第1章输电输概论

第1章绪论 第1 1节电力系统知识电力系统是由发电 输电 配电 用电和相应的辅助系统 按规定的技术和经济要求组成的 将一次能源转换为电能的输送和分配到用户的一个统一系统称为电力系统 PowerSystem 它由原动机 发电机 电力网络 负荷 控制中心等组成 电力系统 电力网 动力系统的划分如图1 1所示 电力系统和电力网示意图 数字电力系统 数字电力系统 可以这样定义 它是某一实际运行的电力系统的物理结构 物理特性 技术性能 经济性理 环保指标 人员状况 科教活动等数字地 形象化地 实际地描述与再现 有了数字电力系统的帮助 电力系统运行的安全和稳定性会得到极大的提高 图1 2给出了数字电力系统的图像化思考 图1 2数字电力系统 2 电力系统电压等级 国家标准规定的电压等级为 3 6 10 35 63 110 154 220 330 500 750 待定 KV 低压三相四线制电压为220 380V 其中154KV为非标准电压等级 66KV和330KV为限制发展电压等级 通常电压等级在1KV以下的电网称低压网 1 330KV称高压网 500KV及以上的电网称超高压网 通常将电压等级在35KV以上的电力线路称为送电线路 也称输电线路 其中35 220KV线路称高压输电线路 330 500KV线路称超高压输电线路 而诸如20KV 10KV以及低压线路 称为高压配电线路 1KV以下的线路为低压配电线路 3 电力网按电网结构 接线方式 分类 一是开式电力网二是闭式电力网1 1 2动力系统由数个发电厂的动力设备 电气设备以及变电所的电气设备 热力设备用电力线路和热力管路联接起来的整体称为动力系统 第1 2节架空输电线路的组成 架空输电线路是电力系统中电能传输 交换 调节和分配的主要环节 架空输电线路的主要组成部分有基础 杆塔 导线 绝缘子 金具 防雷保护设备 包括架空避雷线 避雷器等 及接地装置 目前的输电线路还安装有附属设备绝缘地线 导线载波通信等 另外 有的架空电力线路还配有柱上断路器 配电变压器 跌落式熔断器等电气设备组成部分 1 2 1基础将杆塔固定在土壤中的地下装置和杆塔自身埋入土壤中起固定作用的部分统称杆塔基础 输电线路的杆塔基础起着支承杆塔全部荷载的作用 并保证其杆塔在运行中不发生下沉或在受外力作用时不发生倾覆或变形 1 2 2输电线路杆塔输电线路是电力网的骨架 其责任是把各发电厂的能量输送到遥远的用户 而杆塔的作用是支持导线和避雷线 使其对大地和其它建筑物保持足够的安全距离 并在各种气候条件下 保证输电线路能够安全可靠的运行 从线路总的投资来讲大约占输电线路总投资的30 50 因此 它是输电线路极为重要的组成部分 1 杆塔所受的荷载 杆塔在运行中要承受拉 压 弯 剪各种外力的作用 常将这些力称为杆塔的荷载 根据荷载作用在杆塔的方向 可以分为 垂直荷载 水平荷载和顺线路方向的荷载 垂直荷载包括导线 避雷线 绝缘子串 金具等的自重荷载 此外 还有安装检修时 人员和工具 附件以及起吊导线的重量等 水平荷载包括导线和避雷线所受的风压 杆塔所受的风压 以及转角杆塔所受的角度荷载 图1 3 等 顺线路方向的荷载包括断线时所受的张力 正常运行时所受的张力 正常运行时所受的不平衡张力 斜向风力 即与线路夹角为60 或45 的风力和顺线路方向的风力 这些风力作用在导线和杆塔上形成顺线路方向的风压 架线时的安装荷载等 2 常用杆型 目前各级电压的电力线路的杆塔 按其材料分为钢混凝土电杆和铁塔两种 现也有不少线路使用钢管塔 铝合金管塔以及紧凑型多回路塔型 钢筋混凝土电杆的外形 一般为等径和锥型两种 锥型杆杆段的锥度为1 75 杆段规格尺寸较多 输电线路用的锥杆段 其梢径最小 190mm 根据工程需要 