摘要:输变电项目耗资较大,工期相对较长,对国民经济有显著影响,输变电项目中的送电线路,作为电网建设的核心部分,其最优路径选择问题至关重要,小则影响到项目成本的经济性,大则影响到整个电网的布局,影响到电力系统的稳定运行。基于此,本文对输变电送电线路最优路径选择进行研究。
关键字:送电线路;最优路径
输变电送电线路最优路径选择的意义,在满足供电要求,满足负荷发展需要的基础上,从经济性來讲,可以降低工程造价,节约成本。同时,尽量选择线路较短路径,力争缩短工期。寻优过程注重降低对地区其他行业、自然环境的影响,做到环境友好,可持续发展。同时,满足规定的电能质量以及可靠性的要求,并力争高标准。
一、输变电送电线路路径选择的意义
输变电工程作为系统的重要组成部分,投资额巨大、技术复杂,而送电线路作为输变电工程的重要组成部分,其建设范围广阔、不确定性因素众多等使得在设计、施工、运行等环节存在很大难度。送电线路是决定输变电线路工程建设项目成败的关键,在电力建设中的重要程度越来越突出,而送电线路路径选择是送电线路规划中最为关键的一环,不仅影响着输变电工程的经济效益、环境效益和社会效益,还影响着整个电网建设的规划,对当地区域的经济发展和居民生活,乃至整个国家的稳定与安全都产生了深远的影响。送电线路路径的优选不仅会节约工程成本、缩短工期,也有利于整个电力系统的安全运行,实现环境友好,社会可持续发展。因此,对输变电工程送电线路路径优选的研究不仅对输变电线路的优化有重要的指导意义,也丰富了送电线路路径选择相关理论,具有重要的理论指导意义。
二、输变电送电线路路径选择的原则
(1)标准性和规范性原则
输变电工程送电线路路径选择要遵循一定的规范,以保证工程施工的质量。目前我国现行的国家标准有《110kV~750kV 架空输电线路设计规范(GB50545-2010)》、《关于全面实施“两型三新”线路设计建设工作的通知》(国家电网基建[2009]26 号)、《国家电网公司电力建设安全健康与环境管理工作规定》(国家电网工 [2003]168 号)、《关于印发<河北南部电网风害风险分布图>的通知》(冀电生[2011]73 号)等相关的法律法规。指标的评价要以此为标准,邀请有关专家进行科学合理地评定。
(2)系统性原则
输变电工程送电线路路径选择是对送电线路路径方案的经济性、技术性、运行维护以及环境影响等多方面综合分析。这不仅是送电线路工程的技术经济分析,还会影响到整个输变电工程的可行性。因此,输变电工程送电线路路径选择评价指标要具有系统性、完整性的原则。
(3)可操作性原则
输变电工程送电线路路径选择评价指标要具有可获取性和可量化性的特点。每个指标应该概念明确,指标之间要相互独立,使得指标能够在一定时期和范围具有实用性,为送电线路路径选择提供依据。
(4)科学性原则
输变电工程送电线路路径选择评价指标体系要科学的反映客观的实际情况。指标的选取要能够科学地体现影响输变电工程送电项目送电线路路径选择的因素,实事求是,确保指标的科学性。
(5)具有导向性原则
输变电工程送电线路路径选择的评价目的不仅仅是评选方案之间的差异,对路径方案进行优选,最主要的通过此次评选对今后输变电工程送电线路路径选择提供一定的借鉴意义。
三、输变电工程送电线路路径方案优化建议
(1) 技术指标优化建议
输变电工程送电线路路径选择的技术指标主要包括:路径长度、转角次数、曲折系数、交叉跨越等四个方面。输变电工程送电线路的路径长度不仅关系到整个项目的经济成本,而且还关系到项目的技术实施性。在其他条件相同的条件下,送电线路长度秉承着越短越优的原则输变电工程送电线路的转角次数越少越好,一般情况下,送电线路转角都是锐角,避免出现 60度以上的转角,极端情况下使 90度直角。
而且建议转焦点的地形要比较好,在施工条件允许的前提下,两个转角点间的距离越远越好;一般说来,曲折系数尽量越小越好,它与送电线路沿线的地形地貌、地质、交通等关系极为密切,减小曲折系数,其经济效益是
