江 浩
(國網(wǎng)四川瀘州市納溪供電有限責任公司,四川 瀘州 646300)
輸電線路是輸送電能的基礎承載物,在電力系統(tǒng)中扮演著重要角色。隨著用電需求增長,輸電線路不斷加長,覆蓋區(qū)域越來越廣,這就對電能質(zhì)量和安全性提出了更高要求。輸電線路主要有架空和電纜兩種結(jié)構(gòu)形式,前者應用居多,由導線、拉線、桿塔、絕緣子、接地裝置等部分構(gòu)成,為實現(xiàn)安全穩(wěn)定供電,必須對輸電線路進行科學合理地設計。在此主要對110KV及以下的輸電線路設計工作展開分析。
設計工作是前提,直接關(guān)乎110KV輸電線路日后運行狀況,在當前設計時,除了安全可靠,還要綜合考慮節(jié)約、環(huán)保、美觀等因素。設計內(nèi)容涉及線路材料、布設路徑、桿塔基礎受力施工、桿塔型式、防雷裝置等,任何一方面出現(xiàn)問題,都有可能會影響到正常輸電。
某地A供電公司的輸配電范圍覆蓋了當?shù)匾话雲(yún)^(qū)域,輸電線路總長360Km,其中110Kv線路80Km,35Kv線路130Km,10Kv線路150Km。在過去架設線路時,由于對設計階段有所忽略,致使后來整個輸電網(wǎng)存在著諸多安全隱患。此外,一方面受經(jīng)濟技術(shù)條件限制,架設安裝時工藝多有與標準不符之處;另一方面,隨著人口增多,為緩解用電緊張現(xiàn)狀,新增設的線路與舊線路沒有明顯的分開,線路網(wǎng)密集復雜。2006年到2009年間,該地輸電網(wǎng)共發(fā)生大小故障284次,包括局部停電、人員受傷等,最為嚴重的是2008年遭遇雪災,導致輸電線路覆冰,使得該地區(qū)長時間停電。而因為停電引起的無法供暖等問題造成的損失不計其數(shù),在此之后,供電公司對全區(qū)的輸電線路進行了重新設計規(guī)劃。
為了使設計方案更加科學合理,公司提前派人對當?shù)厝藬?shù)、流動率、分布狀況、用電需求以及地理環(huán)境、天氣現(xiàn)象等基礎信息做了全面搜集調(diào)查,在認真分析后,結(jié)合當?shù)氐匦螆D初步繪制出線路路線走向圖,明確地劃分為20條輸電路線,解決了以往線路錯綜復雜的問題,使得故障發(fā)生率大大降低。同時,還對當?shù)氐慕ㄖh(huán)境做了調(diào)查,了解室內(nèi)的大致情形,為后續(xù)輸配電工作提供了諸多方便。
2.2.1 路徑設計
除了整體布局要合理,線路路徑設計時還有很多方面要考慮,如線路盡量短、不交叉,以節(jié)約材料,并提高輸電可靠性。當然,線路也要盡可能地避開山谷河流,否則會增加施工和維修成本;避開重度污染區(qū)、易燃易爆區(qū)、氣候劇烈變動區(qū)。該地冬季的低溫冰災較為嚴重,所以線路還要避開重冰區(qū),或增加爬電距離、在絕緣子表面涂涂抹防水材料,通過這些方法有效解決了覆冰絕緣子冰閃事故。另外考慮到巡視維修,線路與當?shù)毓分鞲傻垒^為接近。
2.2.2 桿塔設計
桿塔是承載輸電線路的支撐物,型式有很多種,應合理選擇。因雙桿穩(wěn)定性良好,可抵擋大風及雨雪等自然天氣,該地桿塔多使用雙桿。在其荷載設計時,比一般設計值要大,主要考慮的是覆冰后荷載會增大,若承載力不足,桿塔勢必會傾斜倒塌。線路要有良好的耐覆冰性,相應的桿塔也比其他桿塔機械強度要大,導線張力較小且檔距短。在布置時,按照水平布線排列,以免出現(xiàn)碰線等現(xiàn)象。桿基礎設計也極為關(guān)鍵,需合理選擇基礎型式和施工工藝。
2.2.3 防雷設計
對架空線路而言,雷擊始終是一大危害,必須做好防雷工作。常采用的方法就是安裝防雷裝置,如避雷器等。根據(jù)當?shù)刈匀粴夂?、用電需求、線路電壓等因素綜合考慮,計算出實際所需的耐雷需要,然后選擇適宜的防雷形式,并做好絕緣保護工作。另外,在選擇導線時,應考慮其截面大小、類型、成本,確定后再選擇避雷線。
2.2.4 防冰設計
因該地冬季溫度較低,冰凍災害嚴重,極易發(fā)生覆冰故障,對輸電線路危害極大。為避免災害再次發(fā)生,防冰工作應作為設計重點。尤其是覆冰情況較為嚴重的地區(qū),務必要增加融冰裝置設計以及可進行除冰措施的材料設計。在進行輸電線路通訊設計時,要采用在線監(jiān)控的方式監(jiān)控線路覆冰情況。輸電線路投運后,方便管理人員的巡線管理和融冰除冰技術(shù)應用。對區(qū)域內(nèi)的線路進行覆冰監(jiān)測,可以采用遠程遙感技術(shù),通過對導線、絕緣子、桿塔覆冰狀況進行在線監(jiān)測,及時掌握輸電線路的覆冰發(fā)生發(fā)展情況,采取有效的應對技術(shù)措施,比如融冰、除冰等,以防止輸電線路出現(xiàn)斷線、倒桿塔等事故發(fā)生。A供電公司引入了輸電線路災害預警系統(tǒng),在線監(jiān)測裝置能明確指出線路覆冰發(fā)生發(fā)展的過程和嚴重情況,能在嚴重的冰雪氣象環(huán)境中可靠運行,為輸電設施冰災預防、處理和恢復提供了有力保障。
除了以上因素,在輸電線路設計時還要考慮環(huán)境保護,不得對自然環(huán)境及周圍環(huán)境造成破壞。如桿塔基礎設計要進行挖方,若基礎選擇不合理,將會增加開挖面積,可能會因此引發(fā)水土流失。所以要合理控制開挖規(guī)模,以減少不必要的災害。
此次整頓若按照以往的方式計算,大約需耗費1.6億元,而經(jīng)過如此設計,預算支出1.22億元,在后來實際施工中又比預算節(jié)約了840.5萬元,且至今在沒有出現(xiàn)過大的故障。這說明,對輸電線路進行合理的設計十分有必要,不僅能實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益,還要較好的社會效益。
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