工程编号: 工程名称:霸北35kV 线路改造工程
设计阶段:可研阶段
霸北35kV 线路改造工程
可行性研究报告
霸州市电力设计有限责任公司
2015年11月
霸北35kV 线路改造工程 可行性研究报告
批 准: 审 核:
校 核:
编 制:
目 录
1、 工程概述 .............................................................................................................. 1
1.1 编制依据 ................................................................................................................ 1
1.2 工程概况 ................................................................................................................ 2
1.3 主要设计原则 . ......................................................................................................... 2
1.4 设计范围 ................................................................................................................ 2
2、项目必要性 . ............................................................................................................ 3
2.1 线路现状 ................................................................................................................ 3
2.2 必要性分析 ............................................................................................................. 3
2.3 政策适应性分析 ...................................................................................................... 4
2.4 线路改造的可行性 ................................................................................................... 4
3、工程设计方案.......................................................................................................... 5
3.1、线路路径方案 . ....................................................................................................... 5
3.2、工程水文地质概况 ................................................................................................. 7
3.3、气象条件 .............................................................................................................. 8
3.4、导线和地线 ......................................................................................................... 12
3.5、绝缘配合及绝缘子选择 ........................................................................................ 16
3.6、金具选择 ............................................................................................................ 20
3.7、防雷与接地设计 .................................................................................................. 21
3.8、导线对地和交叉跨越距离 ..................................................................................... 21
3.9、杆塔与基础 ......................................................................................................... 24
3.10、光缆通信 . .......................................................................................................... 26
4、环境保护及劳动安全 .............................................................................................. 27
4.1 环境保护 .............................................................................................................. 27
4.2 劳动安全 .............................................................................................................. 28
5、两型三新应用情况 ................................................................................................. 28
5.1 走廊规划 .............................................................................................................. 28
5.2 路径 ..................................................................................................................... 29
5.3 气象条件 .............................................................................................................. 29
5.4 金具 ..................................................................................................................... 29
5.5 绝缘配合 .............................................................................................................. 29
6、投资估算 .............................................................................................................. 30
