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摘要:在高压架空输电线路中,为了更好地加强对其的处理和优化,我们必须强化对其的设计,才能更好地确保整个高压架空输电线路得到安全高效的运行。基于此,本文从高压架空输电线路设计原则入手,提出了高压架空输电线路设计的优化措施,以供参考。
关键词:高压;架空输电线路;设计;优化策略
1、高压架空输电线路设计原则
1)安全可靠。架空索道运输施工方案的设计,必须将安全性和可靠性放在首位。设计的允许使用荷载应能满足最重单件运输的需要,一般以钢管塔材最大单件重量为控制条件。
2)运输效率。山区施工时,施工场地有限,一般是边运输边施工,所以必须保证运输效率,确保物料运输能够满足连续性施工要求。
3)因地制宜。输电线路工程路径长、区域跨度大,各个塔位的地形条件、运输距离、高差以及施工环境等往往相差较大,设计参数(如基础混凝土量、塔材最大单件重量等)也不尽相同,不能以一个通用施工方案应用于所有塔位,必须因地制宜进行设计,考虑各个塔位的特性。
4)运输成本。索道运输贯穿于施工全过程,包括基础原材料、铁塔材料、架线材料和相应施工阶段的设工机具,运输总量大,持续时间长,需要耗费较大的施工成本。所以,必须进行科学合理的施工方案设计,将运输成本控制在预期目标之内,并积极探索降低成本的措施。
5)环境保护。施工过程中应尽量避免或减少树木砍伐和植被破坏,防止水土流失。正确选择架空索道路径,优化施工方案,是减少树木砍伐、植被破坏的重要技术措施。
2、架空输电线路设计要点分析
2.1输电线路杆塔
杆塔的搭建在整个线路施工中占有非常大的比重,是线路架设的前提,而杆塔类型的不同,其运输时间与费用、占地面积、运行安装、施工工期以及建设造价方面都会产生很大的区别,所以,对杆塔的基础类型加以确定是杆塔设计的关键环节,在对杆塔的基础选型以及施工的过程中,其相关设计不仅应该符合一系列的科学性标准和技术性要求,还应具体结合施工现场的地质情况与施工外部环境情况来予以选择,并最终计算出工程的整体造价。没有特殊要求的话,架空输电线路宜采用在技术上已经成熟的杆塔,如果一定要使用新型杆塔,或者依据设计需要对某种类型的杆塔予以改造,则需要反复进行实验,确保精准无误后再投入使用,在杆塔的设计阶段一定要持有一个相当审慎的态度。
2.2输电线路导线
架空线路的导线一般由导电性能良好的金属制成,为保持合适的通流密度,导线应该根据工程输送容量的需要来选择截面,为降低电晕放电的可能,导线应具有较大的曲率半径。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量,为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害,多在输电线路导线的上方架设避雷线,对于重要的输电线路,通常设置两根避雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时,应考虑线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等的影响。
2.3绝缘子
高压架空输电线路中重要的构件是绝缘子,它不仅仅能在荷载和过电压下支撑导线,还能够使带电部分与大地有绝缘效果。通常情况下,如果高压架空线路的电压水平较高,那么对其绝缘的要求也会随之增高。绝缘材料的质量情况会对绝缘子的性能有极大的影响。绝缘子分为玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子和悬式盘型绝缘子等;另外在高压架空输电线路设计中应该注意绝缘子的性能问题,它的电气强度、荷载能力都有可能影响高压架空输电线路的设计。在进行绝缘子的设计的过程中,必须根据线路所经区域的环境污秽等级,充分的考虑绝缘材料的抗腐蚀性能、机械载荷能力、电气强度等参数,选择满足设计条件的绝缘子。
2.4线路走廊
线路走廊就是架空线路途经的区域,对于地面宽度和净空走廊具有一定的要求。在开辟线路走廊过程中会受到土地利用、自然环境及城市建设等多方面的影响,从而制约架空输电线路的发展。因此在当前架空输电线路中,通常采用同塔双回及同塔多回的架设方式,从而有效的实现线路走廊成本的节约。
3、高压架空输电线路设计的优化措施
3.1优化高壓架空输电线路走廊的设计
