歐 敏 任小龍 唐衛(wèi)華 楊 力 張仕平

（中國能源建設(shè)集團湖南省電力設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410007）

益陽南220 kV變電站位于益陽市高新區(qū)陳家村，東側(cè)緊鄰益陽高鐵新城核心城區(qū)，西側(cè)為益陽北峰山國家二級森林公園、西側(cè)約60 m為益陽繞城高速，北側(cè)300 m為益陽繞城高速收費站，南側(cè)800 m為常益長高鐵，益陽南變電站采用A3-4典型設(shè)計方案，220 kV往南出線8回，110 kV往北出線16回、10 kV線路出線32回，變電站出線制約因素較多、輸電線路可利用空間極為有限。

益陽電廠～復(fù)興雙回220 kV線路起于益陽電廠Ⅰ期（2×300 MW），止于復(fù)興500 kV變電站，全線僅跨益陽繞城高速跨越檔（耐-耐）采用雙回路共塔，其余部分采用兩個單回路架設(shè)，線路跨過益陽繞城高速后進入北峰山森林公園，以兩個單回路方式跨越繞城高速匝道。益陽電廠～復(fù)興Ⅱ回220 kV線路跨越匝道后向東走線剖入位于高鐵新城核心城區(qū)的國金硅變后回到北峰山森林公園，與益陽電廠～復(fù)興Ⅰ回并行走線。本工程需要將益陽電廠～復(fù)興雙回220 kV線路剖進益陽南變電站，統(tǒng)籌規(guī)劃遠期益陽南變電站線路出線。

北峰山森林公園系湖南省林業(yè)局主管，要求本期新建剖接線路盡量少在森林公園范圍內(nèi)新立鐵塔，減少對森林公園生態(tài)環(huán)境及生物多樣性的破壞。為節(jié)約工程投資、使設(shè)計方案安全可靠，工程采用線路剖接方式、“三跨”改造方式、停電過渡及益陽南變電站穩(wěn)控措施對穿越森林公園的電廠220 kV送出線路剖進益陽南變電站進行優(yōu)化設(shè)計。

1 線路剖接方式優(yōu)化

1.1 剖接線路路徑優(yōu)化

（1）π進段。

起自益陽電廠～復(fù)興Ⅰ線#32+1/益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#37雙回路分支塔，利舊原益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#38雙回塔，接至原益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#39拆除重建轉(zhuǎn)角塔T1后線路左轉(zhuǎn)，向東跨越益陽繞城高速公路，經(jīng)轉(zhuǎn)角塔T2左轉(zhuǎn)接入益陽南220 kV變電站。原益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#37-T1同塔雙回段重新更換導(dǎo)地線。

（2）π出段。

起自益陽南220 kV變電站，向南出線同塔雙回架設(shè)經(jīng)終端塔T3，向南至原益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#41+10塔西側(cè)新建雙回路轉(zhuǎn)角塔T4，右轉(zhuǎn)向西跨越益陽高速公路，利舊原益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#41+11、#41+12段雙回塔至益陽電廠～復(fù)興Ⅱ線#41+13雙回路分支塔；雙回線路的南側(cè)線路在此停止，北側(cè)線路繼續(xù)向西單回路架設(shè)接至原益陽電廠～復(fù)興I線#36塔附近新建轉(zhuǎn)角塔T5止；T4-復(fù)興Ⅱ線#41+13塔同塔雙回段更換導(dǎo)地線。

1.2 剖接利舊段耐熱改造

220 kV益復(fù)Ⅰ線與益復(fù)Ⅱ線導(dǎo)線采用2×LGJ-400/50鋼芯鋁絞線，地線一根采用OPGW，另一根采用LHBGJ-95/55鋼芯鋁合金絞線。根據(jù)益陽南220 kV變電站潮流計算結(jié)果，復(fù)興～益陽南單回線路近期潮流為-468～＋468 MW，遠景潮流為-638～+638 MW，2×LGJ-400/50鋼芯鋁絞線導(dǎo)線運行溫度為70 ℃時，極限輸送容量為501 MW，不滿足遠景潮流要求。為避免線路遠期增容改造跨越益陽繞城高速公路，本期剖接線路利舊段按遠景輸送潮流要求進行增容改造。

導(dǎo)線輸送容量如表1所示。

表1 導(dǎo)線輸送容量計算

由表1可知，鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線運行溫度為90 ℃時，可匹配2×JL3/G1A-630/45導(dǎo)線80 ℃的極限輸送容量，滿足最大輸送潮流668 MW的要求。

耐熱改造導(dǎo)線弧垂計算結(jié)果如表2所示。

表2 耐熱改造導(dǎo)線弧垂計算結(jié)果

采用耐熱導(dǎo)線進行增容改造時，導(dǎo)線運行溫度較高，弧垂增大，需校核增容改造段導(dǎo)線對地及對交叉跨越物之間的距離，增容改造段平均檔距約310 m，最大檔距365 m，更換JNRLH1/G1A-400/50導(dǎo)線后，按60 ℃校核弧垂，與原LGJ—400/50導(dǎo)線相比，弧垂約增大0.7～0.9 m。全線復(fù)核增容改造后滿足對地及交叉跨越物之間安全距離要求。

