什么是铁塔节点

什么是铁塔节点
09-04-07  匿名提问 发布
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    鑫海浪88

    我国输变电工程发展现状与趋势调查



    中国农村水电及电气化信息网 2005-02-24



    我国电网发展滞后矛盾基本得到缓解





    我国目前已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网以及海南、新疆和西藏3个独立省网,500千伏线路已成为各大电力系统的骨架和跨省、跨地区的联络线,电网发展滞后的矛盾基本得到缓解。





    据中国电力工程顾问集团公司副总工程师徐晓东介绍,目前我国已建成投运330千伏输电线路突破1万公里,500千伏线路近4万公里;330千伏变电所变电容量1755万千伏安,500千伏变电所变电容量13725万千伏安。





    在直流高压输电方面,1987年浙江宁波至舟山±100千伏直流输电工业性试验线路投入运行,1990年±500千伏葛上直流输电工程建成投产,揭开了我国直流超高压输电工程建设的新篇章。在建的贵广、三广直流输电工程投运后,我国±500千伏直流输电工程总长度将达4691公里,规模之大,居世界前列。





    我国紧凑型输电线路的技术设计已跻身于世界先进水平行列。我国第一条500千伏昌房紧凑型输电线路1999年建成投产,其自然功率比常规线路提高了1/3。目前,500千伏邯郸至新乡紧凑型线路、政平至宜兴同塔双回紧凑型线路、330千伏天水至成县紧凑型线路正在建设中。这些项目建成后将填补我国在紧凑型输电线路技术领域的空白。





    串联补偿技术在远距离、大容量输电系统中有着很好的应用前景,目前在世界各国电力系统中获到了广泛的应用。我国目前投入运行的串联补偿装置有山西阳城电厂送出工程江苏三堡开关站、华北电网大房双回线路的蔚县串补站和华北电网的丰镇-万全-川页义双回线路加装串补装置工程。阳城送电工程通过在东明-三堡线路上安装40%串补设备,使该送电断面500千伏线路回路数由3回减为两回,少建一回270公里的线路,稳定极限提高了10%,节约投资约3.4亿元。





    西北750千伏输变电示范工程是国家电网公司2003年的重点工程之一,标志着我国交流输电工程跨入世界先进行列。在工程的设计前期过程中,我国已开展了一系列关键技术的研究,为750千伏输变电示范工程的设计、建设和主要设备选择提供了科学依据,对我国更高一级电压等级电网技术的研究和应用具有重大意义。目前,此项工程已进入初步设计阶段。





    我国在超高压输电线路中应用海拉瓦系统和洛斯达技术开展线路路径优化工作,也取得了明显的经济、社会和环保效益。截至目前,已完成18190公里的330千伏及以上线路路径优化工作,其中三峡送出工程4779公里、全国联网工程1100公里,网省线路工程6211公里。海拉瓦系统和洛斯达技术的应用一般可缩短线路长度1%-2%,本体投资节省3%-5%;减少房屋拆迁和林木砍伐;提高工效、缩短工程建设周期;提高勘测设计成品质量;为线路运行、维护、管理提供基础信息资料。





    徐晓东说,我国电网已初步形成了西电东送、南北互供、全国联网的格局,电网发展滞后的矛盾得到较大程度的缓解。目前,海南的独立省网与南方电网的联网工程正在进行之中。在未来两年之中,西藏和新疆也将分别并入相应的跨省电网。预计到2006年,我国的电网建设就能完全满足内陆各地区的供电需求。





    推动新技术应用是我国电网建设的必然趋势





    与世界先进水平相比,我国电网在网络规模、网络结构、应用新技术方面存在较大差距,造成电网输送能力低、运行经济性较差。电力专家一致认为,要适应我国电网未来快速发展的要求,确保电网的安全、稳定、经济运行,在今后的电网建设中应推动新技术应用,以提高电网输送能力,节约输电走廊,提高线路投资效益。





    与发达国家相比,我国电网技术水平存在明显差距。一是500千伏电网线路输送能力偏低。我国目前正处在500千伏网络初步形成、220千伏电网逐步改造实现分区运行的发展阶段,电网运行中存在的主要问题是输送容量较低。受暂稳极限限制,500千伏长距离送电线路输送能力在60万-100万千瓦,与国外相比有40万-80万千瓦的差距。





    二是网络建设规模较小,结构较薄弱。从电网建设进程看,我国高压输电线路的发展比电力发达国家滞后约20年,如果说国外440千伏或500千伏高压输电电网已经进入成熟期,那么我国的500千伏高压输电电网还处于发展、成长期。除华北北京地区,华东上海地区和广东地区的500千伏网架较强外,其他地区都比较薄弱。





    三是电网新技术应用较少。我国500千伏电网在应用串补及可控串补技术、紧凑型输电技术、动态无功补偿技术和大截面导线等方面与国外先进水平存在较大差距。目前我国只在阳城电厂送出工程中安装了串补度为40%、容量为2×50万千伏安的常规串补,在华北大房线500千伏串补工程中采用了串补度为35%、容量2×37.5万千伏安的串补。我国目前仅有5个500千伏变电站安装了SVC,总容量为77万千伏安。