利用不同长度的杆段可组装成所需要的高度 分类 1 直线杆塔 Z 2 耐张杆塔 N 称承力杆塔 3 转角杆塔 J 4 终端杆塔 D 5 特殊杆塔特殊杆塔主要有分岐杆塔 F 1 2 3架空导线 架空线路导线是用来传输电流 输送电能的 因此 要求导线除具有良好的导电性能外 还要求它有足够的机械强度和较好的耐震 抗腐蚀性能 密度要尽可能小 并应考虑其经济性 架空输电线路用架空导线基本都是用多股线丝经绞合而成的绞合线 常用的是铝绞线 镀锌钢绞线 钢芯绞线 2 相分裂导线 220KV输电线有时采用二分裂导线 一般多呈垂直排列 但也有呈水平排列的 500KV输电线采用三分裂导线是呈三角形排列 采用四分裂导线时呈正方形排列 此外 还有六分裂导线呈正六角形排列 3 导线排列方式及导线换位方式 1 2 4架空避雷线 架空避雷线也叫架空地线 简称地线 架设在杆塔顶部 其保护角一般采用20 30 高塔不大于20 一般都通过杆塔接地 1 一般架空避雷线2 绝缘架空避雷线 3 复合光纤架空避雷线 1 2 5线路金具 1 2 6绝缘子及绝缘子串 1 2 7拉线及接地装置 拉线 主要由拉线抱箍 楔型线夹 镀锌钢绞线 拉线绝缘子 线夹和拉线地锚 拉线捧和拉线盘 等组成 见图1 12所示 接地装置 接地体与接地引下线的统称 接地体是埋入地下 直接与大地接触的金属导体 也称接地极 接地线是指将接地体与避雷线 避雷针 避雷器 或杆塔接地螺栓相连接的导线称接地引下线 一般用镀锌钢绞线做成 图1 12普通拉线示意图1 杆 塔 2 架空导线 3 绝缘子 4 拉线 5 拉线绝缘子 6 拉线棒 7 拉线盘 8 包箍 第1 3节输电线路档距概念及线路平断面图常识 1 3 1输电线路档距概念档距 指两相邻杆塔导线悬点间 或杆塔轴线间 的水平距离 1 水平档距2 垂直档距3 耐张段距 长度 4 代表档距5 临界档距6 标准档距 又称标准档距 在设计中均以它来考虑如何排定杆位 7 最大允许档距 1 3 2线路平断面图常识 1 纵断面图纵断面图绘制比例一般采用纵1 500 横1 5000的比例 纵断面图中 标桩有直线桩 交叉桩及转角桩 直线桩定于路径中心线上 是找寻路径方向的依据 代号为Z加上脚注编号 交叉桩定于被交叉物 如公路 铁路 电力线 通信线等 地面与本线路中心线交点处 代号为C加上脚注编号 转角桩定于线路转角点处 为转角杆塔或直线兼转角杆塔桩位 代号为J加上脚注编号 2 横断面图当垂直线路方向地面坡度大于1 5或起伏不规则时 将绘制横断面图 作为校验最大风偏时导线对地安全距离的依据 纵断面纵向比例一般为1 500 3 平断面图4 标桩 杆塔里程桩 线路平断面图 地 图1 14平断面图 第1 4节输电线路施工工艺流程 1 4 1线路施工图及作用1 线路施工图的概念线路施工图是线路施工的依据和技术语言 也是对所建线路投运后长期运行维护的重要技术资料 为了保证线路施工的质量 施工单位在开工前必须组织工程技术人员详细审阅施工图纸 线路施工图一般是由施工图说明书 施工图纸 计算数据和地面标桩等组成的 施工说明书主要说明整个工程的设计意图和对施工提出的有关技术要求 2 线路施工图的作用3 施工图的组成 1 4 2架空输电线路施工工艺流程 2 施工安装 1 基础施工 2 杆塔施工 3 架线施工 4 接地安装 3 起动验收在质量全面检查合格后 进行绝缘测量 线路常数测试 并经有关验收委员会批准后方能起动 经测试输电72小时 且运行良好后才可以投产 最后移交全部工程记录及施工图 1 4 3施工组织设计 1 技术组织措施 1 工程概况 2 建设单位及期限 3 路径情况 4 通讯设施 5 施工组织措施 2 沿线交通条件及工地运输 1 沿线交通条件 2 选择配料站和计算平均运距 3 施工综合进度 根据工程工期的要求 