6.1主要技术经济指标 ................................................................................................ 30
6.2投资估算汇总表 ................................................................................................... 30
7、项目涉及的拟拆除材料列表 .................................................................................... 31
1、 工程概述
1.1 编制依据
(1)《廊坊市电网“十三五”规划》
(2)《霸州市电网“十三五”规划》
(3)《国家电网公司输变电工程通用设计110(66)kV 输电线路分册》(2011年版)
(4)《国家电网公司十八项重大反事故措施》
(5)《电力系统设计技术规程》(DL/T 5429-2009)
(6)《35千伏~110千伏高压配电装置设计规范》(GB 50060-2008)
(7)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)
(8)《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010)
(9)《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 (DL/T 620-1997)
(10)《交流电气装置的接地》(DL/T 621-1997)
(11)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》( DL/T 5154-2012)
(12)《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)
(13)《架空送电线路对电信线路危险影响设计规程》(DL 5033-2006)
(14)《电气装置安装工程35kV 及以下架空电力线路施工及验收规范》(GB 50173-92)
(15)《国网冀北电力有限公司关于做好2016年度35千伏及以下配电网建设项目可研工作的通知》冀北电发展〔2015〕36号
1.2 工程概况
廊供霸州35kV 线路改造工程,本期改造段46#-54#、64#-35kV变电站构架,均沿原线路通道新建单回线路。
改造线路全长为2.768km ,其中46#-54#改造段线路长度
1.222km 、64#-霸州 35kV变电站构架改造段线路长度1.546km 。导线采用JL/GIA-240/30钢芯铝绞线,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。新建铁塔14基,其中耐张塔6基,直线塔8基。
拆除部分:原有旧线路2.768km ,其中水泥杆单杆16基,水泥双杆4基。
1.3 主要设计原则
1.3.1可行性研究应遵守国家的技术、产业政策,执行有关的设计规程和规定,符合国情、技术先进,并合理控制工程造价。
1.3.2项目建设符合冀北电网发展规划,并以电网规划为指导。
1.3.3本工程的设备材料均采用国网标准物料。
1.3.4本工程设计按照国家电网基建〔2010〕1617号文及国家电网基建〔2011〕58号文执行。
1.3.5线路设计采用国家电网公司输变电工程通用设计110(66)kV 输电线路分册(2011年版)中66kV 杆塔通用设计。
1.3.6本工程设计本着积极慎重的原则采用新技术、新设备,并在设计工作中考虑节省工程造价、缩短建设工期。综合考虑施工、运行、交通条件和线路路径等因素,做到安全可靠、经济合理。
1.4 设计范围
1.4.1廊供霸州 35kV线路改造工程的本体设计。
1.4.2配套通信光缆OPGW 的设计。
1.4.3本工程估算书的编制。
2、项目必要性
2.1 线路现状
35kV 霸北线起于霸州 110kV变电站,止于霸州 35kV变电站,线路全长为13.8km ,导线采用LGJ-95/15钢芯铝绞线。1991年与霸州 变电站同时投运,至今已运行近25年。2013年借石油线路建设,霸州 110kV变电站35kV 构架-46#段同塔架设并升级改造了8.8km ,导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。46#-75#段仍为旧线路,长度5km ,目前存在部分水泥杆开裂、导线老化、金具锈蚀等情况。
2.2 必要性分析
2.2.1满足地区电力增长需求
霸州 变电站当前为两台10MVA 的主变运行,由于区域内绿色、环保事业的发展,负荷提升较快。境内世嘉变电站(用户工程)正在建设中,规模也是2×20MVA ,将从35kV 霸北线T 接作为电源线路,原有线路已不能满足运行发展要求。
2.2.2提高供电可靠性
改造段线路为运行中的一段“瓶径线路”, 线路老化,线径细,不能满足负荷发展需求。现出线水泥杆开裂、导线老化、金具锈蚀等情况,曾经出现过倒杆、断线等事故。
线路路由涉及霸州 县东部和霸州 地区,线下近些年建筑物增多,树木生长较快,致使线路对树木及建筑物距离减少,不能满足安全运行的要求。
2.3 政策适应性分析
根据当地经济发展与逐步完善基础设施的要求,国家电力规范与国家电网公司要求,本工程符合“三通一标”(通用设计、通用设备、通用造价、标准工艺)的要求。线路路径选择方案注意尽量远离村庄,节约土地资源,保护生态环境,并服从廊坊市及霸州 县 “十三五”电网规划。
综上所述,为了满足霸州 区域负荷增长需求,缓解供电紧张的局面,提高线路运行安全系数和供电可靠性,对35kV 霸北线改造是非常必要的。
2.4 线路改造的可行性
(1)由于当地企业及居民迫切需要提高用电质量,保障供电可靠性,有当地政府的大力支持,工程实施的可行性相对较高。
(2)线路改造路径占用原有通道,避让了大范围经济林区,以及采用高塔有效的保证了树木不被大面积砍伐,降低了线路工程对生态环境的影响。
(3)在选线时,避开了城镇规划区、人口密集区,减少了跨越房屋及对生态环境的影响,保证了其今后的可持续发展。
(4)改造霸北线待王韩35kV 线路投运后实施,保障霸州 35kV变电站所带负荷的正常运行,维护经济利益不受损失。
3、工程设计方案
3.1、线路路径方案
3.1.1线路路径方案简述
根据现场踏勘及县供电局相关部门意见,本次改造线路利用现有线路走径。改造线路路径方案简述如下:
本工程线路改造段全部为单回线路架设,从35kV 霸北线46#-54#、64#-霸州 35kV变电站构架止。
线路路径简图如下:
由简图可知,本工程改造段全部采用架空线路,路径总长度为
2.768km 。按线路路径特性分为三部分,分述如下:
(1)原35kV 霸北线46#~54#段
本段采用06B2通用设计系列铁塔5基,拟建导线为JL/G1A-240/30,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。本段长度约为
1.222km 。
(2)54#-64#段
本段据霸州 县供电公司提供资料,已由房开商负责对此段的改造,本期不考虑改造,线路长度1.439km
(3)64#-霸州 35kV变电站构架段
本段采用06B2通用设计系列铁塔9基,拟建导线为JL/G1A-240/30,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。本段长度约为
1.564km 。
3.1.2 交叉跨越
主要交叉跨越情况如下表所示
3.2、工程水文地质概况
廊坊市位于河北省中部,北接首都北京,东邻海港城市天津,西与保定市接壤,南和沧州市毗邻,地处大北京和环渤海经济区腹地。
3.2.1 水文条件
廊坊市地处海河流域的中下游,地表水系较多,主要河流有子牙河、大清河、永定河、北运河、潮白河、泃河等,除泃河常年有少量地表泾流外,其他多为季节性河流,流量随季节性变化较大,有的经常处于断流干涸状态。南部地势低,洼淀较多,主要有文安洼、东淀、永定河泛区等,多为季节性分洪、蓄洪区。建国后,随着海河的治理,基本根除了洪涝灾害。因无大型地表蓄水工程,过境水利用率不高。
3.2.2 沿线地质条件 3.2.2.1 地形地貌
霸州 县地质构造属燕山褶断带。基底为太古潜山丘。受燕山强烈运动和华北平原沉降带的影响,地下100~200米形成了不规则的杂岩堆积群,为冀中拗陷构造,地层厚度为3000—5000米。地表属平原第四系地层。县境处干永定河冲积扇前缘地带,为永定河冲洪沉积物、堆积物形成的微倾斜平原。土地由灰黄、灰黑色、亚粘土夹细砂、粉砂组成,结构松散,地下10—30米有较为稳定的1~2个淤泥层,厚度3—5米不等。