城市的使用空间紧张,进而导致限制用地走廊的使用情况,随着经济社会的快速发展,用电需求不断地增高,因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式,如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求,在设计铁塔类型时采用多种设计方案。
3.2优化高压架空输电线路的环境影响
关于工频电磁场的强度限值,并没有给予明确规定,尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距,主要表现在电磁污染、噪声污染等方面,因此需要做出些许的改进,采取环境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。
3.3信息共享平台
电网的重要组成部分就是输电网,随着经济的发展和科学技术不断提升,输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流,应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁,通常会发生输电线路断电、断线现象,和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术,进行智能化的操作,将情况及时传达到信号监控中心,有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生概率,还能提高其智能化水平。
3.4加装绝缘子并联间隙
加装绝缘子并联间隙目前仅作为上述差异化防雷的一种补强措施,主要用于110kV、220kV单回或多回。并联间隙雷电冲击50%放电电压和工频放电电压与线路绝缘水平相配合,以保证雷电过电压下先于绝缘子放电,而工频及操作过电压下不放电。一般线路绝缘子并联间隙目前用于两个方面:①作为“疏导型”防雷措施,用于保护绝缘子免遭雷击闪络损坏,降低线路雷击事件率,提高重合闸成功率。同时减少故障查找和巡检运维工作量,降低劳动强度;②用于同塔多回线路相间或回路间形成不平衡绝缘配置,防治雷击多回同跳现象。
4、结束语
综上所述,应该大力增加高空线路的设计和维护等方面的投入,使线路输送网络更为优化和提升。目前,我国的计算机网络技术、通信技术和传感技术不断发展,电网的发展方向也日益强大起来。尽管如此,诸多区域网的出现也给电网的发展带来了诸多烦恼,故为了提升电网的稳定性和安全性,很有必要在高压线路方面着手,强化电网的本身自愈功能,使其能够在极端恶劣天气的情况下仍然能够如往常一样平稳运行。
参考文献:
[1]唐正文,丰阿丽.浅析高压输变电线路的设计与维护[J].电源技术应用,2013,(10).
[2]秦海峰.城市紧凑型架空输电线路设计的分析与研究[J].科技资讯,2014.
(单位名称:国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司)
关键词:高压;架空输电线路;设计;优化策略
1、高压架空输电线路设计原则
1)安全可靠。架空索道运输施工方案的设计,必须将安全性和可靠性放在首位。设计的允许使用荷载应能满足最重单件运输的需要,一般以钢管塔材最大单件重量为控制条件。
2)运输效率。山区施工时,施工场地有限,一般是边运输边施工,所以必须保证运输效率,确保物料运输能够满足连续性施工要求。
3)因地制宜。输电线路工程路径长、区域跨度大,各个塔位的地形条件、运输距离、高差以及施工环境等往往相差较大,设计参数(如基础混凝土量、塔材最大单件重量等)也不尽相同,不能以一个通用施工方案应用于所有塔位,必须因地制宜进行设计,考虑各个塔位的特性。
4)运输成本。索道运输贯穿于施工全过程,包括基础原材料、铁塔材料、架线材料和相应施工阶段的设工机具,运输总量大,持续时间长,需要耗费较大的施工成本。所以,必须进行科学合理的施工方案设计,将运输成本控制在预期目标之内,并积极探索降低成本的措施。
5)环境保护。施工过程中应尽量避免或减少树木砍伐和植被破坏,防止水土流失。正确选择架空索道路径,优化施工方案,是减少树木砍伐、植被破坏的重要技术措施。
2、架空输电线路设计要点分析
2.1输电线路杆塔
杆塔的搭建在整个线路施工中占有非常大的比重,是线路架设的前提,而杆塔类型的不同,其运输时间与费用、占地面积、运行安装、施工工期以及建设造价方面都会产生很大的区别,所以,对杆塔的基础类型加以确定是杆塔设计的关键环节,在对杆塔的基础选型以及施工的过程中,其相关设计不仅应该符合一系列的科学性标准和技术性要求,还应具体结合施工现场的地质情况与施工外部环境情况来予以选择,并最终计算出工程的整体造价。没有特殊要求的话,架空输电线路宜采用在技术上已经成熟的杆塔,如果一定要使用新型杆塔,或者依据设计需要对某种类型的杆塔予以改造,则需要反复进行实验,确保精准无误后再投入使用,在杆塔的设计阶段一定要持有一个相当审慎的态度。