建设单位的意见 本施工单位的人力 机械设备及材料供应 制定出各工序工作量和各项施工进度 如基础施工 杆塔组立 架线施工各工序工作量和进度 施工进度表按施工工作量 安排各项目的施工工期 投入人力和使用各类机械设备等情况 编制工程从施工准备至竣工的施工进度表 4 概算 4 概算根据工程预算 工程状况 制定各项经济 技术指标 1 全员劳动生产率及工程成本 2 质量合格率 3 机械利用率 设备完好率 4 利润及奖金指标 5 劳动调配计划 6 特殊施工方案的拟定 特高塔 大跨越的特殊地段的特殊施工方案的拟定 施工设备 如直升飞机等 的准备 材料购买 技术培训等 1 4 4审查施工设计图 1 4 5编制施工组织设计及施工说明1 编制施工组织设计施工组织设计是工程施工总的指导性文件 它的编写原则如下 1 必须认真贯彻党和国家的有关方针 政策 遵守计划建设期限和技术经济指标 2 合理安排施工程序和劳动组织 采用科学的组织管理方式和先进的施工技术和施工经验 3 场地布置应紧凑合理 方便施工 节省用地 少损青苗及经济林等 4 因地制宜 充分的有效地利用当地资源 在保证施工质量的前提下 尽量采用当地材料以节省投资和运力 5 综合平衡基础施工 杆塔组立和架线施工的进度 保证连续施工 2 编制施工组织设计的依据 1 已批准的计划任务书 或中标书 承包合同 和设计文件等 2 现场调查报告的所有文件资料 3 有关工程的协议 合同和文件 4 设备 材料清单及订货的到货日期 5 概算投资和工程量 6 施工队伍情况和准备条件 7 施工定额资料 3 施工组织设计的主要内容 1 工程概况 包括工程特点 工程量 工期要求 沿线地形地质及气象 交通运输 地方材料资源 交叉跨越等情况 2 施工方案及施工组织 包括施工方法 施工程序安排 组织机构设置 人员配备 生活资料供应及福利设施等 3 总平面布置 临建安排及工地运输方式 包括工程部 工地 施工队驻地的选择 材料站和中转站的选定 平均运输半径及运输量等 在平面布置图上一一标明 4 施工技术及物资供应计划 同时包括施工机械化水平及主要施工机械进场的进度计划 主要施工技术措施 包括特殊施工技术 新技术的培训等 5 保证质量 安全的措施 包括健全质量管理制度 安全检查制度等 6 综合进度表 4 编写施工说明 1 基础施工说明的主要内容 2 杆塔组立施工说明的主要内容 3 架线施工说明的主要内容 1 4 6施工前准备工作 1 技术准备 除包括前面提到的现场调查 编写施工组织设计 施工说明等项工作 2 物资准备 输电线路施工的物资准备工作是极其重要 它包括以下内容 1 设备订货 2 材料加工 3 材料运输计划 4 工器具准备 3 现场施工准备 1 必要的临时建筑 2 采购砂 石和运输 3 运输道路的调查 4 对线路复测和分坑 5 材料的工地运输 1 4 7工地运输 除火车以外的其它运输方式 习惯上统称为工地运输 运输工作的主要任务是 把成批的杆塔构件从生产厂家一直分送到各个待安装的杆塔基础桩位 在一般情况下 杆塔构件的运输量占整个运输的30 70 占本体投资的2 10 工地运输分为 大运输 中运输 小运输 大运输是指由器材采购地或构件加工厂运到材料站仓库 或直接运到材料中转站 这种运输由于运输数量大 运距较远 一般利用火车 大型汽车和船舶运输 中运输是指由器材站或中转站直接运到桩位控制点 一般利用汽车和船舶运输 这种运输的距离较近 小运输是指由桩位控制点利用拖拉机 人力板车或人抬运到每个杆塔桩位上的运输 1 4 8架空索道在输电线路施工中的运用简介 架空输电线路经常要通过山区 在施工中运输问题非常突出 当无法修筑车辆便道时 往往只好用人工抬运 即使修建车辆运输便道 也要花费很高的费用 砍伐大量的树木等 严重影响了输电