由于永定河河床不断变迁,形成故道区、泛区地貌的基本轮廓。地势由北向南逐渐降低,北部最高点在眼兆屯,海拔28米,南部最低点在彩木营,海拔4.3米。永定河故道自县境西北碱铺、曹家务、双营、前第五至里澜城,形成高且宽的地上河床,长38公里,平均宽1.25公里,最宽处4.5公里,最窄处0.5公里,海拔高程15~28米,一般高出两侧地面1.5~6米。故道以东为永定河泛区,数十里
沙土区中缓岗、洼地,纵横交错分布,成为霸州 县地貌的显著特点。故道以西为大清河流域,地势平坦,平均坡度为1:2500。
3.2.2.2 地质条件
经现场勘查和收集的有关资料,本工程所经地区以粘土和沙质粘土为主。
3.2.2.3 地下水位
线路经过地区由于地质构造和地貌形态的控制,均为富水区,地下水资源较丰富,赋存于粘土中,主要受地大气降水补给,其次为侧向径流补给、河渠渗漏补给等影响,水位随季节有所变化,雨季埋深较浅。
沿线大部分水质较好,不会对构造物产生侵蚀作用。 3.2.2.4 地震烈度
根据国家标准《中国地震动参数区划图》(四百万分之一)(GB18306-2001),线路所经的廊坊市霸州 县地震动峰值加速度0.15g ,相当于地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2.2.5 矿产、文物压覆情况
根据收集资料和现场勘查,本工程无压覆矿产、无文物保护地区。 3.2.3 沿线交通情况
本工程线路位于廊坊市霸州 县境内,线路通道位于林区、农田地区,沿线有S237省道、乡村公路可以利用,交通较便利。
3.3、气象条件
3.3.1气象条件选择原则
①最大设计风速、基本高度、重现期的取值标准,依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010,4.0.11条的规定取
离地面10m 高处,30年一遇10min 平均最大风速做为设计的基准最大风速。
②其它气象要素的取值按照设计规程的有关规定。 ③充分考虑附近已建成线路的设计运行经验。 3.3.2资料来源和统计原则
霸州 县属北温带亚湿润气候区,属大陆性季风气候,年平均日照2740小时,年平均降雨540毫米,年平均气温11.5℃,年平均日照183天。四季分明,雨热同季。夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,春季干旱多风沙,秋季秋高气爽,冷热适宜。冬季多偏北风,夏季多偏南风,年平均风速多在1.5-2.5米。光热资源充足,雨热同季。
资料年限:使用1971~2000年连续30年实测气象资料进行统计。气象特征值如下:
常规项目资料统计年限为1971~2000年。
3.3.3各气象台(站)的原始资料
根据线路经过地区的地理位置和行政区域,选择了河北省霸州 县具有代表的气象台(站),收集了下列气象资料:年最高气温、年最低气温、年平均气温、历年最低气温月的平均气温、历年最大风速、年雷暴日数等。
最大风速资料记录年份及仪高和仪器高度一览表
根据上述台(站)的最大风速资料,经数理统计和分析,各气象台(站)30年一遇10m 高处10min 基本风速见下表。
根据华北电网生技[2008]7号《确保华北电网恶劣天气下安全稳定运行研讨会会议纪要》,本工程全线最大风速取25.0m/s。
3.3.5覆冰厚度
由于霸州 县气象站无导线覆冰观测项目,本工程采用廊坊气象站导线覆冰观测资料,线路覆冰厚度 (标准冰厚) 为3.0 mm,同时根据华北电网生技[2008]7号《确保华北电网恶劣天气下安全稳定运行研讨会会议纪要》,本工程采用导线设计覆冰厚度5mm ,地线设计覆冰厚度10mm 。
3.3.6其他气象要素
根据气象站的原始资料,采用极值法计算结果如下:
如地区年平均气温在3~17℃之内时,取与年平均气温值邻近的5的倍数值,因此,本工程年平均气温取10℃。
3.3.7推荐设计气象条件
综合上述原则,推荐本工程设计采用下表所示的气象条件。
3.4、导线和地线 3.4.1 导线选型
(1)35kV 霸北线本期改造段导线型号为LGJ-95/15钢芯铝绞线,目前霸州 110kV变电站-46#段导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。为了满足霸州 地区后期发展需要,及导线型号相匹配,本工程导线全部选用JL/G1A-240/30型钢芯铝绞线。现就JL/GIA-240/30型钢芯铝绞线的输送容量计算如下:
① 经济输送容量:
导线的计算铝截面为S=275.96mm2,若最大负荷利用小时取3000~5000小时,其经济电流密度规定为J=1.15A/mm2。
经济电流密度计算如下:
I =S×J=275.96×1.15=317.354(A) 经济输送容量:
S =U×I=×35×317.354=19239(kVA)=19.239(MVA) ②允许输送容量:
若导线在正常情况下的温度不超过70℃,事故情况下不超过90℃。按导线70℃,导线周围空气温度为25℃时,JL/GIA-240/30型导线的持续允许电流为I =610A ,当周围空气温度为40℃时,折减系数为A=0.81。则导线允许输送容量:
P =UIA =29.953(MVA)
③考虑霸州 35kV变电站终期规模安装2×10MVA 主变,若按主变负载率80%计算,霸州 35kV变电站供电负荷为16MVA 。因此,本工程选用JL/GIA-240/30型导线的输送能力完全可以满足要求。
(2)导线最大使用张力的确定:
按《铝绞线及钢芯铝绞线》,试验保证拉断力不小于计算拉断力的95%。导线安全系数采用2.5。
导线的塑性伸长对弧垂的影响按降温法处理。架线时按降低温度20℃补偿其初伸长对弧垂的影响。
本改造工程所用导线电气特性等参数见下表:
导线电气特性表
根据《66kV 及以下架空输电线路设计规范》(GB50061-2010)规定及所采用典型设计杆塔型号,本线路工程全线架设单地线。根据系统规划及通信要求,结合经济合理原则,地线采用OPGW 复合光缆,安全系数采用3.0。
OPGW 光缆选型原则:
①机械强度:OPGW 光缆和分流线的机械强度及使用条件,应满足在外过电压情况下档距中央导地线线间距离的要求,不增加地线支架的高度,同时也满足《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010)对地线的安全系数、平均运行应力的要求,并尽可能选用的OPGW 光缆与1×7-9.0-1270-B 钢绞线特性参数尽量一致。为了保证安全运行,最大使用张力为40%RTS 时,通信质量应无变化。具有良好的疲劳耐振特性,允许平均运行张力不应低于22%RTS 。
②单丝:OPGW 的承力部分由铝包钢丝组成。外层单丝直径,按不小于2.8mm 设计。处于同一层的单丝,直径应相同。
③热稳定和耐雷击:当环境温度为+40℃时,电力线发生单相接地故障,OPGW 应能经受瞬时大电流的冲击,机械特性不受影响,放置于光纤金属套管内的化合物不变质,光纤及光单元的标志颜色不褪色、不迁移。OPGW 应能承受DL/T832-2003规定的3级雷击试验,雷击OPGW 时通信质量不受影响。
当线路发生单相短路时,架空地线上出现短暂的大电流,此电流会产生热量而使OPGW 的温度升高。因为电流持续时间很短,发热过程可视为绝热状态,即所发热量不散发到周围环境中而全部用于提高电线的温度。当电线温度超过其允许温度,将会严重影响安全
运行,所以满足热稳定要求是确定OPGW 的重要条件。对OPGW 一般采用生产厂家提供的允许短路电流。
OPGW 的主要机械和物理特性:
根据以往工程经验和资料,列出OPGW 光缆的参考参数值如下表,实际参数将在招标采购中确定:
参数如下表所示:
中的参数,并根据本工程实际情况而初步确定,具体型式待在下一阶段设计工作中进一步确定。
3.4.3 导、地线防振措施 3.4.3.1 导线防振
为了充分利用导线的强度,其年平均运行张力均按其抗拉强度的25%进行设计。因此,根据《高压输电线路运行规程》规定,全线不论档距大小(进出线档除外),均采用防振锤进行防振,以减小或消除由于风振引起的导线疲劳损坏。
本线路工程导线采用预绞丝式防振锤,此防振锤比普通防振锤有以下优点:安装方便、安装成本低、安全可靠、免维护、防滑至、施工效率高,而且其使用寿命长,电磁损耗低,防电晕性能好,属节能性金具。
3.4.3.2 地线防振
OPGW 复合光缆架空地线防振锤待施工阶段厂家配套提供。 3.5、绝缘配合及绝缘子选择 3.5.1 污秽等级的确定
按照冀北电网有限公司《2014年冀北电力系统污区分布图》,线路所经地段为d 级污秽区。但设计时本着绝缘到位、裕度留够的原则,推荐本工程全线按e 级污区配置。
按《66kV 及以下架空电力线路设计规范》规定,中性点不直接接地系统地35kV 及以下线路e 级污秽区要求爬电比距应不小于4.0-4.5cm/kV。
