高壓輸電電氣線路優(yōu)化設(shè)計方法

摘要：在我國各層面對于電能需求量不斷增加的今天，高壓輸電線路系統(tǒng)組成較復(fù)雜，為確保高壓輸電線路電力傳輸效果，在開展設(shè)計工作的過程中，要針對不同高壓輸電線路系統(tǒng)的獨特性來開展設(shè)計工作。確保高壓輸電線路設(shè)計的科學(xué)性，保障電力的穩(wěn)定傳輸。

關(guān)鍵詞：高壓;輸電電氣線路;設(shè)計方法

引言

在社會不斷發(fā)展、進步的過程中，需要高壓輸電常見的方式有兩種，一是電纜輸電，二是架空輸電。雖然架空輸電線路的建設(shè)難度大，容易受到自然環(huán)境的影響，不過后期運行維護較為方便，因此在長距離電力輸送中，架空輸電依然是高壓輸電線路的首選。高壓輸電線路電氣設(shè)計關(guān)系到輸電線路的運行效果，如果電氣設(shè)計本身缺乏合理性，則必然會影響高壓輸電線路整體的運行穩(wěn)定可靠性，必須引起建設(shè)單位的高度重視。

1高壓輸電線路電氣設(shè)計要點

1）注重技術(shù)的運用，面對高壓輸電線路強電壓的現(xiàn)實情況，為確保其電力供應(yīng)，應(yīng)加強高質(zhì)量高壓導(dǎo)線的技術(shù)研究，增加其技術(shù)含量。2）注重線路運行的安全性。高壓輸電線電壓較大，能夠帶動較大電量，可以將其看作快速運行的巨大電池，如果高壓輸電線發(fā)生了意外，不僅會帶來安全問題，而且可能給相關(guān)部門造成巨大經(jīng)濟損失。3）注重施工難度的掌握。高壓輸電線鋪設(shè)線路較長，并且在鋪設(shè)過程中需要經(jīng)過復(fù)雜的地理環(huán)境。尤其是面對惡劣環(huán)境的線路鋪設(shè)施工作業(yè)，作為設(shè)計者而言，更是要在準確評估施工環(huán)境的基礎(chǔ)上，對其施工難度做出充分掌握，以確定施工資金、技術(shù)、人員投入情況科學(xué)設(shè)定施工時間。

2高壓輸電電氣線路優(yōu)化設(shè)計方法

2.1高壓輸電線路路徑優(yōu)化設(shè)計

高壓輸電線路對路徑的進行優(yōu)化選擇和設(shè)計，可以保證高壓輸電線路電氣設(shè)計的質(zhì)量和水平。工作人員要對進行施工的山區(qū)、城市和森林等區(qū)域的實際地勢情況進行考察，把影響線路設(shè)計的因素都要考慮進來。選擇最優(yōu)化的線路架空模式，線路選擇要避開自然保護區(qū)、林區(qū)和鬧市區(qū)等區(qū)域，并提高高壓輸電線路設(shè)計的水平。結(jié)合施工的實際情況，設(shè)計出曲折系數(shù)和轉(zhuǎn)角比較少的方案，保證高壓輸電線路設(shè)計的安全性，提高高壓輸電線路電氣設(shè)計的質(zhì)量。高壓輸電線路電氣設(shè)計要保證施工場地的交通便利，并實現(xiàn)高壓輸電線路工程的應(yīng)用價值。

2.2加強結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

高壓輸電線路的電氣設(shè)計容易受各種客觀因素的影響，為保證線路結(jié)構(gòu)的合理性，需要做好線路結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，消除線路存在的安全隱患。在電氣設(shè)計前期，需要對工程施工地區(qū)的地形地貌、氣候條件等進行全面探究，并對實地考察得到的各項記錄進行綜合分析。在掌握線路走廊沿線地質(zhì)、植被、資源等情況的基礎(chǔ)上，從造價、技術(shù)、環(huán)境等方面進行考慮，對線路結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行反復(fù)分析和論證，能夠?qū)崿F(xiàn)線路優(yōu)化設(shè)計。結(jié)合線路電氣設(shè)計方案，需要完成風(fēng)險分析，對線路建設(shè)、運行過程中可能存在的風(fēng)險展開分析，通過嚴密論證保證線路結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。在實踐設(shè)計工作中，需要對地區(qū)的交通分布和地理環(huán)境進行充分考慮，做到具體問題具體分析。比如在平原地區(qū)修建線路能夠節(jié)約一定成本，在山地地區(qū)則施工難度較大，交通發(fā)達地區(qū)設(shè)計線路可以降低修建難度和縮短修建周期，在不發(fā)達地區(qū)修建高壓輸電線路將遭遇較多困難。對不同設(shè)計方案進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，完成線路草圖的優(yōu)化設(shè)計，保證輸電路徑、導(dǎo)線截面、絕緣配合等因素得到綜合考慮，完成最優(yōu)線路架空模式的選擇，可以使設(shè)計出的高壓輸電線路盡量避開鬧市區(qū)、自然保護區(qū)等地區(qū)，從而使線路結(jié)構(gòu)設(shè)計水平得到提高。

