榆东闫东110kV双回线路改造工程可研报告.doc

检索号：s440k-a01-01110kv三西双回线路接地装置改造工程可行性研究报告张家口先行电力设计有限公司2009年10月批 准 ：审 核 ： 校 核 ：设 计：编 写： 110kv三西双回线接地装置改造工程可行性研究报告 目录目 录1工程概况22.工程建设的必要性22.1工程改造区域介绍23送电线路路径选择及工程设想53.1榆东闫东110kv线路改造工程路径选择53.2气象条件93.3导线和地线103.3.1导线选型103.3.2 地线选型103.4污区划分及绝缘配置113.5接地设计123.6导线对地及交叉跨越距离123.7杆塔和基础123.8典型设计的模块选择153.9主要工程技术指标154.工程投资估算164.1主要工程量164.2估算编制依据164.3估算编制说明174.4估算主要指标17第 16 页张家口先行电力设计有限公司110kv三西双回线接地装置改造工程可行性研究报告 一、总论110kv线路接地大修。主办及承担可行性研究单位是张家口供电公司生技处。项目提出的背景：110kv张康线投运于上世纪90年代初期，路径大部分经过坝上滩地，农牧业活动对线路接地装置的破坏非常严重，给线路安全稳定运行造成很大的影响；北蔚、三北双回线、赵龙、怀六等线路60%杆塔经过山区，均投运20年以上，怀六线投运已超过40年，接地老化现象严重，雷击跳闸事件时有发生，为了进一步提高线路抵御雷害的能力，故安排此次接地改造，本次改造涉及对110kv张康线220基、三铁线40基、洋铁线61基、夏张二线19基、三西一线62基、三西二线43基、龙赤双回线30基、怀六线74基、怀电线23基、怀东线40基共计612基杆塔进行接地改造。2.工程建设的必要性2.1工程改造必要性榆东闫东110kv双回线路急需改造，其主要表现在如下几个方面：2.1.1杆塔周围所处地质不良 榆东闫东110kv的16#（46#）-20#（50#）区域所处位置为张家口市桥东区东部的浅山区，原有地质保存较好。但近几年随着地下水的不断开采，地面存在大量的空洞，部分地段有下沉的趋势。同时由于周围开矿较多造成植被不断被破坏，水土流失严重。上述情况造成目前地质情况逐渐恶化，部分杆塔（如18#、#19）相继出现因地质不良导致的杆塔倾斜现象，严重影响了电网的安全稳定运行。我公司曾组织专门地质勘测人员对附近的地质情况进行了勘测，发现目前已属于地质不良区域，区域范围已包含线路的5-6基杆塔，后经设计人员出具设计方案认为应将不良地质区域绕开，即将上述区域的杆塔进行迁移，避开不良地质区域，才能保证线路的安全稳定运行。由于地质沉陷严重，原地纠偏方案不可取。2.1.2外力破坏严重榆东闫东110kv的17#（47#）-18#（48#）档正处于已经修建好的龙泉广场上方，广场这里每天都是市民休闲娱乐的一个中心，晨晚练中市民更是一道风景，但是每到春夏之际，市民争先在广场上释放风筝，经常缠绕在广场上方线路上，影响线路的安全稳定运行。 2009年4月6日晚17点，榆东闫东17#（47#）-18#（48#）之间风筝缠绕导线，造成线路安全隐患，后经过张家口公司供电公司带电班带电处理缺陷，线路恢复正常，此后张家口供电公司人员曾于2009年7月8日和2009年8月14日两次处理此档地线及导线缠绕风筝及塑料布缺陷，但是此档线路由于档距大跨度大（当时跨越大沟，采用220kv铁塔），处理缺陷过程中发现线路检修及抢修极为不便；夜晚广场下修建有音乐喷泉，偶尔举办大型焰火晚会（08年09年，广场均作为张家口元宵焰火的主燃放点）等都会影响到上方线路安全，当时市政府领导检查安全工作时指出此为重要安全隐患，张家口供电公司巡线人员遇到此类特殊情况经常守在广场周围，提醒市民及工作人员注意安全，此举增加了供电公司人员外业工作人员有限工作量，也给线路可靠性带来诸多不稳定因素，必须及时进行改造 。