交流特高壓輸電線路相關配置及施工環境要求
2011-01-21 16:05:00 作者: 來源:大眾網
問:世界上已經建成投運的交流特高壓線路有哪些?
答:美國、前蘇聯、日本和意大利都曾建成交流特高壓試驗線路,進行了大量的交流特高壓輸電技術研究和試驗,最終只有前蘇聯和日本建設了交流特高壓線路。
1. 前蘇聯:在前期研究的基礎上,從1981年開始動工建設1150千伏交流特高壓線路,分別是埃基巴斯圖茲-科克契塔夫494公里,科克契塔夫-庫斯坦奈396公里。1985年8月,世界上第一條1150千伏線路埃基巴斯圖茲-科克契塔夫在額定工作電壓下帶負荷運行,后延伸至庫斯坦奈。1992年1月1日,通過改接,哈薩克斯坦中央調度部門把1150千伏線路段電壓降至500千伏運行。在此期間,埃基巴斯圖茲-科克契塔夫線路段及兩端變電設備在額定工作電壓下運行時間達到23787小時,科克契塔夫-庫斯坦奈線路段及庫斯坦奈變電站設備在額定工作電壓下運行時間達到11379小時。從1981年到1989年,前蘇聯還陸續建成特高壓線路1500公里,總體規模達到2400公里。目前全部降壓至500千伏運行。
2. 日本:1988年秋動工建設1000千伏特高壓線路。1992年4月28日建成從西群馬開關站到東山梨變電站的西群馬干線138公里線路,1993年10月建成從柏崎刈羽核電站到西群馬開關站的南新瀉干線中49公里的特高壓線路部分,兩段特高壓線路全長187公里,目前均以500千伏電壓降壓運行。1999年完成東西走廊從南磐城開關站到東群馬開關站的南磐城干線194公里和從東群馬開關站到西群馬開關站的東群馬干線44公里的建設,兩段特高壓線路全長238公里。目前日本共建成特高壓線路426公里,由于國土狹小,日本特高壓線路全部采用雙回同桿并架方式。
問:交流特高壓試驗示范工程輸電線路的走廊寬度是多少?
答:線路走廊內的房屋建筑的拆除范圍原則是當處于距邊導線7米及以內時一律拆遷;7米以外則按該建筑物地面高1米處未畸變場強4千伏/米作控制條件,超過這一標準的予以拆遷。線路通過林區時,采用高塔跨越。晉東南-南陽-荊門線路工程推薦方案經過林區長度約15公里。從保護生態的角度,線路經過林區時,采用高塔跨樹的方案,原則上不砍伐過林通道,僅在塔位附近考慮桿塔組立的場地,需少量砍伐。線路跨越樹木,在樹木頂部按20千伏/米場強控制。
問:交流特高壓試驗示范工程輸電線路導線對地及交叉跨越距離是多少?
答:1. 最小對地距離
對于一般非居民地區(如跨越農田),線下場強限值取10千伏/米,導線最小對地距離取22米(中相V串)。
對于居民區,線下場強限值取7千伏/米,導線最小對地距離取27米(中相V串)。
對于人煙稀少的非農業耕作地區,線下場強限值放寬至12千伏/米,導線最小對地距離取19米。
對上述結果,按輸送自然功率(電流2.59千安)對工頻磁場進行核算,計算的地面最大磁感應強度均小于35微特斯拉,滿足不大于100微特斯拉的要求。
交通困難地區是指車輛不能達到的地區,該類地區的最小對地距離一般按人、畜及攜帶物總高加上操作過電壓間隙和裕度。
我國現行的線路設計技術規程中,500千伏和750千伏線路,對人、畜及攜帶物總高按3.5米考慮、裕度按2.0米考慮。1000千伏輸電線路操作過電壓間隙取6.5米,線下地面最大電場強度按18千伏/米左右控制,對地距離取15米。
步行可達到的山坡時,考慮人在放牧時揮鞭對導線的接近,導線的凈空距離是操作過電壓間隙6.5米,加人、畜及攜帶物總高3.5米,再留有2米的裕度,導線風偏后的凈空距離取12米。
對于步行不可達到的山坡、峭壁、巖石的凈空距離,考慮操作過電壓間隙和人、畜及攜帶物總高,即操作過電壓間隙6.5米,加人、畜及攜帶物總高3.5米,導線風偏后的凈空距離取10米。
2. 交叉跨越距離
試驗示范工程南陽-荊門段線路海拔在1000米以下,考慮過電壓倍數為1.7,此時主要交叉跨越距離的取值如表所示。
問:什么是特高壓架空輸電線路的金具?在選擇金具時需要注意些什么?
