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輸電線路 又名:transmissionline

輸電是用變壓器將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓后,再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來實現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式,輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成,架設(shè)在地面之上。按照輸送電流的性質(zhì),輸電分為交流輸電和直流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高,以致輸電能力和效益受到限制。19世紀(jì)末,直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功,迎來了20世紀(jì)電氣化社會的新時代。

 輸電種類

  目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電,頻率為50赫(或60赫)。20世紀(jì)60年代以來直流輸電又有新發(fā)展,與交流輸電相配合,組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

  按照輸送電流的性質(zhì),輸電分為交流輸電和直流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高,以致輸電能力和效益受到限制。19世紀(jì)末,直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功,迎來了20世紀(jì)電氣化社會的新時代。目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電,頻率為50赫(或60赫)。20世紀(jì)60年代以來直流輸電又有新發(fā)展,與交流輸電相配合,組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

 輸電電壓等級

  輸電的基本過程是創(chuàng)造條件使電磁能量沿著輸電線路的方向傳輸。線路輸電能力受到電磁場及電路的各種規(guī)律的支配。以大地電位作為參考點(零電位),線路導(dǎo)線均需處于由電源所施加的高電壓下,稱為輸電電壓。

  輸電線路在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟等各項因素後所確定的最大輸送功率,稱為該線路的輸送容量。輸送容量大體與輸電電壓的平方成正比。因此,提高輸電電壓是實現(xiàn)大容量或遠距離輸電的主要技術(shù)手段,也是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志。

  從發(fā)展過程看,輸電電壓等級大約以兩倍的關(guān)系增長。當(dāng)發(fā)電量增至4倍左右時,即出現(xiàn)一個新的更高的電壓等級。通常將35~220KV的輸電線路稱為高壓線路(HV),330~750KV的輸電線路稱為超高壓線路(EHV),750KV以上的輸電線路稱為特高壓線路(UHV)。一般地說,輸送電能容量越大,線路采用的電壓等級就越高。采用超高壓輸電,可有效的減少線損,降低線路單位造價,少占耕地,使線路走廊得到充分利用。我國第一條世界上海拔最高的“西北750KV輸變電示范工程”——青海官亭至甘肅蘭州東750KV輸變電工程,于2005年9月26日正式投入運行。“1000KV交流特高壓試驗示范工程”——晉東南—南陽—荊門1000KV輸電線路工程,于2006年8月19日開工建設(shè)。該工程起自晉東南1000KV變電站,經(jīng)南陽1000KV開關(guān)站,止于荊門1000KV變電站,線路路徑全長約650.677Km。

 輸電線路的保護

  輸電線路的保護有主保護與后備保護之分。

  主保護

  主保護一般有兩種縱差保護和三段式電流保護。而在超高壓系統(tǒng)中現(xiàn)在主要采用高頻保護。

  后備保護

  后備保護主要有距離保護,零序保護,方向保護等。電壓保護和電流保護由于不能滿足可靠性和選擇性現(xiàn)在一般不單獨使用一般是二者配合使用。且各種保護都配有自動重合閘裝置。而保護又有相間和單相之分。如是雙回線路則需要考慮方向。在整定時則需要注意各個保護之間的配合。還要考慮輸電線路電容,互感,有無分支線路。和分支變壓器,系統(tǒng)運行方式,接地方式,重合閘方式等。還有一點重要的是在220KV及以上系統(tǒng)的輸電線路,由于電壓等級高故障主要是單相接地故障,有時可能會出現(xiàn)故障電流小于負荷電流的情況。而且受各種線路參數(shù)的影響較大。在配制保護時尤其要充分考慮各種情況和參數(shù)的影響。

