湖北宜昌110KV楊家灣至南玻輸電線路工程優化創新淺析

【摘 要】110kV楊家灣到南玻輸電線路工程是中國南玻集團宜昌多晶硅生產基地的供電電源線路工程。由于基地所需負荷較大，需從220kV楊家灣變來三回110kV電源。另外由于周邊用戶用電需求以及建設環境所限，需采用同塔多回架設方式，而且在部分地段需采用鋼管桿或組合鋼管塔。本項目依托本工程進行了一系列優化創新，包括同塔四路角鋼塔、同桿三回鋼管桿、同桿四回組合鋼管分支塔的選型與應用，還包括掏挖基礎、聯合異形基礎的創新應用，還包括同桿三回鋼管塔電纜下線方式的創新應用等。

【關鍵詞】楊家灣；南玻；組合鋼管塔；基礎；電纜下線

Proper Chang 110 KV Yangjiawan in the Hubei go to the south Bo power line road engineering

Xu Wei-zhong，Yang Qun-Jiu，Chen Yan-fa，Huang Wei

(The proper Chang electric power survey limited company in the design hospital Yichang Hubei443003)

【Abstract】110 KV Yang Jia Wan go to south the Bo power line road engineering be China south Bo group proper Chang many crystal Huo produce base of the circuit engineering of the power supply power supply.Because the base need burden bigger， need Yang Jia Wan to change from the 220 KV come three times 110 KV power supply.Moreover because of periphery the customer use electricity need and construction environment limit， need to be adopt together the tower much return mounting way， and need adoption steel pipe pole in the parts of district or combination steel pipe tower.This item relied on this engineering to carry on a series excellent turn innovation， include together tower four road angle steel towers， together pole three times steel pipe pole， together pole four times combination the steel pipe branch choose of tower type and application， also include Tao to dig foundation， consociation abnormal shape foundation of innovation application， also include together a pole steel pipe tower electric cable to three times log out a way of innovation application etc..

【Key words】Yang Jia Wan;South Bo;Combination steel pipe tower;Foundation;The electric cable log out

1. 工程概況

為了滿足市場需求，促進我國多晶硅材料、光伏產業和綠色能源的發展，同時也為了企業可持續發展，完善企業產品結構，促進項目相互配套，提高企業經濟效益，增強企業競爭力，中國南玻集團股份有限公司決定利用湖北省宜昌地區豐富的硅礦產資源和電力優勢，引進國際先進技術，在湖北省宜昌高新技術產業開發區猇亭園區建設國內最大規模的高純硅材料生產基地。湖北省政府也于2006年召開了“關于支持中國南玻集團在湖北投資發展多晶硅材料及太陽能電池產業有關問題”的專題會議。該項目總投資60億元，2008年前分三期建成，總用電負荷3×5.8萬千瓦，用戶自建110千伏變電站主變6×6.3萬千伏安。為滿足其用電需求，建設楊家灣變至南玻110KV線路工程。

2008年4月，受湖北省電力公司委托，我院進行了110KV楊家灣至南玻輸電線路工程設計。

該線路從宜昌220KV楊家灣變110KV側間隔出線至110KV南玻變止，110KV電壓等級，多回路多類型混合架設。架空線導線采用LGJ-400/35型鋼芯鋁絞線，電纜采用YJLW03-64/110KV 1×630銅芯交聯聚乙烯絕緣皺紋鋁包防水層電力電纜。線路路徑全長1.022公里，其中同塔雙回架空線路徑長0.149公里，同塔四回架空線路徑長0.302公里，同桿三回架空線路徑長0.474公里，同溝敷設本期雙回電纜路徑長0.097公里。線路建設規模如圖1所示。

從上述可見，該工程雖說路徑長度僅1.022公里，但匯集了架空線路和電纜線路兩種輸電線路建設方式，兼容了雙回塔、四回塔、三回塔等三種桿塔回路形式，囊括了角鋼塔、鋼管桿、組合鋼管塔等三種桿塔使用形式，若加之基礎選型方面掏挖與異形聯合基礎的使用等方面，可以說該項目集宜昌地區，乃至湖北地區，所有鐵塔型式、回路形式、基礎型式于一身。

2. 工程創新方面

在工程創新方面，根據該項目的建設環境及用戶需求，我們從路徑方案的選擇、桿塔型式的選擇、基礎型式的選擇以電纜下線方式的選擇入手，進行了系統論證，拿出了比較合理的建設方案。

2.1 線路路徑選擇。

來過宜昌的同志都知道，宜昌屬電源首端，架空線星羅密布。隨著宜昌經濟的高速發展，城市網架的拓展，架空線通道日益難求，特別是猇亭、宜都等區域表現尤為突出。

本項目地處宜昌猇亭開發區，該區域電力線重多，新建線路通道不易選擇。在各級政府的大力支持下，給定的路徑方案是從楊家灣變出線后，在同一通道采用多回路走線，在318國道附近，給定通道是平行318國道而且在318國道花壇內走線。

圖1 工程規模示意圖

鑒于通道受限，同一通道只能采用同塔多回方式；在318國道花壇走線，常規鐵塔顯然是不適用的，只能采用鋼管桿；局部地段還需根據地形情況、經濟合理地采用組合鋼管塔；在進南玻變時，根據用戶需求采用電纜進線方式。