答:電力金具是指連接和組合電力系統中各類裝置,以傳遞機械、電氣負荷及起到某種防護作用的金屬附件。他們把導線連接起來組成通電回路,通過絕緣子將導線懸掛于桿塔上,并保護導線和絕緣子免受高電壓的傷害,同時使電暈和無線電干擾控制在合理的水平,保護人類的生活環境。由于電壓等級的提高,特高壓輸電線路金具除了具有超高壓金具的基本條件外,還要滿足在保護絕緣子、屏蔽電暈和無線電干擾方面的更高要求。在選擇特高壓金具時,首先應注意機械及電氣兩方面的安全可靠性,其次要注意選用高強度材料金具,以縮小結構尺寸。
問:對特高壓架空輸電線路導線選擇有什么要求?
答:導線的選擇是特高壓輸電技術的重要課題,它不僅要滿足線路輸送電能的要求,同時要保障線路能夠安全可靠地運行和滿足環境保護的要求,而且還要經濟合適。因此,導線選擇需要考慮線路的輸送容量、傳輸性能、環境影響(電暈、無線電干擾、噪聲等)等多種因素,通過導線電氣特性、機械特性和投資三個方面分析,對各種導線截面和分裂型式進行了詳細的技術經濟比較,推薦出在技術和經濟上最優的導線截面和分裂型式。原則上,在導線選型時,應綜合考慮以下因素:(1)導線的允許溫升;(2)對環境的影響,包括無線電干擾、電暈噪聲等;(3)輸送容量和經濟電流密度;(4)電暈臨界電壓;(5)機械強度。經研究,晉東南-南陽-荊門試驗示范工程每相導線選擇八分裂,正八角形布置,單根導線截面為500平方毫米。對于導線環境安裝要求特別嚴的局部地區,將通過研究,選用擴徑導線,增加虛擬自導線,中相或三相采用低噪聲導線等措施。
問:特高壓線路防雷有什么特殊要求?
答:線路雷害分為反擊和繞擊兩種情況。特高壓線路由于本身絕緣水平高,反擊網絡的概率很小。但特高壓線路高度大,相導線電壓高,具有一定的迎雷特性。理論計算和運行實踐均表明,雷云繞過避雷線,直擊導線的概率顯著增加。為此,必須將地線外移,降低保護角至5度以下。在山區地面傾角顯著的區段,應進一步降低保護角至0度甚至負保護角,中間的漏空部分可采用第三根地線保護。
問:特高壓線路的絕緣配置如何?
答:線路的絕緣配置主要指兩個方面,第一為絕緣子的配置,第二為考慮風偏后絕緣子懸掛處的帶電金屬部件對塔身的距離。目前國內多按爬距法選擇絕緣子片數,對于特高壓線路,一般超過50片,絕緣子串長度在10米以上。對于重污穢地區,絕緣子串長超過15米甚至更長,嚴重影響線路的經濟性。由于國內合成絕緣子技術的提高和使用經驗的積累,在交流特高壓線路上使用合成絕緣子的比例將顯著提高。
空氣間隙耐受操作電壓幅值與間隙長度的關系是一條飽和曲線。在間隙長度為6米、耐壓為1600千伏左右開始進入明顯飽和區。具體耐壓水平與間隙形狀和氣壓水平關聯。對于試驗示范工程來說,中相V串的間隙均為6.5米。
問:交流特高壓線路桿塔有什么特點?
答:一是高度大。由于線路最低對地距離高達26米,絕緣子串長度一般超過10米,考慮一定的弧垂,水平排列的特高壓線路桿塔的呼稱高一般超過50米,三角排列的特高壓線路桿塔呼稱高超過60米,同桿并架線路桿塔一般超過80米。
二是強度大。塔的強度主要受使用應力和塔高決定。由于采用八分裂導線,導線高度又比較高,塔的使用應力超過500千伏桿塔兩倍,高度約為兩倍,因此特高壓交流線路桿塔主材和基礎的強度為常規500千伏線路桿塔的四倍以上。將研究使用管材、高強鋼、高強螺栓等技術措施。
三是根開大。為了優化設計,節省塔材,將適當放大桿塔根開,一般桿塔根開約為15×15米水平。

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