1.3 益陽電廠-益陽南溫升改造

益陽電廠一期為兩臺300 MW機組，通過益陽電廠～復(fù)興Ⅰ、Ⅱ回220 kV線路送出到500 kV復(fù)興變電站，益復(fù)Ⅰ、Ⅱ線剖進益陽南后，益陽電廠兩臺機組電源通過益陽電廠～益陽南兩回220 kV線路送入到益陽南變電站，扣除5%廠用電，益陽電廠外送容量為570 MW。益復(fù)Ⅰ線與益復(fù)Ⅱ線導(dǎo)線采用2×LGJ-400/50鋼芯鋁絞線。

導(dǎo)線輸送容量如表3所示。

表3 導(dǎo)線輸送容量計算

設(shè)計運行溫度為70 ℃時，極限輸送容量為501 MW，不滿足“N-1”的運行要求，按80 ℃運行時，單回線路極限輸送容量為600 MW，滿足益陽電廠“N-1”的運行要求。

溫升改造導(dǎo)線弧垂計算結(jié)果如表4所示。

表4 溫升改造導(dǎo)線弧垂計算結(jié)果

原線路地形基本為平原、緩丘，檔距為300～450 m，溫升改造后，弧垂增大為0.3～0.4 m，經(jīng)全線復(fù)核斷面，滿足對地及交叉跨越物安全距離，無須升高或增加原線路桿塔。

2 “三跨”改造

根據(jù)《架空輸電線路“三跨”反事故措施》要求，“新建“三跨”應(yīng)采用獨立耐張段跨越，桿塔結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)不低于1.1，“三跨”的懸垂絕緣子串應(yīng)采用獨立雙串設(shè)計，耐張絕緣子應(yīng)采用雙聯(lián)及以上結(jié)構(gòu)形式”。目前，湖南省內(nèi)工程“三跨”耐張串多采用獨立雙聯(lián)。

益復(fù)Ⅰ、Ⅱ線為老線路，建設(shè)時未按最新的三跨反措要求執(zhí)行，剖接線路跨益陽繞城高速匝道部分為“耐-耐”獨立耐張段，耐張串為單掛點雙聯(lián)耐張串，對應(yīng)的桿塔掛線孔為單孔，兩側(cè)80 mm處各有一個施工孔。

為避免因掛線板不滿足雙聯(lián)雙掛點耐張串掛串要求而更換橫擔(dān)主材，在桿塔荷載驗算合理的情況下，將原施工孔改造為雙掛點雙聯(lián)耐張串金具掛孔，配合新掛孔金具重新設(shè)計梯形連板。

老塔耐張掛線板改造方案如圖1所示。梯形連板設(shè)計方案如圖2所示?！叭纭蹦蛷埓M裝如圖3所示。

圖1 老塔耐張掛線板改造方案

圖2 梯形連板設(shè)計方案

圖3 “三跨”耐張串整串組裝

根據(jù)ANSYS有限元分析計算，改造后的掛線板與新設(shè)計梯形連板在各種工況下受力合理。

3 電廠出線的停電過渡方案優(yōu)化

在雙回線路剖接期間，將電廠送出機組全停的時間壓縮至5 d。

（1）斷開北側(cè)益復(fù)Ⅱ線#37與益復(fù)Ⅱ線#38之間導(dǎo)地線，益復(fù)Ⅰ、Ⅱ線同停1 d，恢復(fù)西側(cè)的益復(fù)Ⅰ線單線路運行。完成東側(cè)益復(fù)線的新建塔及導(dǎo)線的更換建設(shè)，包括鐵塔基坑開挖、澆筑基礎(chǔ)、組塔、雙回路導(dǎo)線與OPGW光纜的放線，工期約45 d。

（2）完成益復(fù)Ⅱ線#37-益復(fù)Ⅱ線#38架線，益復(fù)Ⅰ、Ⅱ線需同時停電2 d，恢復(fù)東側(cè)的益復(fù)Ⅱ線單線路運行。新建西南側(cè)T5鐵塔，拆除益復(fù)Ⅰ線#33-益復(fù)Ⅰ線#36鐵塔，用時約35～40 d。

（3）在益復(fù)Ⅱ線#41+13～新建T5鐵塔掛導(dǎo)地線，在益復(fù)Ⅱ線#37～益復(fù)Ⅱ線#38掛益陽電廠-益陽南Ⅰ回導(dǎo)線，同時進行，益復(fù)Ⅰ、Ⅱ線同停2 d。

4 結(jié)論

位于環(huán)境敏感點內(nèi)的老線路剖接時可采用“耐熱導(dǎo)線增容”及“溫升改造”方案充分利舊原線路剖接，減小對環(huán)境敏感點的影響，減小環(huán)評風(fēng)險。老線路“三跨”改造中，在滿足桿塔荷載要求的情況下，盡量避免因掛線板尺寸原因更換鐵塔橫擔(dān)主材，盡量利用原掛線板施工孔進行擴孔，配合設(shè)計特殊金具串的方式實施“三跨”改造。電廠雙回出線剖解進新建變電站施工期間的停電過渡方案，應(yīng)盡量避免220 kV線路雙回路全停，縮短電廠停電時間。