可以說，正是由于線路通道受限，決定了本工程的特殊性，也隨之而來要求本工程進行一系列創新，以滿足工程的使用功能，并且達到平均先進水平。

2.2 塔型選擇。

根據項目功能需求，需采用三回110千伏線路為其供電，同時還應兼顧周邊負荷的發展，留有適當擴展空間。因此，從楊家灣至318國道分支塔采用同塔四回線路，其中一回備用給周邊用戶。318國道分支塔至南玻變采用同桿三回線路架設。

明確了回路數，對于具體桿型布置方面需作深入研究。

對于同塔四回路桿塔，是采用四回分布塔體兩側呈垂直排列（如圖2），還是采用四回分布塔體兩側呈三角形排列（如圖3），受制于線路通道最大寬度限制。前者塔體較高，橫擔間距較窄，桿塔重量較重，施工通道較窄，對周邊建構物影響較小，對社會環境影響較??；后者塔高較低，橫擔間距較大，桿塔重量較輕，施工通道較寬，對周邊建構筑物影響較大，對社會環境影響較大。對此，我們運用全壽命周期費用效益進行分析。

CE= SE LCC = SE IC+SC，

式中：CE為費用效益，是判斷指標

SE為系統效益，兩種布置形式均能滿足用戶需求，看作相等

LCC為工程生命周期成本

IC為設置費，即建設成本

SC為維持費，即運行維護成本

經過費用效益分析，前者與后者比較，雖然前者因桿塔較重，本期建設成本（IC）較大，但因橫擔寬度較窄，后期運行維護成本（SC）較小，而且后期維持成本權重較大，兩者合計使工程生命周期成本（LCC）較小，得出的費用效益較大。在全壽命周期費用分析的指導下，我們選擇了前者。

對于同桿三回路桿塔，是采用下面一回上面兩回，還是采用下面兩回上面一回，我們應進行了系統分析。認為前者雖然造成桿塔重量偏大，但為滿足后期用戶用電需求，必須將下面回路作為備用，而且為滿足其他用戶T接線路需要，也需將下面回路作為T接主線之用。鑒于此，本工程同桿三路桿選擇了下面一回上面兩回的布置形式。如圖4。

對于同塔四回分支塔，考慮T接線路需要，同時由于線路路徑走向及規劃要求，該塔轉角為90度，我們設計了十字型同塔四回路分支T接塔。這一塔型設計，從結構選材、橫擔的布置以及電氣距離的控制都進行了細致規劃，實現了同塔四回向同塔五回的轉變，滿足了用戶用電需求?？梢哉f在湖北省絕無僅有，填補了我省空白，而且我們在設計上采用組合鋼管塔的結構形式。如圖5、圖6。

2.3 基礎選型。

在基礎選型方面，除一般掏挖基礎型式外，對于本工程同塔四回路分支塔，我們還設計了異形基礎，滿足了該塔的受力要求。該基礎型式斷面如下圖7所示。

2.4 電纜下地方式的設計。

根據用戶需求，采用三回110千伏線路為其供電，本期使用兩回，但架空線一次建成三回，電纜本期僅上兩回。由于南玻廠區用地面積限制，電纜終端塔需采用鋼管桿。

在通常的電纜下線設計中，戶外電纜終端頭均是通過電纜平臺來加以固定的，而鋼管塔的結構型式為圓形或多邊形，它無法像角鋼塔那樣搭建電纜下線平臺。若要在鋼管塔上構筑平臺，務必增加桿塔重量，而且造成桿塔結構復雜化，不利于施工與檢修。再者若通過新立桿塔來搭建電纜平臺，不僅浪費資源，也給施工帶來很大的難度，同時也不美觀；另外，電纜終端塔處于南玻廠區變電站附近內，場地非常狹小，并沒有塔位可以供新立桿塔。

為解決上述問題，本院以電纜終端頭及避雷器的固定和電氣距離的控制問題作為突破口，在做了大量的計算與研究之后，設計出一種不需要電纜平臺或不需要新增電纜附塔的下線方式。采用該設計下線的三回線路共9根電纜整齊劃一，極大的節省了空間，同時也減小了工程量，降低了施工難度，減少了投資。而且美觀大方，具有一定的觀賞價值。如圖8。

3. 工程后記

截止2010年底，該線路已穩定運行兩年。該工程創造的一系列創新已被成功應用到其它類似工程中，特別是電纜下線方式?？梢哉f，宜昌目前的鋼管桿電纜下線大多采用了這種下線方式，包括單回塔和雙回塔。在本工程以前，我院也在角鋼塔上進行過這類下線方式的研究，由于是第一次應用，在后期施工方面作了較大改動和處理，但卻為本工程鋼管桿電纜下線方式提供了借鑒，這里一并感謝參與這些工程的同志。

以該工程為依托，我們也獲得了一些獎項，作為對工程的肯定，下面列舉如下：

2008年，該工程的同塔三回路鋼管塔電纜下線方式獲宜昌供電公司科技成果推廣應用二等獎。

2009年，以同塔三回路鋼管塔電纜下線方式為主體內容所作的論文獲中國電力規劃設計協會供用電設計分會2009年度二等獎。

2010年，本工程設計獲湖北省優秀工程設計三等獎，獲宜昌市優秀工程設計一等獎。