110 kV输电线路典型设计方案应用及优化

110 kV输电线路典型设计方案应用及优化

摘要：随着中国南方电网输电线路典型设计的推广，在110 kV输电线路设计上，存在着一系列优化应用，文章结合输电线路设计实例，分析南方五省区110 kV 输电线路设计存在的一些问题，并结合工程实际，对110 kV输电线路设计及改造提出相应的优化方案。

关键词：110 kV输电线路；典型设计；优化方案

1 典型设计推广之前线路设计存在的问题及对策

在中国南方电网有限责任公司推广110 kV典型设计方案之前，广西电网公司新建以及改建的110 kV输电线路建设均由各设计单位根据国家相关的标准及规定进行设计，但是这些相关规定并没有考虑广西境内的海洋气候以及冻雨覆冰情况，导致了2008年由于罕见的低温雨雪冰冻灾害造成的桂林、柳州、贺州、百色、河池5个网区的电力设施严重破坏。输电线路覆冰是一种较为严重的影响输电线路安全运行的情况，可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塔、断线及绝缘子闪络等问题。

为了避免广西电网再次遭受低温冰冻灾害的破坏，广西电网公司委托广西区气候中心开展广西架空输电线路覆冰气象条件区划研究，并在这个基础上将抗冰设计纳入广西110 kV输电线路典型设计推广工作之中。要求在广西范围内的110 kV输电线路设计，必须在典型设计方案中进行优化，加强抗冰、抗倒塔的结构设计。

2 110 kV输电线路典型设计优化要点

抗冰设计作为广西区域内110 kV输电线路典型设计推广的优化要求之一，广西电网公司要求，在南方电网的典型设计方案中，对输电线路进行优化设计，加强抗冰、抗倒塔的相应结构设计和选线设计。

①在进行杆塔设计时，杆塔结构应当比普通设计考虑更大荷载。设计人员应充分考虑由于覆冰形成的外加荷载。针对经常发生严重覆冰的情况架设耐覆冰式的线路，这种线路的杆塔比一般的杆塔机械强度大，档距较短，导线的张力较小。为了避免碰线，这种塔型的导线应采用水平布线的排列布置方法，并适当地加大导线和避雷线之间的距离。

②在线路路径优化时，要特别注意避开气候剧烈变化的区域。在进行线路选择时要特别注意避开峡谷、山巅等冷热空气交汇的区域。要减轻导线覆冰带来的危害，在新建线路时首先要充分掌握该地区的冰雪情，并仔细研究输电走廊的微气候、微地形，尽量避开重冰区。无法避开时应在重冰区采取抗冰设计。为加强已有线路的抗冰害能力，应视具体情况区别对待，可增大爬电距离，改善绝缘子伞裙结构，在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫，这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。

③针对覆冰严重以及线路覆冰灾害严重区域，要增加融冰装置设计以及可进行除冰措施的材料设计。在进行输电线路通讯设计时，要采用在线监控的方式监控线路覆冰情况。输电线路投运后，方便管理人员的巡线管理和融冰除冰技术应用。对区域内的线路进行覆冰监测，可以采用远程遥感技术，通过对导线、绝缘子、杆塔覆冰状况进行在线监测，及时掌握输电线路的覆冰发生发展情况，采取有效的应对技术措施，比如融冰、除冰等，以防止输电线路出现断线、倒杆塔等事故发生。广西电网公司引入了输电线路灾害预警系统，在线监测装置能明确指出线路覆冰发生发展的过程和严重情况，能在严重的冰雪气象环境中可靠运行，为输电设施冰灾预防、处理和恢复提供了有力保障。

3 110 kV输电线路典型设计案例分析

马山～周鹿Ⅰ110 kV线路采用南网杆塔标准设计1C1W1模块7种塔型，占总塔型的87.5%，标准杆塔76基，占总基数的97.4%；采用南网杆塔标准设计1C2W1模块1种塔型，占总塔型的12.5%，标准杆塔2基，占总基数的2.6%。马山～周鹿Ⅱ110 kV线路采用南网杆塔标准设计1C1W1模块7种塔型，占总塔型的63.6%，标准杆塔76基，占总基数的90.5%；采用南网杆塔标准设计1C2W1模块4种塔型，占总塔型的36.4%，标准杆塔8基，占总基数的9.5%。

马山～周鹿Ⅰ110 kV线路工程本体单位投资47.91万元/km，线路典型方案（CSG-1C1W1）的按地形加权后的本体单位投资为29.44万元/km，由于本工程事实耐张比例较标准设计耐张比例高，按工程现场条件充分考虑了林区部分高跨等因素，该典型方案修正后的本体单位投资为48.49万元/km，修正后的工程本体投资指标与本工程投资指造价水平相比基本相当。

马山～周鹿Ⅱ110kV线路工程本体单位投资53.26 万元/km，线路典型方案（CSG-1C1W1）的按地形加权后的本体单位投资为29.44 万元/km，由于本工程事实耐张比例较标准设计耐张比例高，按工程现场条件充分考虑了林区部分高跨等因素，另外，本工程有双回路 1.7 km，该典型方案修正后的本体单位投资为54.70 万元/km，修正后的工程本体投资指标与本工程投资指造价水平相比基本相当。

4 输电线路典型设计的推广和当地优化结合的意义

我国传统的电网工程设计是针对工程实际条件单独进行具体设计的，存在着建设标准尺度不一，设备制造形式多样标准不同，设计及评审耗时长争议多，建设和运行成本相对较高等问题，无法满足目前电网工程建设工期紧、任务重、质量要求高、技术难度大的要求。因此中国南方电网有限责任公司推行电网标准化建设，各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，既节省投资，又能提高效益。输电线路典型设计推广工作有利于统一建设标准，统一设备规范，减少资源消耗和土地占用，有利于集中规模招标，方便运行维护，降低建设和运营成本。同时，通过典型设计的推广应用，可为严格概预算管理和全面控制工程造价，加强电网规划、设计、建设、运行阶段的成本管理，严格控制不合理费用

支出，堵塞管理漏洞创造条件。

但是由于不同的地区当地情况各异，特别是在征地问题逐渐突出，而110 kV 线路路径又存在着没有出线走廊和建设困难的情况，因此必须结合建设当地情况进行合理的优化，而不能盲目采用典型设计进行“一刀切”的套用。比如在110 kV 输电线路塔基桩基础设计时，如果不理会当地地质勘察情况，而统一采用标准化塔基基础设计，往往会造成投资浪费。因为在典型设计时，为了安全起见，不得不采用加大桩径、提高混凝土强度、提高配筋率等手段，使设计带有一定的盲目性，造成了不必要的浪费。而桩基础型式也一直是岩土工程研究的热点问题之一。桩基础承载力和沉降与土的性质、桩长、桩距、桩数的平面排列和承台尺寸大小等因素有关。基础通常由承台、桩群组成，受荷载作用时，承台、桩群与土形成一个相互作用、共同工作的体系，其变形和承载力均受相互作用的影响。但由于桩土共同作用的复杂性，需要多方面考虑深入分析，必须根据当地的地质勘察报告，分析当地岩层和地质情况，进行合理的优化设计。

5 结语

总而言之，电网的经济运行是降低供电成本的有效途径。选择合理的110 kV 输电线路典型设计优化方案，可以取得良好的经济效益与社会效益。电力设计工作者除了采取各种技术措施和管理措施外，还需要根据电网实际需要进行优化设计，提高输电线路的输电供电能力。

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