显著的。送电线路与送配电线、弱电线(指电报、电话、有线广播、铁路信号等线路)、铁路、公路、架空管索道、通航河流等交叉跨越。当送电线路交叉跨越航海河流和水库时,应配合设计与水文专业的要求进行洪水位联测,交叉跨越铁路和公路时,应施测交叉点轨顶和路面高程,交叉跨越房屋时,应测量交叉点屋顶高程,注意屋顶的建筑材料、结构类型、房屋间数,交叉跨越林区时,要对树种的名称和高度进行测量。送电线路跨越电缆,油气管道等地下管线时,应测量其平面位置、交叉点地面高程及交叉角。
(2) 经济指标优化
输变电工程送电线路路径选择关键在于经济的可行性。送电线路的成本费用要符合统一电网工程建设预算费用计算的口径。送电线路工程费用中导线的费用占据了很大成本, 选择导线时,要对各种型号导线的截面载流量、电磁环境等进行比较,通过采用年费用最小法对其进行经济对比,最终确定合理的导线型号。杆塔的投资约占送电线路项目总投资的 1/3,比较重要的项目,杆塔的核心是杆塔型式及其数量,根据送电线路途经的地域特点,设计规划塔型,尽量减少送电线路章转角耐张塔的数量,尽量压缩走廊的宽度,减少对送电线路沿线的居民生活、生产的影响。基础工程是输变电工程送电线路的重要组成部分,其造价、工作量在整个线路中占据着很大的比重,据统计,基础工程占送电线路施工工期的 50%,费用约占工程的 15%~20%。在对基础方案进行选择和优化时,要重点考虑以下几方面的原则:首先,在山区岩石地基区要优先采用岩石锚杆技术;在丘陵、垄岗覆盖层优先采用斜插入角钢挖孔桩基础;在山间盆地黏土区优先采用斜柱版式基础。这样可以有效地降低原材料的消耗,较低造价。送电线路的金具主要采用无磁高强度的铝合金线夹以及防震锤。该金具成本低,使用寿命较长,而且对导线的电化学腐蚀度较小。
(3) 施工维护指标优化
送电线路施工维护指标主要包括交通运输、施工难易程度、维护难易程度等三个方面。送电线路路径选择应该满足线路运行及检修和其他交通运输的需要,而且适当地考虑送电线路建设期间的超限货物的运输。同时避免与运输繁忙的铁路或者公路相交叉。送电线路的金具是关系送电线路安全运行的重要组成部门,金具的失效和损坏,会导致送电线路的破坏和断电,故金具必须具有较高的可靠性。金具的使用必须以新技术为手段,减少送电线路运行维护的费用,提高线路路径运行的安全可靠性。同时,对于一些具有腐蚀性的区域,接地设计需要格外注意,采用镀铜钢接地体能够很好的解决区域腐蚀性的问题。送电线路要定期进行巡视一般一个月一次,及时发展设备缺陷或威胁线路安全运行的情况。并查明故障原因及故障情况,及时处理。在气候剧烈变化、自然灾害、外力影响、异常运行和其他特殊情况下发现线路的异常现象及部件的变形损坏情况,要对其进行特殊巡视并及时检查。
(4) 环境指标优化
输变电工程送电线路路径选择环境指标主要包括:地形地貌、地质构造、不良地质现象、保护环境等四个指标。在可能的条件下,送电线路应该选择该区域水文地质条件好、避开不良地质地段,减少基础施工量,尽量避开地震带或采用直交或者斜交方式通过断裂带。如经过开采区或采空区,应根据矿区开采情况、地质及下沉情况,计算和判断地表稳定度。由于送电线路长期暴露在大气中,受周围环境及气象条件的影响,其中对导线及避雷针影响较大的主要是风速、覆冰及气温。在进行送电线路选线时要根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验确定。同时,送电线路也是输变电工程节能环保工作的重要组成部分,推广使
用通用设计、通用设备,统一各级配电装置的间隔宽度及布置尺寸,节省钢芯铝线等材料用量,优化电缆沟布置,节省电缆长度。综合利用卫片、航片、GPS等高科技手段,进行路径选择,从节约占有土地、充分利用走廊资源的角度出发,减少对地方规划和建设的影响。在线路选型时使用同塔双回路或者多回。总之,送电线路在充分考虑节能的要求,节约土地资源,严格贯彻落实节能、环保的指导思想。
四、小结
本文从技术指标优化、经济指标优化、施工维护指标优化、环境指标优化等四个方面提出了输变电工程送电线路路径方案优化的建议,有助于提高输变电工程送电线路路径方案的优化,从而提高输变电工程送电线路路径良好运行,并为其他类似输变电工程送电线路路径的选择提供指导。
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