摘要:±800kV特高压直流输电因具有电压等级高、工程投资少、运行灵活方便等特点,对我国社会的持续健康发展具有十分重要的意义,因此也受到了国家及政府的大力关注和扶持。本文将从几个方面来分别阐述±800直流输电的特点和难点,以及架线施工技术的相关措施。
关键词:±800kV;直流输电;架线施工
一、±800kV直流输电特点及架线施工难点分析
1.特点
特高压直流输电具有与交流输电相异的电压等级,交流输电一般把220kV之下的电压称作高压,而将330-750kV的电压称作超高压,当电压达到1000kV时则称作超高压。但直流输电不同,±100kV以上的电压均称为高压,直到超过±600kV则成为超高压。±800kV特高压直流输电具有以下几个特点:第一,电压高达±800kV,对与电压相关设备具有较高的研发要求,比如对换流变压器、穿墙套管与避雷器等;第二,送电距离长,±800kV特高压直流输电能送电长达1500km,甚至超过2000km;第三,送电容量大,在±800kV特高压直流输电工程中,输电容量5GW与6.4GW,与之对应的直流额定电流为3125A与4000A。
2.难点
第一,交叉跨越施工。如何使新建的特高压直流输电线路能够安全地跨越带电正在运行的输电线路,绝缘索桥带电跨越架较以前常用的一般跨越架施工更能有效的解决该问题,但本次新建线路使用的1250mm2大截面导线质量大,需考虑在导线断线后的荷载。如何能够控制荷载在可控范围内,需对索桥承力索、跨越网予以改进。第二,放线滑车的选择及挂设方法。
放线滑车是导线架线施工中必须使用,且使用最多的一类设备。合理选择放线滑车对完成导线架设、保护导线和提高放线施工效率等具有非常重要的作用。第三,牵张机的选择及牵张场的布置。为满足1250mm2级大截面导线张力架线施工的需要,且根据子导线采用3ד一牵2”方式展放,需合理选择牵张机及布场方案。第四,牵引绳、导引绳的选择及展放。由于本线路使用导线为1250mm2,采用4层铝股、铝钢比大、铝线拉力占导线拉断力百分比高、比重大、线径大、额定拉断力大等特点。所以需根据导线牵引力合理选用各级导引绳,牵引绳,同时为实现施工过程的环保目标,采取不落地展放各级导引绳、牵引绳及导线。第五,张力展放导线及地线。1250mm2级大截面导线张力架线施工需考虑在不损伤导线的条件下,合理的利用张牵机实现同相同步展放。第六,附件安装。由于导线的垂直荷载较大,单极采用三轮滑车独立悬挂,需根据实际情况合理选用适合本工程的附件安装的提线器、葫芦。确保操作简便、灵活,安全。
二、±800kV直流输电线路的架线要点
1.避免电晕效应
避免电晕效应是±800kV直流输电线路的架线要点之一,直流输电线路在实际运行期间,直流输电导线会产生各种电晕放电现象,这种现象会导致出现噪音干扰、电场效应等各种危害。该危害不仅会给直流输电本身带来影响,同时也会给线路周边的环境带来影响。所以,在对±800kV直流输电线路进行设计时一定要尽可能的科学和合理,从而有效防止电晕效应的出现。在设计过程中可通过科学的选择导线形式并对绝缘串子和金具进行精确组装来尽可能降低电能的损耗,在有效避免电晕效应出现的基础上,对周边的环境也能够起到一定的保护作用。
2.注重绝缘配合
注重绝缘配合是特高压直流输电线路的架线要点之二,不同于交流输电,直流输电的绝缘子具有较为严重的污秽放电现象,不利于电力的正常运营。可以通过悬着合适绝缘的方式来提高特高压直流输电线路架线的绝缘配合度,促进电力的正常运营。
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三、施工过程概述
1.架线施工准备工作
