橫截面、外部荷載、傾斜材料的選擇和布置等，綜合分析了各種影響因素后，合理地對塔身進行規劃和設計一個較大的傾斜坡度的高層建筑塔，在其整體上為塔身的主材和節點板之間增加一層傾斜墊，并且能夠維護其整體和結構之間的均衡;若桿體和塔身的主材采用了單角鋼，則根據需求選擇桿體主材時采用雙排螺栓，借助于桿體和塔身主材肢端螺栓，就有可能有效維持桿體和塔身整個板材的整體結構平衡。

3.4線路絕緣子串設計

高壓繼電器的連接、加固及絕緣等操作都需要有針對性地進行。110kV的輸電線路中，其連接、加固和保護絕緣等功能已經在各類交流電壓的分布式配電設備中扮演了一個十分重要的角色，通常是在任何一種情況下，都必須是由于導電體、絕緣子和金具等現場實際應用才可以做到。這就是要求絕緣子必須是一個更高的絕緣強度和良好的機械絕緣強度，能夠更好地為后期的施工設計創造良好的有利條件。

對實際承受力狀況進行了分析，可以將直線型桿塔上的鋼筋連接設計為具有相應的懸垂絲串，在耐張桿塔上則設計為耐張串，按照標準的計算公式來進行計算得到各個聯懸豎向的絕緣電極子片位。而且我們還需要充分考慮到各種外界因素對絕緣子的不利影響，保證它們在工程中能夠發揮正常功能。穿墻式套管通常被廣泛應用于與母線的連接中，對于與屋內貫穿的墻體，從室內到室外之間的穿墻和脫水設備都具有重要意義，110kV以下輸電線路在選擇時應盡可能多地選擇油浸或紙型絕緣式的電容器。

3.5線路防雷結構設計

110kV的輸電線路面臨的最重要的問題就是雷害問題，防雷設計是輸電線路設計中不可或缺的一個部分，為了有效避免輸電線路所遭受各種環境因素破壞，繞擊式防雷設備裝置的設計就必須要進行一些考量：（1）對于各種輸電線路周圍的各種花草樹木、住宅樓以及建筑物等都必須要充分考慮在各種輸電線路的繞擊式防雷工程所規定的范圍內，防止各種不利因素對其造成的干擾;（2）雙避雷線既能要對輸電導線安全地實現有效的保護，又需嚴格控制兩條邊相導線之間的繞擊區域;（3）極大地提高輸電系統和線路中各種類型避雷器和其他線材運行和使用性能，保證了所需要采用的避雷器和其他線材與實際運行工作情況之間的適應性，避免了實際運行和使用工作中發生的意外或事故;（4）當一條高壓線路上發生了繞過雷擊或者說是受到雷害等情況時，并且根據在高壓線路上有可能出現的較大跨度和雷電方向側面的區域進行修補，作為一條已經設計好的旁路防雷線，有效地減少和大大提高了雷擊對于其他高壓線路的損失;（5）若在避雷引導的線路上需要沿著某一側邊相互引導的線路外移，要在此時就充分考慮到避雷引導線路中的其他高壓電線所產生的不良影響，要使高壓引導線和避雷線之間水平位置始終保持在一個標準水平位置，且垂線的運動方向必須保持水平位置之間的間距。

4輸電路線設計中需要注意的問題

優化路徑的選擇：（1）路徑的選取一直以來都是整個輸電線路設計過程中的重中之重，路徑的科學合理與否直接影響著鐵路線的性能、施工、運營、經濟性，設計前我們需要定期對其進行現場實地考察和調研，對其所處的地質狀況、水文環境情況、施工成本費用等因素進行了一次綜合的分析和評估，應用到全球生命周期當中的成本管理技術，才能夠篩選出最佳的設計路徑。（2）做好本項目輸電基礎工程的設計，110kV以上的各種輸電線路主要都采用的是以桿塔為設備基礎的輸電線路設計，桿塔作為基礎的輸電線路設計在整個施工過程中所需要占的空間和比重很高，且其中受到的干擾和影響因素也很多，在我們開始進行各種輸電線路的基礎設計時，綜合應該充分考慮到塔位的特殊地質環境條件、地基的荷載能力、建筑物的基礎荷載特點、建筑物的主體結構和施工技術方法等關鍵性因素。（3）選擇一種節能型、優質高性能的材料：在對材料的選擇上，盡量采用性價比高，性能較強的材料，實現了節能和環保，以滿足他們對于生產和銷售的需求。

5結語

隨著我們的國民經濟綜合實力的提高，我國在高壓輸電系統中越來越多地呈現了距離較遠、容量較大的優勢。110kV以上輸電系統的供配電網是目前我國主要的一個供配電網絡，它承擔了輸送供電能的主要用途和使用任務，它所需供配電源的安全和否直接決定了其輸送供配電能的安全與否及其相應的經濟效益。本文主要通過分析110kV電網在各種輸電系統線路中各項關鍵技術的應用情況進行了分析，提出針對實際存在問題而進行具體解決和處理的各項關鍵技術運用操作模式和對策。