    輸電線路設(shè)計應(yīng)注意的問題

  1.1路徑選擇

  路徑選擇和勘測是整個線路設(shè)計中的關(guān)鍵,方案的合理性對線路的經(jīng)濟、技術(shù)指標(biāo)和施工、運行條件起著重要作用。為了做到既合理的縮短路徑長度、降低線路投資又保證線路安全可靠、運行方便,一條線路有時需要徒步往返3~5趟才能確定出最佳方案,所以線路勘測工作是對設(shè)計人員業(yè)務(wù)水平、耐心和責(zé)任心的綜合考驗。在工程選線階段,設(shè)計人員要根據(jù)每項工程的實際情況,對線路沿線地上、地下、在建、擬建的工程設(shè)施進行充分搜資和調(diào)研,進行多路徑方案比選,盡可能選擇長度短、轉(zhuǎn)角少、交叉跨越少,地形條件較好的方案。綜合考慮清賠費用和民事工作,盡可能避開樹木、房屋和經(jīng)濟作物種植區(qū)。在勘測工作中做到兼顧桿位的經(jīng)濟合理性和關(guān)鍵桿位設(shè)立的可能性(如轉(zhuǎn)角點、交跨點和必須設(shè)立桿塔的特殊地點等),個別特殊地段更要反復(fù)測量比較,使桿塔位置盡量避開交通困難地區(qū),為組立桿塔和緊線創(chuàng)造較好的施工條件。

   1.2桿塔選型

  不同的桿塔型式在造價、占地、施工、運輸和運行安全等方面均不相同,桿塔工程的費用約占整個工程的30%~40%,合理選擇桿塔型式是關(guān)鍵。對于新建工程若投資允許一般只選用1~2種直線水泥桿,跨越、耐張和轉(zhuǎn)角盡量選用角鋼塔,材料準(zhǔn)備簡單明了、施工作業(yè)方便且提高了線路的安全水平。對于同塔多回且沿規(guī)劃路建設(shè)的線路,桿塔一般采用占地少的鋼管塔,但大的轉(zhuǎn)角塔若采用鋼管塔由于結(jié)構(gòu)上的原因極易造成桿頂撓度變形,基礎(chǔ)施工費用也會比角鋼塔增加一倍,直線塔采用鋼管塔,轉(zhuǎn)角塔采用角鋼塔的方案比較合理,能夠滿足環(huán)境、投資和安全要求。針對多條老線路運行十幾年后出現(xiàn)對地距離不夠造成隱患的情況,在新建線路設(shè)計中適當(dāng)選用較高的桿塔并縮小水平檔距可提高導(dǎo)線對地距離。在線路加高工程中設(shè)計采用占地小、安裝方便的酒杯型(Y型)鋼管塔,施工工期可由傳統(tǒng)桿塔的3~5天縮短為1天,能夠減少施工停電時間。

  1.3基礎(chǔ)設(shè)計

  桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路結(jié)構(gòu)的重要組成部分,它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重。其施工工期約占整個工期一半時間,運輸量約占整個工程的60%,費用約占整個工程的20%~35%,基礎(chǔ)選型、設(shè)計及施工的優(yōu)劣直接影響著線路工程的建設(shè)。濱州市位于山東省北部,屬于黃河沖積平原,土質(zhì)大部分為粉質(zhì)粘土,而且地下水位高,一般為±0.0~1.0m,地基承載力又低,一般為70~90kN/m2。通俗講基礎(chǔ)越深受力越好、體積越小,但由于受地下水的影響,基礎(chǔ)深埋后泥水、流砂現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率就會加大,給施工帶來極大困難,既影響工期又增加投資。由于地質(zhì)的特殊性和埋深的局限性,當(dāng)前的基礎(chǔ)型式只有采取淺埋式,通過適當(dāng)加大基礎(chǔ)地板尺寸,增加基礎(chǔ)自重來滿足上拔穩(wěn)定才是比較安全經(jīng)濟的。直線塔埋深控制在2m左右,承力塔埋深控制在3~4m左右可減少地下水對施工的影響。根據(jù)工程實際地質(zhì)情況每基塔的受力情況逐地段逐基進行優(yōu)化設(shè)計比較重要,特別對于影響造價較大的承力塔,由四腿等大細化為兩拉兩壓或三拉一壓才是經(jīng)濟合理的。

  2.結(jié)束語

  縱觀近年來的輸電建設(shè)工程,每項工程都有各自特點,設(shè)計中脫離工程實際,一味生搬硬套是無法保證設(shè)計質(zhì)量與滿足電網(wǎng)發(fā)展需要的。只有結(jié)合實際,因地制宜,通過優(yōu)化方案,科技攻關(guān),不斷探索與創(chuàng)新,才能滿足建設(shè)堅強電網(wǎng)的要求,才能開創(chuàng)工程設(shè)計“技術(shù)先進、安全合理”的全新局面。


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