根据国家电网公司部门文件-基建技术【2014】10号《国网基建部关于加强新建输变电工程防污闪等设计工作的通知》本线路绝缘按污区下限配置,爬电比距取4.0cm/kV。
图8:污区分布图
3.5.2 绝缘子型式及片数选择 3.5.2.1 绝缘子选型
本工程对国内常用的绝缘子型号进行对比,各种绝缘子的特点如下:
国内高压架空送电线路常采用瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子、合成绝缘子三种形式。三种绝缘子各有其优、缺点,分述如下:
a 瓷绝缘子
瓷绝缘子在线路工程中应用最为广泛,其优点是:价格便宜,绝缘性能良好,耐热、耐老化,安装简便,尤其是可设计成双伞群防污绝缘子,应用于严重污秽地区。主要缺点是:该种绝缘子可击穿型,随着运行时间的延长,其绝缘性能会逐渐降低,即产生老化。运行部门需定期进行零值测试。
b 钢化玻璃绝缘子
钢化玻璃绝缘子在线路工程中应用也较广泛,其优点是:机电性能稳定,属不老化型,其使用寿命取决于绝缘子金属附件的寿命;抗拉强度高(约为瓷绝缘子的2.2倍);有零值自爆特性,不需要零值测试,维护工作量小等。其主要缺点是:不能制作出双伞群防污绝缘子,其钟罩型防污钢化玻璃绝缘子由于自洁性能差,故不造用于严重污秽地区,再者其价格也相对较高,近年来在青海地区应用较少。
c 复合绝缘子
复合绝缘子是一种新型绝缘材料,在近十几年来得到快速的推广和应用。其优点是:强度高;重量轻;污闪电压高,防污性能好, 不需要零值测试等,属不击穿型,可大大减少运行维护工作量,安装方便。其缺点主要是:硅橡胶的老化以及对其长期运行性能还没有较成
熟的考核办法。由于复合绝缘子免维护和防污闪能力较强,我省在电网中已开始广泛推广使用复合绝缘子,在防污闪以及维护方面大大加强,得到了建设运行单位的肯定。
经对上述三种绝缘子从性能、价格、运行维护等诸多方面综合比较,借鉴和听取建设运行单位在该地区线路运行维护中多年的运行经验,从线路以后的供电可靠性、运行维护量着眼,确定本工程线路悬垂串、跳线串选用FXBW-35/70型复合绝缘子,耐张串选用U70BP/146D防污性瓷绝缘子。
3.5.2.2 耐张绝缘子串
耐张绝缘子串推荐采用盘型悬式瓷绝缘子U70BP/146D。 按《66kV 及以下架空电力线路设计规范》规定,
n ≥
n ≥
λUm
K e L O 1
4. 0⨯38. 5
=3. 42 45
n--直线杆塔绝缘子串的绝缘子片数; Um--线路系统最高电压,kV ; D--单位泄漏比距,cm/kV;
本工程线路导线耐张绝缘子串选用U70BP/146D瓷绝缘子2×4片成串,爬电比距为4.67cm/kV,满足要求。
绝缘子技术特性参数表
根据廊坊地区的设计和运行经验,对于位于d 级污区的输电线路,推荐悬垂串和跳线串均采用FXBW-35/70型复合绝缘子串。
复合绝缘子串技术特性参数表
子串,单联结构。跨越铁路、重要公路及35kV 线路,直线塔导线悬垂串采用单挂点双串。
为防止导线跳线风偏放电,跳线安装跳线绝缘串,依据国家电网公司输变电工程通用设计塔型跳线串安装原则,跳线串安装方式如下:线路耐张转角塔转角度数0°~20°时,内外角侧各加装1串跳线串;转角度数20°~40°时,内角侧不加装跳线串,外角侧加装1串跳线串;转角度数大于40°时,内角侧不加装跳线串,外角侧加装2串跳线串。
为防止鸟害事故,直线塔上导线悬垂绝缘串上方,转角塔上导线跳线绝缘子串上方,地线横担均加装防鸟刺。
3.5.3 绝缘子机械强度选择原则
按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB 50061-2010中有关规定,悬式绝缘子的安全系数见下表:
本线路海拔高度在5~15m 之间,根据国标DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的规定,海拔不超过1000m 地区架空送电线路绝缘子串及空气间隙采用下列数值:
雷电过电压: 0.45m 内过电压: 0.25m 运行电压: 0.10m
带电作业组合气象条件为15 C ,风速10m/s。带电部分对杆塔接地部分的校验间隙不小于1.0m, 考虑带电作业时人体活动范围为0.5米。
3.6、金具选择 3.6.1 选择原则
本工程采用的导线绝缘子串连接金具及地线金具, 原则上主要选用《国家电网公司输变电工程通用设计35kV 配电线路金具分册》(2013年版)中的金具,一些非标准金具随工程自行设计加工,但必须进行强度试验,并做热镀锌处理。
3.6.2 金具的安全系数
按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》, 金具的安全系数, 最大使用荷载情况不小于2.5, 断线﹑断联、验算情况不小于1.5。
3.6.3 金具选择结果
主要金具材料表
3.7、防雷与接地设计
3.7.1 线路经过地区的雷电活动情况
根据本工程对大城气象站雷暴日的统计,采用40日/年作为设计条件,并以此雷暴日数进行防雷保护设计。
3.7.2 防雷措施
为防止雷直击导线,全线架设1根OPGW 复合光缆作为防雷保护,地线对边导线的保护角不大于25°。导线和地线之间的净空距离在大气过电压无风情况下满足不小于0.012L+1米的要求(L 是档距)。
3.7.3
接地
本工程所有铁塔均需逐基接地。根据土壤电阻率的不同,分别采用方形环(矩形环)或方形环(矩形环)加放射线的接地装置。接地体的材料采用φ10圆钢,接地引下线采用Φ10圆钢。
铁塔工频接地电阻,雷雨季节干燥时不超过下表所列数值:
3.8、导线对地和交叉跨越距离 3.8.1导线对地距离
本工程全线为非居民区,导线对地距离,依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》不小于下表所列数值。
岩石之间的净空距离,在最大计算风偏情况下不应小于下列数值:
根据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》,该线路与被交叉跨越物的距离应符合下列要求:
3.8.3.1 树林、果园按跨越设计,零星树木在考虑树木自然生长高度后,导线对树净空距离不满足要求时可按砍伐处理,不得不分树木在档距中的位置按边线外一定距离砍伐通道。
《66kV 及以下架空电力线路设计规范》第16.0.4条明确规定,送电线路不应跨越屋顶为易燃材料做成的建筑物,对耐火屋顶的建筑物,亦应尽量不跨越。据此,本工程线下和边线两侧有碍运行安全的
房屋,按拆除考虑。耐火顶的房屋,如建设单位能取得当地政府同意跨越协议文件,则可以跨越,但导线与建筑物之间的垂直距离,在最大计算弧垂情况下,不小于下表所列数值:
于下表所列数值:
3.8.3.2 送电线路通过公路、水渠、田间道路,线下树木应砍伐通道。通道净宽度不小于线路宽度加主要树种高度的2倍。送电线路通过林区按跨越考虑。
在下列情况下,如不妨碍架线施工,可不砍伐出通道: (1)树木自然生长高度不超过2m ;
(2)导线与树木(考虑自然生长高度)之间的垂直距离,不小于4m 。
3.8.3.3 线路通过果林、经济作物不应砍伐出通道,导线与果林、经济作物以及街道、行道树之间的垂直距离,不小于下表所列数值:
依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》,本线路与弱电线路(不包括光缆和埋地电缆)交叉角不小于下表要求:
线路与弱电线路交叉角度
3.9、杆塔与基础 3.9.1 杆塔设计依据
《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-2010) 《架空送电线路杆塔设计技术规定》(DL/T 5154-2012) 《送电线路杆塔制图和构造规定》(DLGJ36-1997) 《电力测设计制图统一规定(结构部分)》(SDGJ46-84) 《国家电网公司输变电工程通用设计》
《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005) 3.9.2 杆塔
(1) 杆塔型规划和使用条件
根据选定的路径方案及沿线地形地貌特征,综合分析比较各类杆、塔型的技术条件、经济指标后,对本工程铁塔系列进行了规划。按一种气象条件V=25m/s、C=10mm选用以下塔型:
本工程共计使用通用设计06B2铁塔14基,其中单回耐张塔6基,单回直线塔8基。
各种塔型的使用条件详见“杆塔使用条件一览表”。
杆塔使用条件一览表
本工程规划的各种塔型均满足《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2012中有关荷载的规定和铁塔技术条件一览表中所列荷载条件的要求。
(3)杆塔设计