    截止到2002年,我国已建成同塔双回路约1700公里,占500千伏线路总长度的5%,与国外相比有较大的差距。我国500千伏紧凑型线路的应用尚处于起步阶段,送电线路铁塔基础设计与国外相比在设计方法、施工技术、环保要求和地质勘探深度方面有一定的差距。我国已建成的超高压变电所占地偏大,紧凑型变电站应用比例仅为1%。





    西电东送、南北互供、全国联网要求电网采用新技术。根据预测和研究,2010年我国西电东送容量将达6440万千瓦,通过北、中、南三个通道送往东部地区,其中采用交流500千伏线路输电的为4300万千瓦。按500千伏线路现有输电水平计算,即每回500千伏线路输送80万千瓦,则大约需500千伏交流线路50回。若把每回500千伏线路的输送能力提高到130万千瓦,只需新增500千伏交流线路33回,可节约500千伏交流线路约17回,节约交流输电线路3588公里,节约投资53.8亿元。





    电网采用新技术是节约土地资源和改善生态环境的有效措施。我国电网建设中存在的另一个问题是走廊资源占用较多。我国500千伏单回路平均单基塔征地面积0.19亩/基、平均征地数量0.52亩/公里、平均树木砍伐数量12-18亩/公里、平均零星树木砍伐数量120-180株/公里。我国500千伏线路长度为31486公里,按平均走廊宽度60米计算,线路走廊占地1.64万亩,砍伐树木约56万亩。





    我国土地总面积居世界第三位,但人均土地面积0.8公顷,相当于世界平均水平的1/3,人均耕地面积0.11公顷,不足世界平均数的43%,仅为加拿大人均耕地水平的6%。根据第四次全国森林资源普查,目前我国森林面积和林木蓄积量在世界上排第六位,但人均量分别仅及世界人均值的1/6和1/8。森林覆盖率虽已达13.9%,但也仅为世界平均值的一半,在世界上排名100位之后。





    未来五年,我国将新建500千伏交流送电线路37267公里。届时,将新增线路走廊占地1.94万亩,砍伐树木66.3万亩。如果采用同塔双回路建设,至少可节约走廊资源74万亩,可少砍伐树木12.38万亩,可少占用青苗6.2万亩,可节省工程投资约16亿元。





    采用新技术是提高电网经济效益和可靠性的必要条件。根据电网规划,我国跨区域电力交换电量2005年将达922亿千瓦时,2010年将达2125亿千瓦时。“十五”后三年我国电网将新增330千伏以上交流线路2.87万公里,直流线路约3100公里,变电容量约1.32亿千伏安。





    “十一五”期间我国电网将新增交流线路3.8万公里,直流线路3400公里,变电容量1.8亿千伏安。到2010年,我国将建成330千伏及以上交流线路11.3万公里,直流线路8000公里,变电容量达4.6亿千伏安。大规模电网建设中,在采用新技术、新设备等措施后,电网输送能力将大大提高,必然会降低过网费;若按降低过网费0.01元/千瓦时计算,可提高效益为:2005年9.22亿元、2010年21.25亿元。因此,进一步改善和提高电网运行的可靠性,确保电网的安全稳定是今后电网建设的主攻方向。





    电力工程设备制造应关注六大新技术产品





    中国电力工程顾问集团公司副总工程师徐晓东分析认为,我国电力工程设备制造应关注六大新技术产品。





    一是减少常规线路导线水平相间距离。确定送电线路导线水平相间距离,直接的试验非常少,也没有令人信服的理论基础和数学模型。各国都是根据经验给出控制水平相间距离的经验公式,导线间的水平相间距离各不相同。





    按我国规程规定,送电线路导线水平相间距离10米时允许档距525米,相间距离11米时允许档距650米。而按美国、法国规定计算得出,当相间距离6.7米时,允许档距分别为707米和808米。与国外500千伏线路相间距离相比较,我国规定的相间距离比较保守。





    专家指出,我国已建成的紧凑型线路确定水平相间距离应考虑两个因素:导线在风力作用下的不同时摆动而相互接近和系统发生短路使导线相互接近。从我国已建成的紧凑型线路运行经验看,在常规线路中减少相间距离是可行的,不会影响线路的安全运行。





    应用紧凑型线路研究成果和运行经验,对我国现有规定进行修正,减小常规线路导线水平相间距离1-2米。从而减小走廊宽度,减少线路占地和走廊清理费用。减小相间距离还能缩小塔头尺寸,降低工程的耗钢量。





    二是提高导线允许运行温度。专家认为,提高导线允许最高温度,对提高导线热稳定水平,进而提高输电线路输送能力很有必要。国际上通常按30年内瞬时破坏张力的损失不大于5%-10%来规定钢芯铝绞线的最高允许温度。参考日本和前苏联等国的试验数据,加热80℃达1万小时后,钢芯铝绞线的强度损失不会超过5%。国内通过对不同导线型号进行的单丝和整线及其配套金具发热试验,表明80℃持续加温时以上导线的强度损失均小于5%,金具温度均低于导线。因此提高导线允许最高温度到80℃,对导线及其配套金具来说并不影响其安全运行。