3送电线路路径选择及工程设想3.1榆东闫东110kv线路改造工程路径选择3.1.1工程地理位置榆东闫东110kv线路改造工程位于张家口市东环路东侧50m，北起榆东闫东20#（即东山影剧院），南至榆东闫东16#（即市东环路东兴街出口处），线路双回改造全长3.5km。其地理位置如下：龙泉广场东环路东环路东环路18#19#20#22#17#（）东山影剧院不锈钢厂新1#新2#新3#新4#21#图1：地理位置示意图3.1.2线路切改示意图线路改造从16#-20#，线路全长3.5km，具体方案详见“改造示意图”：图2：改造示意图榆东闫东110kv线路改造工程可行性研究报告 3.1.3路径选择3.1.3.1路径选择原则根据实地踏勘和与规划部门了解，榆东闫东110kv线路改造全线位于张家口市桥东区境内，线路主要经于山区，沿途多树林，另外，张家口市规化部门规定了改造线路必须绕开张家口市桥东区规划的浅山区，故此段改造线路全线位于山区，海拔高度约1100m。线路路径的选择考虑到减少对地方发展的不利影响，以及将来施工和协议的顺利，减少对生态环境的影响，在路径选择上尽可能的减少线路转角个数，缩短线路长度，降低工程造价。3.1.3.2路径方案及主要技术指标综上所述，本工程路径选择困难，所选路径为唯一路径，本设计不做其它路径方案比较。具体路径方案走向描述如下：线路以新1#（原20#-19#处）作为起点，同塔架设向东南方向行进约800m组立新3#，沿途绕开浅山开发区，向西南前行约2km组立新9#，再向西行进约700m组立新12#（原16#处）连接旧线路。（1）路径方案主要技术指标项目：榆东闫东110kv线路改造工程长度：3.5km航空距离：2.7km；曲折系数：1.30海拔高度：6701100m地形：山地3.5km占100% 气象条件：v=30m/s，c=10mm污秽等级：级行政区域：张家口桥东区交通条件：较困难主要交叉跨越情况被跨越物10kv公路通讯线路跨越次数315注：全线需砍伐树木100棵（塔位占用）。（均为增绿添彩松树）；（2）路径方案主要经济指标项目：榆东闫东110kv线路改造工程导线型号：lgj-240/30地线型号：gj-50回路数：双回铁塔基数：12基（直线双回3基，双回耐张9基）每公里基数：3.43基/km铁塔钢材：178.58t; 单位重：51.02t/km;基础混凝土：950m3 ; 单位立方：271.43m3 /km;（3）铁塔钢料指标分析由于榆东闫东110kv线路改造工程全选位于山区，且为避让开桥东区浅山开发，线路设计转角占全线路75%，故造成铁塔钢材量偏高。（4）基础钢材和混凝土指标分析由于路径转角较多，公里基数偏高，造成基础钢材和混凝土指标偏高，本工程110kv线路中， 基础混凝土量： 972m3/12基=81.0m3/基；基础钢材量： 178.58t/12基=14.8t/基； 3.2气象条件本工程新建线路所经过地区均为坝下地区气象条件，根据张家口地区气象站抄录的气象资料。3.2.1最大风速的确定张家口区域距地面高度10m时，15年一遇的十分钟平均最大风速为29.1m/s，同时参照该地区其他现运行线路气象条件，本工程最大风速度选定为30m/s。3.2.2气温和雷暴日数的确定根据对上述张家口气象台的气象资料统计，参照设计规程并结合该地区已有运行线路设计运行经验，本工程采用如下气温和雷暴日数。最高气温：+40 最低气温：-30年平均温度：+5 雷暴日数：40日/年3.2.3覆冰厚度的确定由于张家口地区无导线覆冰资料，因此结冰厚度的确定主要是参照该地区已有线路的运行经验，由于该线路路径多处在山区，本工程设计覆冰厚度为10mm。