本工程杆塔制造应符合现行标准及按规定程序批准的技术要求进行。杆塔制造应遵守本技术原则并按规定程序批准的设计图纸的要求,严格按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010和《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2012进行,还应符合现行国家的有关标准的规定。
①杆塔材料
杆塔制造所用钢材应选用Q345、Q235,所选批次的钢材要有出厂合格证和抽检报告。
对自动焊和半自动焊应采用与主体金属强度相适应的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属抗拉强度不低于相应手工焊条的数值。
新建电力线路的杆塔,横担以下的塔身、塔腿部分各构件的连接螺栓应采用防盗螺栓,或采取其它防盗措施。当横担以下的塔身高度超过15m 时,防盗螺栓的使用高度不低于15m ;15米以上所有螺栓均需加装扣紧螺母,扣紧螺母采用离子渗镀锌防腐。
② 其它技术条件
铁塔主材上设置脚钉,间距400~450mm ,交错布置。 铁塔构件主要采用螺栓连接,塔脚及局部结构采用焊接。 所有杆塔构件均以热浸渡锌方式防腐,所有管材构件均应里外双
面热浸渡锌。杆塔热浸渡锌必须严格按照GB/T13912-2002金属覆盖层、钢铁制品热镀锌层技术要求进行。
3.9.3 基础 (1)基础选型
根据地质条件及已往工程的基础使用情况分析,结合本工程的实际情况,设计采用以下基础型式:铁塔基础采用现场浇制的主柱配筋阶梯式混凝土基础和灌注桩基础。以上基础在以往的线路工程中大量使用,具有丰富的设计、施工及运行经验。所采用的基础,详见“基础一览图。
(2)基础材料
直柱台阶式基础和灌注桩基础, 直柱台阶式基础采用C25混凝土,保护帽采用C15混凝土;灌注桩基础采用C30混凝土,保护帽采用C15混凝土。地脚螺栓及配筋采用HPB235钢。
(3)基础抗震验算
根据《中国地震烈度区划图》,本线路所经地区地震烈度为七度第二组,据《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)第7.0.1可知,当为8度及以下时,自立式铁塔及基础不进行抗震验算。
(4)基础防腐措施
参考附近线路勘察资料,结合本次现场勘察情况,沿线各类地基土均为非盐渍土,地基土对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋均为微腐蚀性影响,采用KV 防腐材料即可满足设计要求。
3.10、光缆通信
OPGW 光缆在改造的35kV 线路上同期建设,铁塔荷载在输电线路设计中统一验算。
光缆投运后,运行单位应加强运行维护,保证电力、通信线路的安全运行,发现问题,及时处理。
因原35kV 霸北线64#-67#段左侧5米处埋设有国防光缆,根据《国务院、中央军委关于保护通信线路的规定》中有关规定,本工程此段与国防光缆保持10米水平距离。另本线路2km 范围内,无重要的无线电通信设施及无线电军用设施。沿线对电视差转台等的距离要求均满足GBJ143-90《架空电力线路,变电所对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准》的要求。
4、环境保护及劳动安全
4.1 环境保护
线路在工程实施阶段应尽量予以保护,力求对其影响降至最低程度,主要预防措施如下:
(1)线路施工过程中务必做好保护生态环境的各方面工作,并在运输及基础开挖过程中尽量减少破坏植被。
(2)严格弃土行为,严禁施工队伍随意弃土,所弃土时必须运走。 (3)施工现场、营地和施工机械不得随意丢弃生产及生活垃圾。 (4)防患于未然,提高施工人员环保意识,禁止在施工范围之外人为砍伐树木、破坏草皮和植被。
(5)施工时应严格组织和编排施工措施,要严格遵守当地政府和环保部门有关规定,严禁随便开辟施工便道,力求对耕地的破坏程度降低对最低限度。
(6)施工过程中,注意保护塔基周围植被,减少对周围环境的破坏,施工完毕后,清除充土,恢复自然地形地貌,恢复植被,恢复方式以补播草种或移植草皮为主。
(7)施工所用的砂石料、开挖的土石方量及建筑材料应集中分段堆放,堆放区选在原始植被较好的地段,应铺设塑料油布或其他垫撑物和原始地表相隔离,以免造成原始植被的破坏,对已经造成破坏的待施工完后进行恢复。
4.2 劳动安全
(1)本工程对国家规定的有关防火、防尘、防爆及劳动安全与卫生等均符合要求。
(2)本工程建成以后的运行维护需严格遵守《电业安全工作规程》 (3)本工程施工时应严格遵守《电业安全工作规程》中的有关规定,落实好劳动安全措施,并在高空架线作业时制定安全措施,确保安全施工。
5、两型三新应用情况
建设“两型三新”输电线路的目的是:贯彻项目全寿命周期管理理念,推广应用新技术、新材料、新工艺,在确保输电线路功能可靠的前提下,节约走廊资源,保护周边环境,提高线路输送容量,降低建设和运行总体成本。
5.1 走廊规划
本改造线路工程将在设计过程中全面贯彻落实“全寿命周期的管理理念”,从线路规划入手,统筹兼顾,根据近远期的电网规划,结合当地城建规划,合理规划走廊,对已有的以及待建的相关设施在位置明确的情况下进行合理的避让。
5.2 路径
本改造工程线路路径选择,在原址附近新建,在尽量避开沿线的民房、林区的同时选择了离公路相对较近、交叉跨越最少、路径长度最短、走向最为合理的路径。
5.3 气象条件
在气象条件设计方面,从沿线的气象台站搜取切实详细的气象资料,并对其进行详细的分析和整理,得出可供本工程参照设计的气象数据,对铁塔规划、导、地线选型以及防振提供设计依据。
5.4 金具
在以往的输电线路工程中所用金具广泛采用了可锻铸铁,系磁性材料所作,具有良好的导磁性能,在交变磁场作用下产生磁滞和涡流损失,这种损失在整个线损中所占的比例可达整个线损的6-7%。
本改造线路工程在金具方面大胆的利用近年新研发的环保、节能、可靠的预绞式防振锤新型产品,切实从源头上解决线夹握力不足、滋滞和涡流损耗大、线夹松动、防振锤滑动等切实问题,达到节能、环保、安全经济的目的。
5.5 绝缘配合
在绝缘配合方面严格按照国家电网公司“绝缘到位、留有裕度”的绝缘配置理念,兼顾以后的运行维护,直线串、跳线串使用防污闪能力强、免维护、高质量、低价格的复合绝缘子,耐张串使用防污型瓷绝缘子,从根本上提高线路的绝缘水平,杜绝线路跳闸等事故的发生,节省人力、物力和财力,使经济和技术完全融合。
6、投资估算
6.1主要技术经济指标
6.2投资估算汇总表
7、项目涉及的拟拆除材料列表
本迁改工程拆除材料详见附表一《拟拆除材料列表》。
工程编号: 工程名称:霸北35kV 线路改造工程
设计阶段:可研阶段
霸北35kV 线路改造工程
可行性研究报告
霸州市电力设计有限责任公司
2015年11月
霸北35kV 线路改造工程 可行性研究报告
批 准: 审 核:
校 核:
编 制:
目 录
1、 工程概述 .............................................................................................................. 1
1.1 编制依据 ................................................................................................................ 1
1.2 工程概况 ................................................................................................................ 2
1.3 主要设计原则 . ......................................................................................................... 2
1.4 设计范围 ................................................................................................................ 2
2、项目必要性 . ............................................................................................................ 3
2.1 线路现状 ................................................................................................................ 3