    提高导线允许温度,需要适当补偿导线对地面和交叉跨越物的间距。允许温度从70℃提高到80℃,相应弧垂的差额约为1-3米,这样的弧垂差额,仅会影响部分杆塔,不会引起普遍加高杆塔的后果,尤其是对330和500千伏线路的公路、居民区、非居民区和跨房、近房等,在短时间高温运行中,所产生的局部地面场强短时略有升高是可以接受的。





    提高导线允许温度具有明显的经济效益。以环境温度40℃,80℃允许载流835A,70℃允许载流583A为例,80℃的载流量比70℃提高25%,可节约10%-25%线材,综合造价可节省10%左右,补偿弧垂差额导致的杆塔升高和投资增加,约使每公里增加投资两万元左右,即综合造价增加1.25%,具有明显的经济效益。尤其是在人口稠密或地形、地物限制走廊的地区,更能体现出提高允许温度的实际效益。





    三是采用高科技手段,实现勘测设计一体化。海拉瓦系统和洛斯达技术可以利用遥感卫星影像提取实际工程的数字化断面,为送电线路电线选择、杆塔规划和工程概算提供基础资料。结合海拉瓦系统和洛斯达技术、地质、水文等测量和遥感信息,可以使设计决策完全适用于具体工程,实现“量体裁衣”,节省工程投资。





    因此,今后在应用海拉瓦系统和洛斯达技术的基础上,将完善送电线路设计方案决策及杆塔定位软件,实现与海拉瓦系统和洛斯达技术的数据系统的技术接口,形成送电线路工程勘测设计一体化的、具有优化功能的“送电线路全数字化设计方案决策系统”。使海拉瓦系统和洛斯达技术全面应用于送电线路,在数字化基础上实现从路径选择到电线选择、杆塔规划设计、杆塔排位设计的全过程优化。根据线路排位的最优化结果,提供符合实际工程的准确材料量和工程量,为业主决策和招投标服务,为向工程总承包模式转化创造有利的技术条件。





    专家指出,海拉瓦系统和洛斯达技术与“决策软件”在工程中的结合应用,实现勘测设计一体化,可加快我国输电线路建设程序与国际接轨。预计可节约工程投资3%-5%,并可提高设计质量和效率,加快工程建设速度,具有显著的经济效益。





    四是采用新型线路绝缘子。随着长距离、大容量500千伏送电线路的建设发展,大截面导线在工程中使用越来越普遍。为保证新建超高压输电线路的可靠性和经济性,500千伏线路采用新型绝缘子势在必行。





    在保证和提高常规使用的绝缘子产品质量的前提下,进一步研制开发和推荐采用30吨级以上、更大爬距的新型绝缘子并使其国产化;积极采用40吨级以上新型绝缘子以减少绝缘子串数、适当提高绝缘配置强度减少运行维护工作量、因地制宜推荐采用瓷棒式绝缘子,用以满足电网发展的需要和使其更加安全可靠。





    五是优化铁塔结构。我国从1981年设计建成第一条500千伏平武线至现在已经建成近3万公里的500千伏线路。我国设计的塔头尺寸偏大,主要是污秽原因使绝缘子串较长;材料强度等级低和规格品种少;铁塔优化设计非程序化等,这些方面影响了我国铁塔设计指标的先进性。





    专家建议今后优化铁塔结构着重从以下几个方面努力:研究开发对铁塔塔型、塔头尺寸、塔身尺寸、主材坡度、斜材节间布置、杆件布置型式、杆件断面型式和节点构造型式等内容进行全面优化的设计程序软件包,提高铁塔整体设计水平、降低工程造价。通过研究,塔材采用高强度钢材、不等边角钢和型录规格约可降低塔重10%。现条件已基本具备,应结合500千伏线路工程进行原型塔试验鉴定,逐步推广应用。研究山区不适宜用高低腿塔位的窄基铁塔和设计足够的铁塔高低塔级差,满足适宜用全方位高低腿塔位的要求,最大限度地减少土石方开挖量。





    六是采用新型铁塔基础。随着电网建设的发展,铁塔基础设计要在总结以往经验基础上推广使用先进的基础型式,不断创新,尽快赶上国外先进水平。要加强地质勘探工作的深度,钻探详细,准确提供翔实的地质参数,避免凭经验判断;要因地制宜选择基础型式,基础采用不等高设计,并与全方位高低腿杆塔配合使用,尽量做到不开基面或少开基面,减少土石方量和混凝上量,节省投资,保护自然植被,减少水土流失;要重视经济效益和社会效益;要重视塔基周围的环境保护;要积极采用多种新型基础型式,不断改进和完善施工方法及施工机具,根据不同地质条件采用原状土基础和岩石锚杆基础、螺旋锚基础和复合式沉井基础。
    参考资料:http://www.shp.com.cn/zhwx/showcontent.asp?id=12724

    09-04-07 | 添加评论 | 打赏

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