在进行特高压直流输电线路的架设工程时,首先需要收集整理必要的工程信息,根据其中的平断面图带来的数据信息构建架线动态计算模型和地面模型,充分分析工程架线中涉及的最大张力与牵引力,并依照相关规则确定施工器具的选取。
2.选用新型承力索
施工中因特高压直流输电线的导线自重较大,每相上的6根子导线如果发生断裂,短线后将会产生较大冲击荷载,因此需要选择双承力索来进行施工,利用双承力索的特性确保承力索能够承受住垂直冲击荷载。
3.滑车选择与挂设
结合设计要求,选择直线塔悬垂串滑车。滑车的最大垂直档据应当小于1000m,而采用直线塔滑车边轮垂直荷载数值应当是23.5kN。其额定负荷选择25kN,其滑车中间钢轮能承受的垂直荷载是75kN,而整体负荷在150kN。
4.安装过程及工艺
第一,塔附件的安装。安装2套三线提升器时,对于每套提线器应当分别采用“V”绳套,将其挂在导线横担下方,在其前后两侧的主材节点板上做好预留孔,并将深套安装在预留孔上,保证横担两面均衡受力。采用2套60kN手扳通过特制3线提线器,将6根导线同时提起,提线过程务必保证不能造成导线损伤。第二,间隔棒安装工艺。因施工所在地多为山区,都是丘陵地形地貌的特点,所以在水平距离的量取上存在着较大的困难,同时,高差太大对于间隔棒安装影响较大,所以特编制了相关的计算软件,根据设计提供的高差等相关数据,来计算不同温度条件下导线间隔棒长度,保证杆塔间第一个间隔棒的安全距离保持±1.5% 以内的偏差,其余不应大于±3%。采取人工沿线安装,每相由2个人配合安装。
四、施工要点
1.架线施工依据
在特高压直流输电线路架线施工过程中,架线动态和地面模型的模型计算要以平断面的地面数据作为依据;架线的最大张力和牵引力要以走板位通过任意基塔滑车位置时的线路架设状态计算记过作为依据;架线施工的工器具要以张力架线施工工艺标准作为依据。
2.滑车的选择和挂设
特高压直流输电线路架线工程的最大垂直档距小于1km,因此,在滑车的选择和挂设上,直线塔悬垂串滑车边轮的垂直荷应为23.5kN,额定负荷为25kN。选择直线塔悬垂串滑车中间钢轮的垂直荷载应为75kN,直线塔整体负荷为150kN。特高压直流输电线路架线工程中,转角塔的滑车的承受力较大,其中间钢轮在整个转角塔的滑车的受重最大,据此,耐张塔滑车的荷载根据计算需要定为150kN。耐张塔滑车悬挂方式具体为:悬挂的钢丝绳套直径需大于 22mm;选择的U型螺丝需超过78.6kN;为防止放射性滑车之间出现碰撞现象使用角钢将其撑开;转角度数小于30°的耐张塔对单滑车采取V形的悬挂形式,选择准21.1×37-1770型钢丝绳,钢丝绳的破断力为382kN,取两根挂具钢丝绳套,其长度为4m,V套夹角在60-68;转角度数大于30的耐张塔对双滑车采取L形的悬挂形式。
3.双承力索选择
特高压直流输电线路的导线重量大,为避免导线断线产生的冲击负荷,需在施工中选择双承力索。双承力索能够在一定程度上承受导线断线产生的冲击负荷。为提高承力索的负荷能力,防止线路事故造成网端部受到冲击荷载和垂直荷载,可以用盆形的端部网撑设计作为解决方案,从而对跨线路起到保护作用。
结语:
±800kV直流输电线路架线的顺利施工不但需要有过硬的技术作为保障,还需要掌握与技能相关的应用知识,按照具体施工情况进行施工操作才能够确保±800kV直流输电线路架线的施工质量。
参考文献:
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[3]陶继勇.输电线路参数测试与无功补偿容量确定的实用方法[J].工程技术研究,2017,(5):79-79.
论文作者:赵立兵
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/25
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