2.2 必要性分析 ............................................................................................................. 3
2.3 政策适应性分析 ...................................................................................................... 4
2.4 线路改造的可行性 ................................................................................................... 4
3、工程设计方案.......................................................................................................... 5
3.1、线路路径方案 . ....................................................................................................... 5
3.2、工程水文地质概况 ................................................................................................. 7
3.3、气象条件 .............................................................................................................. 8
3.4、导线和地线 ......................................................................................................... 12
3.5、绝缘配合及绝缘子选择 ........................................................................................ 16
3.6、金具选择 ............................................................................................................ 20
3.7、防雷与接地设计 .................................................................................................. 21
3.8、导线对地和交叉跨越距离 ..................................................................................... 21
3.9、杆塔与基础 ......................................................................................................... 24
3.10、光缆通信 . .......................................................................................................... 26
4、环境保护及劳动安全 .............................................................................................. 27
4.1 环境保护 .............................................................................................................. 27
4.2 劳动安全 .............................................................................................................. 28
5、两型三新应用情况 ................................................................................................. 28
5.1 走廊规划 .............................................................................................................. 28
5.2 路径 ..................................................................................................................... 29
5.3 气象条件 .............................................................................................................. 29
5.4 金具 ..................................................................................................................... 29
5.5 绝缘配合 .............................................................................................................. 29
6、投资估算 .............................................................................................................. 30
6.1主要技术经济指标 ................................................................................................ 30
6.2投资估算汇总表 ................................................................................................... 30
7、项目涉及的拟拆除材料列表 .................................................................................... 31
1、 工程概述
1.1 编制依据
(1)《廊坊市电网“十三五”规划》
(2)《霸州市电网“十三五”规划》
(3)《国家电网公司输变电工程通用设计110(66)kV 输电线路分册》(2011年版)
(4)《国家电网公司十八项重大反事故措施》
(5)《电力系统设计技术规程》(DL/T 5429-2009)
(6)《35千伏~110千伏高压配电装置设计规范》(GB 50060-2008)
(7)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)
(8)《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010)
(9)《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 (DL/T 620-1997)
(10)《交流电气装置的接地》(DL/T 621-1997)
(11)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》( DL/T 5154-2012)
(12)《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)
(13)《架空送电线路对电信线路危险影响设计规程》(DL 5033-2006)
(14)《电气装置安装工程35kV 及以下架空电力线路施工及验收规范》(GB 50173-92)