3.2.4气象条件选择结果综上所述，本工程设计气象条件选择结果如下（坝下）：气象条件温度（）风速（m/s）覆冰（mm）最高温度+4000最低温度-3000年平均气温+500覆冰-51010最大风速-5300大气过电压+15100操作过电压+15150安装情况-101003.3导线和地线3.3.1导线选型由于本工程为改造线路，本设计推荐仍采用原设计的（gb1179-93）lgj-240/30型钢芯铝绞线，导线主要技术参数见下表：物理特性单 位数 据型号lgj-240/30综合截面mm2275.96外径mm221.60铝股数/每股直径股数/mm24/3.60钢股树/每股直径股数/mm7/2.40铝股总截面mm2244.29钢股总截面mm231.67单位重量kg/km922.2弹性模量n/mm273000线膨胀系数1/19.6-6计算拉断力n756203.3.2 地线选型gj-50型地线其物理特性参考值如下：物 理 特 性单 位数 据型 号gj-50综合截面mm246.24外 径mm28.7单 位 重 量kg/km367.1弹 性 模 量n/mm2185000线膨胀系数1/11.5-6破断拉力总和n633503.4污区划分及绝缘配置3.4.1污秽划分本工程位于张家口境内，根据华北电力集团公司华北电力系统2008年污区分布图判断，线路多位于级污秽区内，考虑到沿线的快速发展，为防止线路污闪，保证线路的安全运行，本线路全线均按级污秽等级进行绝缘设计。3.4.2绝缘配置3.4.2.1绝缘配置原则为确保本线路的安全可靠运行，绝缘配置遵循原则是：悬垂直线串，耐张引流串要达到所在区域的上限；耐张水平串最低要达到所在区域的中值。设计推荐直线塔全部玻璃绝缘子；过引及耐张转角塔全部亦采用玻璃绝缘子。3.4.2.2绝缘水平本线路绝缘子串在级污秽区内的泄漏比距按不小于3. 2cm/kv设计。3.4.2.3绝缘子形式本工程新建线路耐张塔、转角塔绝缘子串全部采用fc10p/146型钢化玻璃绝缘子，每联采用双串，每串9片（涂rtv），每片爬距为400mm，单位泄露比距为3.27cm/kv；直线悬垂串、转角耐张塔过引绝缘子串采用fc7p/146型钢化玻璃绝缘子，每联采用单串，每串9片（涂rtv），每片爬距为400mm，单位泄露比距为3.27cm/kv；3.4.2.4绝缘子技术参数技术特性绝缘子型号fc7p/146fc10p/146高度（mm）146146盘径（mm）255255爬电距离（mm）400400雷电全波冲击闪络电压（kv）120（50%）110（50%）工频闪络电压（kv）130（击穿）45（湿闪）130（击穿）45（湿闪）金具联结标记16a16a额定机械负荷（kn）70100单位重量（kg）4.604.603.4.2.5金具选择本工程采用的导线绝缘子串和地线联结金具主要选自1997年电力金具产品样本。3.5接地设计本线路所经地区为张家口桥东区内境内，接地装置按非居民区考虑，接地装置的形式按方环加射线设计，接地材料使用10圆钢，接地装置四根引线，用螺栓与铁塔两脚接地空联结。对于山区接地电阻不能降至要求值时可采用综合降阻措施。3.6导线对地及交叉跨越距离本工程按非居民区设计，对地距离，交叉跨越距离，线路与弱电线路交叉角，线路与树木的最小距离，导线建筑物的最小垂直和水平距离等依据设计规程进行设计。3.7杆塔和基础3.7.1铁塔3.7.1.1铁塔型式本线路采用lgj-240/30型导线，其中直线塔采用1h-sz3型，转角塔根据转角度数不同，分别采用了1h-sj2、1h-sj3和1h-sj4型；具体铁塔形式参见“杆塔一览图”： 图3：杆塔一览图3.7.1.2铁塔设计依据国家电网公司输变电工程典型设计110kv输电线路分册110kv-500kv架空送电线路设计技术规程dl/t5092-1999架空送电线路杆塔结构设计技术规定dl/t5154-20023.7.1.3铁塔载荷本工程规划中的所有铁塔均满足架空送电线路杆塔结构设计技术规定dl/t5154-2002中有关荷载的规定和铁塔特性表所列设计条件的要求。