摘要:随着我国各项事业的发展,对电力的需求逐步扩大,我国早期的供电线路已经很难满足当前人民和国家市场发展的需求。随着近年来我国电网的不断升级和增容,输电线路等级逐步提高,电力系统发生了巨大的变化,目前我国直流输电线路电压等级最高已至±1100kV,交流输电线路电压等级最高已至1000kV。但110kV电压仍是我国当前最常见的电压,是电力系统能否高效运作的决定性因素。所以电力行业设计人员在进行输电线路设计时要对各个因素进行考虑,以保证输电线路安全高效的运行。
关键词:110kV输电线路;安全设计;要点
进入21世纪以来,随着我国城市现代化建设进程的逐步加快,我国的电力行业蓬勃发展,作为促进国民经济有序发展的重要保障,110kV输电线路的运行质量关乎社会各个方面的有序进行。现今,随着我国电网输电能力的大幅度提升,供电质量得到进一步提高,但是,在设计输电线路的过程中,还需要充分考虑到输电线路施工方法、经济成本、供电效率等方面因素,在确保输电高质量的同时,尽可能地降低施工成本,实现经济效益与社会效益的统一。
1、输电线路的特点
输电线路往往需要进行大容量的电能传输,因此,输电线路中的供电点和负载中心对于输电线路的运行质量要求较高,在实践中,线路故障极易造成较大的经济损失,因此,输电线路具有较高的结构参数。同时,输电线路的高杆塔具有较长的绝缘子串和大量的绝缘子,若出现倒塌事故,则维修极难,因此,输电线路的管理部门需要常备大量的备件。另外,输电线路在工作的过程中会产生超高的额定电压,这会对输电线路周边区域的电场强度产生较大影响。
2、110kV输电线路安全设计要点分析
2.1路径优化选择
最优的输电线路设计是确保线路输送高质量电能的基础,因此,科学合理的输电线路设计是确保输电线路运行高经济性的重要技术指标。已颁布的相关输电线路规范规定:在进行输电线路设计时应采用卫星、航拍、全数字摄影测量系统等新技术进行勘测,综合考虑施工因素、气象、水文以及地质条件等因素,合理选择输电线路路径。在此基础上,对输电线路沿线的地面、地下、在建和拟议的工程设施信息进行采集,进行足够的收集和研究,使用卫片选线技术进行多路径方案比较,最终根据输电线路的生命周期成本管理方法确定出输电线路的最优设计路径。在实践中,对输电线路的选择不可避免地涉及不良地质区域,因此。需要提高输电线路抵御灾害的水平和能力,选取的输电线路路径尽量避免经过会危害线路安全运行的区域。同时,在进行线路路径确定时应充分考虑到市政工程对线路运行的影响,减少线路建设对当地日常使用设施的负面影响。
2.2优化杆塔之间设计分布来提高安全性
杆塔在整个电力系统中起到了至关重要的作用,为电力运输的长久性提供了保障。杆塔在整个输电线路中起到支撑的作用,从而能够将输电力线架在高空中,在一定程度上减少了占地面积,同时也提高了安全性,防止出现漏电现象对路人造成伤害。所以在实际设计过程中要合理地设定每一个杆塔之间的距离,并且在杆塔中也要根据实际情况安装防振锤和防舞装置,防止恶劣的天气环境对杆塔造成破坏。
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2.3提高线路设计安全性
线路的设计是整个输电线路功能的实际体现,电压为110kV的线路本身线路结构比较复杂,所以设计人员需要利用更多的时间和设计理论来对线路进行设计,工作人员需要考虑到系统内部结构形式来对输电线路进行设计,同时工作人员在设计过程中也要将周围环境对线路造成的影响作为线路设计考虑因素之一,所以设计人员切不可纸上谈兵,要对线路周围实际情况进行考察,保证周围环境能够不对线路造成损坏。同时线路自身也要采取一定的防护措施来保证线路稳定的运行。
2.4输电线路的防雷与接地设计
(1)优化避雷线设计。对输电线路的避雷线进行科学设计可以有效降低其遭受雷击的概率。在线路设计中,对于避雷线的设计需要参照杆塔的高度与保护角等要素。设计人员可根据线路所在地区的实际情况对杆塔的高度与保护角角度进行调整。此外,避雷线应设计在导线上方,导线全线都需要设置避雷线,避雷线与地面相接。在一些夏季多雨多雷电的地区尤其是山区中,要设置双避雷线,这样可以对雷电进行双重隔离,提升线路的安全性。(2)应用避雷器。避雷器对于输电线路的竖向线路防雷保护发挥着重要作用,当避雷器的电压低于杆塔与导线电位差时,避雷器会进行自动分流,以避免绝缘子闪络问题。在当前避雷器的设计和应用中,氧化锌避雷器逐渐得到了推广和应用,其可以对感应雷过电压起到很好的一直作用,且质量较好,所以其开始逐渐取代传统的普通避雷器。氧化锌避雷器对绝缘子的绝缘层增加了防弧金具,使引起闪络的位置处在防护金属和绝缘子的贴胶之间,所以对于保护高压线路断线问题具有良好的效果。当出现较强雷电天气时,避雷器可以将雷击产生的过剩电压导入大地,起到对线路的保护作用。(3)自动重合闸保护装置。在输电线路的防雷设计中,设置自动重合闸保护装置是较为常见的设计方法之一,设计人员应对工程所在地区的降雨及雷电情况进行前期勘察,针对当地天气情况需求对自动重合闸保护装置进行设计并在安装时对其进行科学调试,以此确保输电线路在遭遇雷电闪络后可以进行自动重合,保证线路的正常运行,降低因雷击造成的停电事故的发生概率。(4)输电线路接地设计。杆塔接地设计:杆塔的接地情况对于输电线路的防雷性能也存在一定的关系,所以,在进行杆塔设计时也要考虑到接地防雷方面的因素。在雨季较长和雷击现象多发的地区,在进行杆塔设计时,设计人员要逐级测量线路杆位的土壤电阻,并根据测量获得的实际电阻率值,对杆塔进行科学设计。在具体的设计过程中,可以采用降低杆塔接地电阻的设计方法,这是由于杆塔接地电阻是与输电线路的耐雷程度成反比关系,杆塔接地电阻越大,数显线路的耐雷程度越低;反之,当杆塔接地电阻变小,输电线路的耐雷程度也会得到提升。在进行杆塔接地设计时,接闪避雷线应采用小角度或负角度,防止雷电对设备进行绕击。同时,还要保证外接引流线、接地体有足够的泄流截面。此外,应选择单极深埋垂直接地的方式,这样可以使泄流容积增大。最后,如果土壤的电阻比较大,可以应用物理降阻剂,在改善土壤电阻率的同时也可以达到增加接地面积的效果,当雷电出现时,可以使设备外的过电压迅速降低并将雷电流及时传入大地。
3、结语
输电线路设计人员要从多方面考虑来设计110kV输电线路,根据当地的实际情况进行合理的设计。同时设计人员也要不断地提高自身设计技术,不断向国内其他实力雄厚的设计单位或一些发达国家学习更加先进的设计技术,从而更好地提高我国供电系统的安全性、经济性和可靠性。
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论文作者:胡东康
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6