2.3合理選擇桿塔型號

桿塔在高壓輸電線路的鋪設(shè)過程中，對線路起到重要的固定作用。在前期的電氣設(shè)計中，如若不能對桿塔型號做出恰當(dāng)?shù)倪x擇，將會對高壓輸電線路的電壓穩(wěn)定性造成一定的影響。對于桿塔的設(shè)計來講，作為高壓輸電線路電氣設(shè)計人員除了要對桿塔建造成本進行考量外，更需要對桿塔、環(huán)境、線路，三者之間的匹配程度做出充分研究。同時還要結(jié)合高壓輸電線路自身的功能、特點以及桿塔所設(shè)位置地勢地形對桿塔穩(wěn)定性與安全性的影響，來決定型號。與此同時，還要在設(shè)計中，對桿塔具體的設(shè)計規(guī)定、原則、施工、運行規(guī)范等情況做出明確。以此來為后期施工工作的開展提供必要的建設(shè)依據(jù)。如桿塔橫擔(dān)下平面材料厚度需≥5mm，桿塔構(gòu)件厚度要≥3mm;塔全部構(gòu)件都需要經(jīng)過熱浸工藝來進行鍍鋅處理，緊固螺栓必須采用等級達到6.8的鍍鋅粗制螺栓。

2.4架空線路的路徑有效選擇

合理有效的架空線路的路徑選擇是高壓輸電線路設(shè)計中不可忽視的環(huán)節(jié)。在設(shè)計時，要充分考慮周邊地區(qū)的地理環(huán)境和交通分布情況，不能一概而論，要具體問題具體分析，如地理環(huán)境，山地丘陵，河流大江，平原田地等，在平原地區(qū)修建線路就較為容易，且能節(jié)約一定的成本;在山地地區(qū)其的施工難度較大，且成本較高;在交通發(fā)達地區(qū)，障礙較少，修建起來也就方便許多;在交通不發(fā)達地區(qū)，其的修建難度高，修建成本大，修建周期長。

2.5加強線路抗冰防舞動能力

為了確保高壓輸電線路的安全運行，設(shè)計人員需要將高壓輸電線的抗冰防舞動能力逐步提高。在進行高壓輸電線路電氣設(shè)計時，設(shè)計人員需要充分分析高壓輸電線路途經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)條件、覆冰情況、舞動情況和濕度情況等，并結(jié)合電網(wǎng)舞動分布圖、電網(wǎng)冰區(qū)分布圖，調(diào)查建設(shè)區(qū)域內(nèi)輸電線路因覆冰舞動跳閘的發(fā)生情況，對線路的舞動等級以及覆冰厚度進行分析，在此基礎(chǔ)上，制定科學(xué)有效的設(shè)計方案。在高壓輸電線路建設(shè)過程中，選擇線路時應(yīng)避免易舞動區(qū)、重覆冰區(qū)，如果難以避開，可以根據(jù)相關(guān)規(guī)定開展抗冰防舞動設(shè)計。有效措施如下：在易舞動區(qū)、重覆冰區(qū)開展高壓輸電線路的建設(shè)工作時，需要將檔距縮小，控制桿塔的高度，如果使用的是鐵塔，應(yīng)該使用雙帽防松螺栓;利用相間間隔棒、預(yù)絞式防振錘、阻尼間隔棒等，通過以上方式可以將線路抗冰防舞動能力逐步提高。

2.6線路防雷設(shè)計

根據(jù)高壓輸電線路電氣設(shè)計規(guī)程要求，需要保證地線安全系數(shù)至少達到2.5，應(yīng)超過導(dǎo)線設(shè)計安全系數(shù)，地線平均運行應(yīng)力不超過破壞應(yīng)力的25%。在各種工況下，應(yīng)保證檔距中央地線弧垂不超過導(dǎo)線弧垂。按照防雷要求，在無冰、風(fēng)和15℃條件下，導(dǎo)線和地線在檔距中央應(yīng)至少達到（0.012L+1）m間距。結(jié)合年均雷電日、地形等條件，可以進行地線截面選擇。針對220kV和110kV架空線路，為降低線路累積跳閘率，可以完成雙地線的全線架設(shè)，并且使地線對外側(cè)導(dǎo)線保護角不超過15°。地線間距不超過地線與導(dǎo)線間距垂直距離的5倍，線路沿線塔位土壤電阻率在50～1000Ω·m之間。桿塔采用水平放射式接地裝置，接地體埋深達到0.6m，保證地腳螺栓與基礎(chǔ)接地鋼筋能夠得到牢固焊接。

結(jié)語

總而言之，面對新的發(fā)展環(huán)境，在開展電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)該高度重視電氣設(shè)計工作，促進電氣設(shè)計質(zhì)量和水平的提高。從設(shè)計人員的角度，應(yīng)該立足高壓輸電線路的實際情況，從整體上把握電氣設(shè)計全過程，做好路徑選擇、桿塔選型以及防雷接地等設(shè)計工作，運用自身掌握的專業(yè)知識，提升高壓輸電線路電氣設(shè)計的有效性，切實保障高壓輸電線路電氣資源的合理使用，保證輸電線路的運行安全，減少電能傳輸過程中的損耗，為電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻

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作者簡介： 楊強，男（1984-10），民族：漢，籍貫：江西豐城， 學(xué)歷：研究生，研究方向：高壓線路設(shè)計。