3.7.1.4铁塔材料铁塔各构件均采用螺栓连接，所有螺栓均为6.8级镀锌粗制螺栓，全线铁塔自地面以上10m范围内均采用防盗螺栓，全线铁塔各构件的连接螺栓均需要配有扣紧螺栓。本工程铁塔的所有构件，均采用热镀锌防腐措施。3.7.1.5登塔措施铁塔采用设置脚钉作为登塔设施，脚钉间距为400450mm。3.7.1.6铁塔技术条件一览表序号塔型呼称高（m）设计档距（m）设计转角度数()设计风速（m/s）覆冰（mm）水平垂直11h-sz330-365007000301021h-sj22445070040-60301031h-sj32445070060-90301041h-sj42445070040-6030103.7.2基础3.7.2.1水文情况线路所经地区主要为山地，无地下水位影响。3.7.2.2地质情况本工程线路全线位于山区，山区岩土主要为强风化、中风化岩；其地质参数及物理学指标如下表：土质容重（kn/m2）上拔角容许承载力（kn/m2）岩石及风化石23.825.82730220400 3.7.2.3基础设计依据架空送电线路基础设计技术规定dl/t5219-20053.7.2.4基础型式本线路直线，转角耐张塔采用主柱配筋现浇台阶式基础，个别铁塔基础形式可依据塔位具体地质情况进行调整；具体基础见基础型式图： 图4：基础一览图3.7.2.5基面及护坡说明 本工程全线路有山区约3.5km，占100%，山区大部分需做基面及护坡处理，根据现场实地情况踏勘，约有10基基础需做基面及护坡，每基基面70m3，护坡50m3,全线共计基面700m3，护坡500m3。3.8典型设计的模块选择榆东闫东110kv线路改造工程位于张家口市桥东区境内，海拔高度在670-1100m之间，采用lgj-240/30型导线。根据张家口地区气象站抄录的气象资料显示，境内距地面高度10m时，15年一遇的10分钟平均风速为29.1m/s，参照该区域其他运行线路的气象条件，本工程选定最大风速为30m/s，覆冰为10mm，依照国家电网公司典型设计的要求，选择了风速为30m/s，覆冰为10mm的气象条件1h模块。该工程依据1h模块的技术要求，对铁塔、导地线、基础、绝缘及金具等进行设计，其参数具体如下：1h模块使用的气象条件:气象条件最高温度最低温度最大风速最大覆冰数值+40-3030m/s10mm1h模块使用的导地线型号:型号导线型号地线型号1h模块lgj-240/30适用gj-501h模块杆塔的使用条件:塔型水平档距垂直档距代表档距转角度数1h-sz3500m700m001h-sj2450m700m400/20020-401h-sj3450m700m400/20040-601h-sj4450m560/140m400/20060-903.9主要工程技术指标项目：榆东闫东110kv线路改造工程线路类型：双回地形划分：山地3.5km占100%行政区域：张家口桥东区境内导线型号：lgj-240/30地线型号：gj-503.9.1导地线及基础指标项目：榆东闫东110kv线路改造工程路径长度：3.5km；导线重：单重：922.2kg/km；总重20.34t；地线重：gj-50：3.2t；adss光缆：2x4km铁塔基数：12基，其中直线3基，耐张9基；铁塔钢材：178.58t; 基础混凝土： 972m3;3.9.2铁塔指标项目：榆东闫东110kv线路改造工程塔型1h-sz31h-sj21h-sj31h-sj4基数32343.9.3金具及其他材料指标项目：榆东闫东110kv线