（河北省电力勘测设计研究院）
摘要：近年来，特高压交流输电线路工程采用同杆架设将极大缓解经济发达地区没有路径走廊的矛盾。本文就特高压交流输电线路采用同塔双回路技术的各方因素进行了探讨。
关键词：特高压交流输电线路；同塔双回路技术；探讨
在特高压电网中,为输送大容量电力,往往需要沿着同一方向,甚至同一通道,并行架设2回或多回主干线路。在这种情况下,有同塔并架双回路和分开架设的单回路可供选择。一般而言,采用建设同塔双回路和同塔多回路线路,是节省线路走廊,提高输送容量的最有效方法。欧洲、日本等都采用这个方法。
1同塔双回路的技术特性
1.1线路走廊
线路通过一般地区,两边相导线在最大计算风偏情况下与附近建筑物间保持电气安全距离;通过林区时,通道净宽度应不小于线路宽度加林区主要树种高度的2倍。按满足上述2个基本条件估计,330、500kV单回路走廊宽度分别为45～50m、55～60m,2条单回路之和达90～100m和110～120m。上述数值的大小与导线排列方式、塔型及档距等设计条件有关。就此而言,同塔双回代替2个单回,走廊宽度可缩小一半,这对于土地昂贵、走廊紧缺的地区,无疑具有明显的经济效益和社会效益。1.2运行安全同塔双回路的运行安全性与2条单回路对比是有明显差别的。特别是双回塔500kV线路的杆塔和导线悬挂位置都比单回路高出很多,由此引起的电气、机械性故障也会增多,出现跨回路故障,并诱发更大事故的可能性也是存在的,应该予以重视。
1.2.1耐雷性能
首先是线路遭受雷击的次数随着导、地线的平均高度增高而增多。如500kV同塔双回路的导、地线平均高度比单回路的增高约20m,因而雷击次数为单回路的1.7～2.1倍。其次是绕击,当地线保护角相同时,塔高增加20m,绕击率大约增大1倍。山区线路绕击率为平原线路的3倍,山区高塔双回路绕击闪络将更显突出。至于反击,同塔双回路塔高增加,铁塔的波阻和电感随之增大,雷击塔顶时,沿铁塔传播至接地装置所引起的反射波返回到塔顶或上横担所需时间相对延长,电位升高值较大,因此反击引起绝缘闪络跳闸率也比单回路高。
1.2.2机械性故障
线路的风、冰荷载随着杆塔结构和导、地线的悬挂高度而增大,同塔双回路比单回路增大10%～15%;导、地线覆冰厚度也将增大。工程设计中通过荷载取值,能够使线路结构强度达到与单回路相同,甚至更高的水平。但是线路上大量铁塔、绝缘子、导线、地线、金具等部件数量巨大,任何一个环节的产品质量、安装工艺、维护检修等因素都影响到线路安全运行。特大风灾、冰害及外物抛掷、车辆碰撞等自然力和人为的事故很难避免。
2特高压同塔双回路基础
1000kV特高压输电线路基础型式的探讨结论：(1)对山区、丘陵地区强风化地质、粘性土应采用深挖基础,在开挖时要采取护壁措施,必要时要采用机械设备。(2)对山区、丘陵地区微风化的岩石地区,应采用岩石基础。(3)在河网地区、地质条件差的地方及塘中立塔,采用灌注桩基础。(4)在平地,当土质较好时,不采用或采用简单的护坡就可以开挖的3-4.5m深的地方,可以采用平板基础。
3特高压交流同塔双回路线路的耐雷水平
双回路线路遭受雷击的次数随着导、地线的平均高度增高而增多。如500kV同塔双回路的导、地线平均高度比单回路的增高约20m,因而雷击次数为单回路的117～211倍。其次是绕击,当地线保护角相同时,塔高增加20m,绕击率大约增大1倍。山区线路绕击率为平原线路的3倍,山区高塔双回路绕击闪络将更显突出。至于反击,同塔双回路塔高增加,铁塔的波阻和电感随之增大,雷击塔顶时,沿铁塔传播至接地装置所引起的反射波返回到塔顶或上横担的所需时间相对延长,电位升高值较大,因此反击引起绝缘闪络跳闸率也比单回路高。雷击有可能造成双回线同时跳闸,对系统产生较大的冲击。为减少雷击造成多回线同时跳闸,国内外的同塔多回线路大多采用平衡绝缘方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆日本的运行经验表明,采用不平衡绝缘虽然降低了多回线同时跳闸次数与总的雷击跳闸次数的比例,但却使总的雷击跳闸率显著增加,且双回同时跳闸次数减少的效果也不明显,因此日本超高压和特高压同塔多回线路都采用平衡高绝缘。
4特高压交流同塔双回路线路的检修和维护
武汉高压研究所先后针对三峡电站至换流站的58km同塔双回线路、华东电网政平—宜兴的43.5km同塔双回紧凑型输电线路开展:带电作业研究(主要是带电作业安全性试验研究)、750kV同塔双回输电线路带电作业技术研究,包括安全距离、组合间隙和操作工具的放电试验研究;塔上地电位作业人员在不同作业位置的体表场强测量及安全防护措施研究;进入等电位的方式及配套工具研究;停电检修回路上的感应电压及安全检修方式研究;线路加装保护间隙的带电作业方式研究等,研究结果表明,在规定的安全距离、作业方式及防护措施下,带电作业的解除率均小于1.0×10-5,满足人体及设备运行的安全要求,加装保护间隙可有效降低带电作业工作点的过电压幅值。并制定了500kV、750kV同塔双回线路带电作业安全工程规程及500kV、750kV同塔双回线路带电作业操作导则。由此可见,在同塔双回线路上开展带电作业是安全可行的,有待于在500kV、750kV同塔双回线路开展带电作业的实践和积累经验。结合1000kV交流特高压输变电实验示范工程的实际,国网武汉高压研究院开展了《1000kV级交流输变电工程带电作业技术研究》项目的科研工作。课题组在国内外首次系统地开展了交流1000kV输电线路带电作业研究,结果表明,我国1000kV输电线路开展带电作业是可行的、安全的,可确保带电作业的安全可靠性。研究确定了我国交流1000kV输电线路带电作业各工况及作业位置的最小安全距离、最小组合间隙,研究确定了绝缘工具最小有效绝缘长度,为工程设计提供了必要的技术依据,同时也为1000kV输电线路的带电作业项目提供了技术依据。研制的带电作业屏蔽服完全满足我国交流1000kV输电线路带电作业要求,不需从国外进口。提出的安全防护措施可满足1000kV输电线路带电作业安全防护要求,制定的安全工作规程和操作导则可指导带电作业工作的开展。进行了1000kV交流线路带电作业保护间隙的研究,加装保护间隙后,带电作业危险率明显降低,使带电作业保护间隙成为线路塔投设计的控制因素,为特高压塔头优化设计提供了技术依据。
结束语
总之，特高双回路线路的工频电磁场、无线电干扰和可听噪音都满足环境保护要求,可节省近50%的线路走廊,在采取了一定的技术手段后,耐雷水平也满足要求,在同塔双回线路上开展带电作业也是安全可行的,此外国内多条500kV同塔双回线路运行良好,可见,特高压交流采用同塔双回路技术上是可行的,并且安全可靠。
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论文作者:霍静文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
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