220kV線路增容改造設計研究

【摘 要】在經濟持續發展的背景下，我國社會用電需求不斷上升，電力短缺成為了制約經濟發展的瓶頸，因此，提高現有輸電線路的傳輸容量具有很現實的經濟意義。因此，對現有線路進行增容改造顯得十分有必要。本文結合工程實例，僅對220kV線路增容改造設計進行相關探討。

【關鍵詞】輸電線路；增容；改造；載流量；線損

隨著我國國民經濟的高速發展，我國社會用電需求快速增長，電力短缺成為制約經濟發展的瓶頸，原有線路的輸電能力遠遠滿足不了現代電力發展的需求， 在一些經濟發達地區這一特點尤為突出。在電網建設的各項新要求下，對現有線路的增容改造已迫在眉睫。通長對線路增容的方式一般有三種：一是，增加新的輸電線路；二是，對原有線路桿塔進行改造，增加導線截面積；三是，更換與原線路相同或相近型號參數的增容導線。第一、二種方式需要新增線路用地或改造更換桿塔，費時費工，投資較大，而第三種方式能有效利用原線路現有資源，不需額外征用土地和更換桿塔便可較容易達到增容的目的。

1 改造線路概況

1.1 線路輸送容量

1.2 改造原則

由于該線路全線處于市區，現有及規劃設施不斷增多，新辟線路走廊難度較大；該線路可停電時間短，輸電線路的容量改造時間緊迫，利用原線路走廊新建鐵塔架設大截面導線的方案亦難以實施。故在原有桿塔、基礎及交叉跨越距離等不改變的情況下對線路進行增容改造。

1.3 設計氣象條件

2 導線選型比較分析

增容導線主要通過提高導線的運行溫度以增加線路的輸送容量，目前常見的增容導線有普通鋼芯耐熱鋁合金導線、鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導線、間隙型耐熱鋁合金導線、鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導線、碳纖維芯型鋁絞線等。由于普通鋼芯耐熱鋁合金導線在高溫情況下的弧垂特性較差，而間隙型耐熱鋁合金導線的施工工藝復雜，不利于后期運行維護，故上述兩種增容導線不適用于本線路改造。考慮需與原線路2×LGJ-300/40鋼芯鋁絞線參數規格相當，擬選2×STACIR/AW 240型鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導線、2×ACCR470-T16型鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導線和2×JRLX/T-310/40碳纖維芯型鋁絞線三種導線進行比選。參選導線的結構及特性參數詳見。

2.1 導線增容原理比較

2.2 載流量比較

2.3 線損比較

2.4 機械荷載比較

改造線路是否需要更換桿塔，取決于更換導線前后線路機械荷載是否有較大的變化和導線弧垂是否超出原線路弧垂裕度。桿塔的荷載由垂直、水平和沿縱向三個方向作用力合成，其中垂直荷載主要由導線的單位長度重量決定；水平荷載主要由導線的外徑、風速及覆冰厚度決定；縱向張力主要由線路的安全系數和原鐵塔能承受的縱向張力控制。結合線路氣象組合條件，通過對各相導線與原線路2×LGJ-300/40導線的機械荷載的百分比值可知，參選導線縱向張力、水平荷載和垂直荷載均比原線路2×LGJ-300/40導線略小或相當，因此從荷載角度無需更換桿塔。

2.5 弧垂特性比較

在不改造桿塔的情況下，應控制增容導線在各種情況下的弧垂與原線路導線的弧垂相接近或減少。各種導線在正常運行情況時與原線路LGJ-300/40導線40℃時的弧垂相比較，在N-1最大輸送容量情況時與原線路LGJ-300/40導線70℃時的弧垂相比較，計算

由表3的比較結果可看出，由于ACCR470-T16導線的鋁基陶瓷纖維芯和JRLX/T-310/40導線的碳纖維芯線膨脹系數很小，高溫弧垂特性優良，在正常運行情況和N-1最大輸送容量情況的弧垂均小于原線路LGJ-300/40導線，完全滿足線路改造要求。STACIR/AW 240導線的弧垂特性一般，與原線路弧垂接近，需對原線路交叉跨越做一步的復核，才能判斷是否滿足線路改造要求。

2.6 經濟指標比較

對3種參選導線的價格進行比較，見表6。由表6可知，ACCR470-T16導線價格相對較高，整體造價投資相應較大，其余兩種導線的價格相當。

2.7 綜合比較

通過對3種參選導線的比較分析可知：1）在載流量、機械荷載方面，3種導線均可滿足要求；

3 結語

綜上所述，通過增容改造，提高現有輸電線路的傳輸容量具有很現實的經濟意義。通過本文220kV線路增容改造設計經驗的介紹，對類似工程設計提供了一定的設計思路和技術指導，同時也有利于電網未來的規劃，使有效的輸電線路走廊資源發揮出最大的作用。

【參考文獻】

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[責任編輯：劉帥]