(15)《国网冀北电力有限公司关于做好2016年度35千伏及以下配电网建设项目可研工作的通知》冀北电发展〔2015〕36号
1.2 工程概况
廊供霸州35kV 线路改造工程,本期改造段46#-54#、64#-35kV变电站构架,均沿原线路通道新建单回线路。
改造线路全长为2.768km ,其中46#-54#改造段线路长度
1.222km 、64#-霸州 35kV变电站构架改造段线路长度1.546km 。导线采用JL/GIA-240/30钢芯铝绞线,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。新建铁塔14基,其中耐张塔6基,直线塔8基。
拆除部分:原有旧线路2.768km ,其中水泥杆单杆16基,水泥双杆4基。
1.3 主要设计原则
1.3.1可行性研究应遵守国家的技术、产业政策,执行有关的设计规程和规定,符合国情、技术先进,并合理控制工程造价。
1.3.2项目建设符合冀北电网发展规划,并以电网规划为指导。
1.3.3本工程的设备材料均采用国网标准物料。
1.3.4本工程设计按照国家电网基建〔2010〕1617号文及国家电网基建〔2011〕58号文执行。
1.3.5线路设计采用国家电网公司输变电工程通用设计110(66)kV 输电线路分册(2011年版)中66kV 杆塔通用设计。
1.3.6本工程设计本着积极慎重的原则采用新技术、新设备,并在设计工作中考虑节省工程造价、缩短建设工期。综合考虑施工、运行、交通条件和线路路径等因素,做到安全可靠、经济合理。
1.4 设计范围
1.4.1廊供霸州 35kV线路改造工程的本体设计。
1.4.2配套通信光缆OPGW 的设计。
1.4.3本工程估算书的编制。
2、项目必要性
2.1 线路现状
35kV 霸北线起于霸州 110kV变电站,止于霸州 35kV变电站,线路全长为13.8km ,导线采用LGJ-95/15钢芯铝绞线。1991年与霸州 变电站同时投运,至今已运行近25年。2013年借石油线路建设,霸州 110kV变电站35kV 构架-46#段同塔架设并升级改造了8.8km ,导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。46#-75#段仍为旧线路,长度5km ,目前存在部分水泥杆开裂、导线老化、金具锈蚀等情况。
2.2 必要性分析
2.2.1满足地区电力增长需求
霸州 变电站当前为两台10MVA 的主变运行,由于区域内绿色、环保事业的发展,负荷提升较快。境内世嘉变电站(用户工程)正在建设中,规模也是2×20MVA ,将从35kV 霸北线T 接作为电源线路,原有线路已不能满足运行发展要求。
2.2.2提高供电可靠性
改造段线路为运行中的一段“瓶径线路”, 线路老化,线径细,不能满足负荷发展需求。现出线水泥杆开裂、导线老化、金具锈蚀等情况,曾经出现过倒杆、断线等事故。
线路路由涉及霸州 县东部和霸州 地区,线下近些年建筑物增多,树木生长较快,致使线路对树木及建筑物距离减少,不能满足安全运行的要求。
2.3 政策适应性分析
根据当地经济发展与逐步完善基础设施的要求,国家电力规范与国家电网公司要求,本工程符合“三通一标”(通用设计、通用设备、通用造价、标准工艺)的要求。线路路径选择方案注意尽量远离村庄,节约土地资源,保护生态环境,并服从廊坊市及霸州 县 “十三五”电网规划。
综上所述,为了满足霸州 区域负荷增长需求,缓解供电紧张的局面,提高线路运行安全系数和供电可靠性,对35kV 霸北线改造是非常必要的。
2.4 线路改造的可行性
(1)由于当地企业及居民迫切需要提高用电质量,保障供电可靠性,有当地政府的大力支持,工程实施的可行性相对较高。
(2)线路改造路径占用原有通道,避让了大范围经济林区,以及采用高塔有效的保证了树木不被大面积砍伐,降低了线路工程对生态环境的影响。
(3)在选线时,避开了城镇规划区、人口密集区,减少了跨越房屋及对生态环境的影响,保证了其今后的可持续发展。
(4)改造霸北线待王韩35kV 线路投运后实施,保障霸州 35kV变电站所带负荷的正常运行,维护经济利益不受损失。
3、工程设计方案
3.1、线路路径方案
3.1.1线路路径方案简述
根据现场踏勘及县供电局相关部门意见,本次改造线路利用现有线路走径。改造线路路径方案简述如下:
本工程线路改造段全部为单回线路架设,从35kV 霸北线46#-54#、64#-霸州 35kV变电站构架止。
线路路径简图如下:
由简图可知,本工程改造段全部采用架空线路,路径总长度为
2.768km 。按线路路径特性分为三部分,分述如下:
(1)原35kV 霸北线46#~54#段
本段采用06B2通用设计系列铁塔5基,拟建导线为JL/G1A-240/30,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。本段长度约为
1.222km 。
(2)54#-64#段
本段据霸州 县供电公司提供资料,已由房开商负责对此段的改造,本期不考虑改造,线路长度1.439km
(3)64#-霸州 35kV变电站构架段
本段采用06B2通用设计系列铁塔9基,拟建导线为JL/G1A-240/30,地线采用1根24芯OPGW 复合光缆。本段长度约为
1.564km 。
3.1.2 交叉跨越
主要交叉跨越情况如下表所示
3.2、工程水文地质概况
廊坊市位于河北省中部,北接首都北京,东邻海港城市天津,西与保定市接壤,南和沧州市毗邻,地处大北京和环渤海经济区腹地。
3.2.1 水文条件
廊坊市地处海河流域的中下游,地表水系较多,主要河流有子牙河、大清河、永定河、北运河、潮白河、泃河等,除泃河常年有少量地表泾流外,其他多为季节性河流,流量随季节性变化较大,有的经常处于断流干涸状态。南部地势低,洼淀较多,主要有文安洼、东淀、永定河泛区等,多为季节性分洪、蓄洪区。建国后,随着海河的治理,基本根除了洪涝灾害。因无大型地表蓄水工程,过境水利用率不高。
3.2.2 沿线地质条件 3.2.2.1 地形地貌
霸州 县地质构造属燕山褶断带。基底为太古潜山丘。受燕山强烈运动和华北平原沉降带的影响,地下100~200米形成了不规则的杂岩堆积群,为冀中拗陷构造,地层厚度为3000—5000米。地表属平原第四系地层。县境处干永定河冲积扇前缘地带,为永定河冲洪沉积物、堆积物形成的微倾斜平原。土地由灰黄、灰黑色、亚粘土夹细砂、粉砂组成,结构松散,地下10—30米有较为稳定的1~2个淤泥层,厚度3—5米不等。
由于永定河河床不断变迁,形成故道区、泛区地貌的基本轮廓。地势由北向南逐渐降低,北部最高点在眼兆屯,海拔28米,南部最低点在彩木营,海拔4.3米。永定河故道自县境西北碱铺、曹家务、双营、前第五至里澜城,形成高且宽的地上河床,长38公里,平均宽1.25公里,最宽处4.5公里,最窄处0.5公里,海拔高程15~28米,一般高出两侧地面1.5~6米。故道以东为永定河泛区,数十里
沙土区中缓岗、洼地,纵横交错分布,成为霸州 县地貌的显著特点。故道以西为大清河流域,地势平坦,平均坡度为1:2500。
3.2.2.2 地质条件
经现场勘查和收集的有关资料,本工程所经地区以粘土和沙质粘土为主。
3.2.2.3 地下水位
线路经过地区由于地质构造和地貌形态的控制,均为富水区,地下水资源较丰富,赋存于粘土中,主要受地大气降水补给,其次为侧向径流补给、河渠渗漏补给等影响,水位随季节有所变化,雨季埋深较浅。
沿线大部分水质较好,不会对构造物产生侵蚀作用。 3.2.2.4 地震烈度
根据国家标准《中国地震动参数区划图》(四百万分之一)(GB18306-2001),线路所经的廊坊市霸州 县地震动峰值加速度0.15g ,相当于地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2.2.5 矿产、文物压覆情况
根据收集资料和现场勘查,本工程无压覆矿产、无文物保护地区。 3.2.3 沿线交通情况
本工程线路位于廊坊市霸州 县境内,线路通道位于林区、农田地区,沿线有S237省道、乡村公路可以利用,交通较便利。
3.3、气象条件
3.3.1气象条件选择原则
①最大设计风速、基本高度、重现期的取值标准,依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010,4.0.11条的规定取
离地面10m 高处,30年一遇10min 平均最大风速做为设计的基准最大风速。
②其它气象要素的取值按照设计规程的有关规定。 ③充分考虑附近已建成线路的设计运行经验。 3.3.2资料来源和统计原则
霸州 县属北温带亚湿润气候区,属大陆性季风气候,年平均日照2740小时,年平均降雨540毫米,年平均气温11.5℃,年平均日照183天。四季分明,雨热同季。夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,春季干旱多风沙,秋季秋高气爽,冷热适宜。冬季多偏北风,夏季多偏南风,年平均风速多在1.5-2.5米。光热资源充足,雨热同季。
