【摘 要】在經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下,我國(guó)社會(huì)用電需求不斷上升,電力短缺成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,因此,提高現(xiàn)有輸電線路的傳輸容量具有很現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。因此,對(duì)現(xiàn)有線路進(jìn)行增容改造顯得十分有必要。本文結(jié)合工程實(shí)例,僅對(duì)220kV線路增容改造設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)探討。
【關(guān)鍵詞】輸電線路;增容;改造;載流量;線損
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)社會(huì)用電需求快速增長(zhǎng),電力短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,原有線路的輸電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了現(xiàn)代電力發(fā)展的需求, 在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)這一特點(diǎn)尤為突出。在電網(wǎng)建設(shè)的各項(xiàng)新要求下,對(duì)現(xiàn)有線路的增容改造已迫在眉睫。通長(zhǎng)對(duì)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(duì)原有線路桿塔進(jìn)行改造,增加導(dǎo)線截面積;三是,更換與原線路相同或相近型號(hào)參數(shù)的增容導(dǎo)線。第一、二種方式需要新增線路用地或改造更換桿塔,費(fèi)時(shí)費(fèi)工,投資較大,而第三種方式能有效利用原線路現(xiàn)有資源,不需額外征用土地和更換桿塔便可較容易達(dá)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(qū),現(xiàn)有及規(guī)劃設(shè)施不斷增多,新辟線路走廊難度較大;該線路可停電時(shí)間短,輸電線路的容量改造時(shí)間緊迫,利用原線路走廊新建鐵塔架設(shè)大截面導(dǎo)線的方案亦難以實(shí)施。故在原有桿塔、基礎(chǔ)及交叉跨越距離等不改變的情況下對(duì)線路進(jìn)行增容改造。
1.3 設(shè)計(jì)氣象條件
2 導(dǎo)線選型比較分析
增容導(dǎo)線主要通過(guò)提高導(dǎo)線的運(yùn)行溫度以增加線路的輸送容量,目前常見(jiàn)的增容導(dǎo)線有普通鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線、鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導(dǎo)線、間隙型耐熱鋁合金導(dǎo)線、鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導(dǎo)線、碳纖維芯型鋁絞線等。由于普通鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線在高溫情況下的弧垂特性較差,而間隙型耐熱鋁合金導(dǎo)線的施工工藝復(fù)雜,不利于后期運(yùn)行維護(hù),故上述兩種增容導(dǎo)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(shù)規(guī)格相當(dāng),擬選2×STACIR/AW 240型鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金導(dǎo)線、2×ACCR470-T16型鋁基陶瓷纖維芯耐熱鋁合金導(dǎo)線和2×JRLX/T-310/40碳纖維芯型鋁絞線三種導(dǎo)線進(jìn)行比選。參選導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)及特性參數(shù)詳見(jiàn)。
2.1 導(dǎo)線增容原理比較
2.2 載流量比較
2.3 線損比較
2.4 機(jī)械荷載比較
改造線路是否需要更換桿塔,取決于更換導(dǎo)線前后線路機(jī)械荷載是否有較大的變化和導(dǎo)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(gè)方向作用力合成,其中垂直荷載主要由導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度重量決定;水平荷載主要由導(dǎo)線的外徑、風(fēng)速及覆冰厚度決定;縱向張力主要由線路的安全系數(shù)和原鐵塔能承受的縱向張力控制。結(jié)合線路氣象組合條件,通過(guò)對(duì)各相導(dǎo)線與原線路2×LGJ-300/40導(dǎo)線的機(jī)械荷載的百分比值可知,參選導(dǎo)線縱向張力、水平荷載和垂直荷載均比原線路2×LGJ-300/40導(dǎo)線略小或相當(dāng),因此從荷載角度無(wú)需更換桿塔。
2.5 弧垂特性比較
在不改造桿塔的情況下,應(yīng)控制增容導(dǎo)線在各種情況下的弧垂與原線路導(dǎo)線的弧垂相接近或減少。各種導(dǎo)線在正常運(yùn)行情況時(shí)與原線路LGJ-300/40導(dǎo)線40℃時(shí)的弧垂相比較,在N-1最大輸送容量情況時(shí)與原線路LGJ-300/40導(dǎo)線70℃時(shí)的弧垂相比較,計(jì)算
由表3的比較結(jié)果可看出,由于ACCR470-T16導(dǎo)線的鋁基陶瓷纖維芯和JRLX/T-310/40導(dǎo)線的碳纖維芯線膨脹系數(shù)很小,高溫弧垂特性?xún)?yōu)良,在正常運(yùn)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(dǎo)線,完全滿(mǎn)足線路改造要求。STACIR/AW 240導(dǎo)線的弧垂特性一般,與原線路弧垂接近,需對(duì)原線路交叉跨越做一步的復(fù)核,才能判斷是否滿(mǎn)足線路改造要求。
2.6 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較
對(duì)3種參選導(dǎo)線的價(jià)格進(jìn)行比較,見(jiàn)表6。由表6可知,ACCR470-T16導(dǎo)線價(jià)格相對(duì)較高,整體造價(jià)投資相應(yīng)較大,其余兩種導(dǎo)線的價(jià)格相當(dāng)。
2.7 綜合比較
通過(guò)對(duì)3種參選導(dǎo)線的比較分析可知:1)在載流量、機(jī)械荷載方面,3種導(dǎo)線均可滿(mǎn)足要求;
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,通過(guò)增容改造,提高現(xiàn)有輸電線路的傳輸容量具有很現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。通過(guò)本文220kV線路增容改造設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的介紹,對(duì)類(lèi)似工程設(shè)計(jì)提供了一定的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)指導(dǎo),同時(shí)也有利于電網(wǎng)未來(lái)的規(guī)劃,使有效的輸電線路走廊資源發(fā)揮出最大的作用。
【參考文獻(xiàn)】
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