2.2输电线路导线
架空线路的导线一般由导电性能良好的金属制成,为保持合适的通流密度,导线应该根据工程输送容量的需要来选择截面,为降低电晕放电的可能,导线应具有较大的曲率半径。高压架空输电线路多采用分裂导线来提高输送容量,为防止架空输电线路的感应过电压和雷击过电压带来的伤害,多在输电线路导线的上方架设避雷线,对于重要的输电线路,通常设置两根避雷线且增大地线架保护角。在设计架空输电线路时,应考虑线路沿线的气候环境、自然条件、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等的影响。
2.3绝缘子
高压架空输电线路中重要的构件是绝缘子,它不仅仅能在荷载和过电压下支撑导线,还能够使带电部分与大地有绝缘效果。通常情况下,如果高压架空线路的电压水平较高,那么对其绝缘的要求也会随之增高。绝缘材料的质量情况会对绝缘子的性能有极大的影响。绝缘子分为玻璃绝缘子、有机复合材料绝缘子和悬式盘型绝缘子等;另外在高压架空输电线路设计中应该注意绝缘子的性能问题,它的电气强度、荷载能力都有可能影响高压架空输电线路的设计。在进行绝缘子的设计的过程中,必须根据线路所经区域的环境污秽等级,充分的考虑绝缘材料的抗腐蚀性能、机械载荷能力、电气强度等参数,选择满足设计条件的绝缘子。
2.4线路走廊
线路走廊就是架空线路途经的区域,对于地面宽度和净空走廊具有一定的要求。在开辟线路走廊过程中会受到土地利用、自然环境及城市建设等多方面的影响,从而制约架空输电线路的发展。因此在当前架空输电线路中,通常采用同塔双回及同塔多回的架设方式,从而有效的实现线路走廊成本的节约。
3、高压架空输电线路设计的优化措施
3.1优化高壓架空输电线路走廊的设计
城市的使用空间紧张,进而导致限制用地走廊的使用情况,随着经济社会的快速发展,用电需求不断地增高,因此在高压架空线路中可以使用多种架设方式,如同塔多回双回。为了确保城市居民的用电需求,在设计铁塔类型时采用多种设计方案。
3.2优化高压架空输电线路的环境影响
关于工频电磁场的强度限值,并没有给予明确规定,尤其是在设计超高压架空输电线路中。我国目前采用的标准和国际标准有差距,主要表现在电磁污染、噪声污染等方面,因此需要做出些许的改进,采取环境限值优化措施来减少与国际标准化的差距。
3.3信息共享平台
电网的重要组成部分就是输电网,随着经济的发展和科学技术不断提升,输电网也越来越智能化。为了顺应发展潮流,应当树立输电线路的防灾意识和建立安全信息共享平台。如果春夏季节台风频繁,通常会发生输电线路断电、断线现象,和杆塔倒塌等危害事故。如果在运用先进的技术,进行智能化的操作,将情况及时传达到信号监控中心,有利于及时采取措施去解决此类问题。对其智能化不但能降低线路故障的发生概率,还能提高其智能化水平。
3.4加装绝缘子并联间隙
加装绝缘子并联间隙目前仅作为上述差异化防雷的一种补强措施,主要用于110kV、220kV单回或多回。并联间隙雷电冲击50%放电电压和工频放电电压与线路绝缘水平相配合,以保证雷电过电压下先于绝缘子放电,而工频及操作过电压下不放电。一般线路绝缘子并联间隙目前用于两个方面:①作为“疏导型”防雷措施,用于保护绝缘子免遭雷击闪络损坏,降低线路雷击事件率,提高重合闸成功率。同时减少故障查找和巡检运维工作量,降低劳动强度;②用于同塔多回线路相间或回路间形成不平衡绝缘配置,防治雷击多回同跳现象。
4、结束语
综上所述,应该大力增加高空线路的设计和维护等方面的投入,使线路输送网络更为优化和提升。目前,我国的计算机网络技术、通信技术和传感技术不断发展,电网的发展方向也日益强大起来。尽管如此,诸多区域网的出现也给电网的发展带来了诸多烦恼,故为了提升电网的稳定性和安全性,很有必要在高压线路方面着手,强化电网的本身自愈功能,使其能够在极端恶劣天气的情况下仍然能够如往常一样平稳运行。
参考文献:
[1]唐正文,丰阿丽.浅析高压输变电线路的设计与维护[J].电源技术应用,2013,(10).
[2]秦海峰.城市紧凑型架空输电线路设计的分析与研究[J].科技资讯,2014.
(单位名称:国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司)