资料年限:使用1971~2000年连续30年实测气象资料进行统计。气象特征值如下:
常规项目资料统计年限为1971~2000年。
3.3.3各气象台(站)的原始资料
根据线路经过地区的地理位置和行政区域,选择了河北省霸州 县具有代表的气象台(站),收集了下列气象资料:年最高气温、年最低气温、年平均气温、历年最低气温月的平均气温、历年最大风速、年雷暴日数等。
最大风速资料记录年份及仪高和仪器高度一览表
根据上述台(站)的最大风速资料,经数理统计和分析,各气象台(站)30年一遇10m 高处10min 基本风速见下表。
根据华北电网生技[2008]7号《确保华北电网恶劣天气下安全稳定运行研讨会会议纪要》,本工程全线最大风速取25.0m/s。
3.3.5覆冰厚度
由于霸州 县气象站无导线覆冰观测项目,本工程采用廊坊气象站导线覆冰观测资料,线路覆冰厚度 (标准冰厚) 为3.0 mm,同时根据华北电网生技[2008]7号《确保华北电网恶劣天气下安全稳定运行研讨会会议纪要》,本工程采用导线设计覆冰厚度5mm ,地线设计覆冰厚度10mm 。
3.3.6其他气象要素
根据气象站的原始资料,采用极值法计算结果如下:
如地区年平均气温在3~17℃之内时,取与年平均气温值邻近的5的倍数值,因此,本工程年平均气温取10℃。
3.3.7推荐设计气象条件
综合上述原则,推荐本工程设计采用下表所示的气象条件。
3.4、导线和地线 3.4.1 导线选型
(1)35kV 霸北线本期改造段导线型号为LGJ-95/15钢芯铝绞线,目前霸州 110kV变电站-46#段导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。为了满足霸州 地区后期发展需要,及导线型号相匹配,本工程导线全部选用JL/G1A-240/30型钢芯铝绞线。现就JL/GIA-240/30型钢芯铝绞线的输送容量计算如下:
① 经济输送容量:
导线的计算铝截面为S=275.96mm2,若最大负荷利用小时取3000~5000小时,其经济电流密度规定为J=1.15A/mm2。
经济电流密度计算如下:
I =S×J=275.96×1.15=317.354(A) 经济输送容量:
S =U×I=×35×317.354=19239(kVA)=19.239(MVA) ②允许输送容量:
若导线在正常情况下的温度不超过70℃,事故情况下不超过90℃。按导线70℃,导线周围空气温度为25℃时,JL/GIA-240/30型导线的持续允许电流为I =610A ,当周围空气温度为40℃时,折减系数为A=0.81。则导线允许输送容量:
P =UIA =29.953(MVA)
③考虑霸州 35kV变电站终期规模安装2×10MVA 主变,若按主变负载率80%计算,霸州 35kV变电站供电负荷为16MVA 。因此,本工程选用JL/GIA-240/30型导线的输送能力完全可以满足要求。
(2)导线最大使用张力的确定:
按《铝绞线及钢芯铝绞线》,试验保证拉断力不小于计算拉断力的95%。导线安全系数采用2.5。
导线的塑性伸长对弧垂的影响按降温法处理。架线时按降低温度20℃补偿其初伸长对弧垂的影响。
本改造工程所用导线电气特性等参数见下表:
导线电气特性表
根据《66kV 及以下架空输电线路设计规范》(GB50061-2010)规定及所采用典型设计杆塔型号,本线路工程全线架设单地线。根据系统规划及通信要求,结合经济合理原则,地线采用OPGW 复合光缆,安全系数采用3.0。
OPGW 光缆选型原则:
①机械强度:OPGW 光缆和分流线的机械强度及使用条件,应满足在外过电压情况下档距中央导地线线间距离的要求,不增加地线支架的高度,同时也满足《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010)对地线的安全系数、平均运行应力的要求,并尽可能选用的OPGW 光缆与1×7-9.0-1270-B 钢绞线特性参数尽量一致。为了保证安全运行,最大使用张力为40%RTS 时,通信质量应无变化。具有良好的疲劳耐振特性,允许平均运行张力不应低于22%RTS 。
②单丝:OPGW 的承力部分由铝包钢丝组成。外层单丝直径,按不小于2.8mm 设计。处于同一层的单丝,直径应相同。
③热稳定和耐雷击:当环境温度为+40℃时,电力线发生单相接地故障,OPGW 应能经受瞬时大电流的冲击,机械特性不受影响,放置于光纤金属套管内的化合物不变质,光纤及光单元的标志颜色不褪色、不迁移。OPGW 应能承受DL/T832-2003规定的3级雷击试验,雷击OPGW 时通信质量不受影响。
当线路发生单相短路时,架空地线上出现短暂的大电流,此电流会产生热量而使OPGW 的温度升高。因为电流持续时间很短,发热过程可视为绝热状态,即所发热量不散发到周围环境中而全部用于提高电线的温度。当电线温度超过其允许温度,将会严重影响安全
运行,所以满足热稳定要求是确定OPGW 的重要条件。对OPGW 一般采用生产厂家提供的允许短路电流。
OPGW 的主要机械和物理特性:
根据以往工程经验和资料,列出OPGW 光缆的参考参数值如下表,实际参数将在招标采购中确定:
参数如下表所示:
中的参数,并根据本工程实际情况而初步确定,具体型式待在下一阶段设计工作中进一步确定。
3.4.3 导、地线防振措施 3.4.3.1 导线防振
为了充分利用导线的强度,其年平均运行张力均按其抗拉强度的25%进行设计。因此,根据《高压输电线路运行规程》规定,全线不论档距大小(进出线档除外),均采用防振锤进行防振,以减小或消除由于风振引起的导线疲劳损坏。
本线路工程导线采用预绞丝式防振锤,此防振锤比普通防振锤有以下优点:安装方便、安装成本低、安全可靠、免维护、防滑至、施工效率高,而且其使用寿命长,电磁损耗低,防电晕性能好,属节能性金具。
3.4.3.2 地线防振
OPGW 复合光缆架空地线防振锤待施工阶段厂家配套提供。 3.5、绝缘配合及绝缘子选择 3.5.1 污秽等级的确定
按照冀北电网有限公司《2014年冀北电力系统污区分布图》,线路所经地段为d 级污秽区。但设计时本着绝缘到位、裕度留够的原则,推荐本工程全线按e 级污区配置。
按《66kV 及以下架空电力线路设计规范》规定,中性点不直接接地系统地35kV 及以下线路e 级污秽区要求爬电比距应不小于4.0-4.5cm/kV。
根据国家电网公司部门文件-基建技术【2014】10号《国网基建部关于加强新建输变电工程防污闪等设计工作的通知》本线路绝缘按污区下限配置,爬电比距取4.0cm/kV。
图8:污区分布图
3.5.2 绝缘子型式及片数选择 3.5.2.1 绝缘子选型
本工程对国内常用的绝缘子型号进行对比,各种绝缘子的特点如下:
国内高压架空送电线路常采用瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子、合成绝缘子三种形式。三种绝缘子各有其优、缺点,分述如下:
a 瓷绝缘子
瓷绝缘子在线路工程中应用最为广泛,其优点是:价格便宜,绝缘性能良好,耐热、耐老化,安装简便,尤其是可设计成双伞群防污绝缘子,应用于严重污秽地区。主要缺点是:该种绝缘子可击穿型,随着运行时间的延长,其绝缘性能会逐渐降低,即产生老化。运行部门需定期进行零值测试。
b 钢化玻璃绝缘子
钢化玻璃绝缘子在线路工程中应用也较广泛,其优点是:机电性能稳定,属不老化型,其使用寿命取决于绝缘子金属附件的寿命;抗拉强度高(约为瓷绝缘子的2.2倍);有零值自爆特性,不需要零值测试,维护工作量小等。其主要缺点是:不能制作出双伞群防污绝缘子,其钟罩型防污钢化玻璃绝缘子由于自洁性能差,故不造用于严重污秽地区,再者其价格也相对较高,近年来在青海地区应用较少。
c 复合绝缘子
复合绝缘子是一种新型绝缘材料,在近十几年来得到快速的推广和应用。其优点是:强度高;重量轻;污闪电压高,防污性能好, 不需要零值测试等,属不击穿型,可大大减少运行维护工作量,安装方便。其缺点主要是:硅橡胶的老化以及对其长期运行性能还没有较成
熟的考核办法。由于复合绝缘子免维护和防污闪能力较强,我省在电网中已开始广泛推广使用复合绝缘子,在防污闪以及维护方面大大加强,得到了建设运行单位的肯定。
经对上述三种绝缘子从性能、价格、运行维护等诸多方面综合比较,借鉴和听取建设运行单位在该地区线路运行维护中多年的运行经验,从线路以后的供电可靠性、运行维护量着眼,确定本工程线路悬垂串、跳线串选用FXBW-35/70型复合绝缘子,耐张串选用U70BP/146D防污性瓷绝缘子。
3.5.2.2 耐张绝缘子串
耐张绝缘子串推荐采用盘型悬式瓷绝缘子U70BP/146D。 按《66kV 及以下架空电力线路设计规范》规定,
n ≥
n ≥
λUm
K e L O 1
4. 0⨯38. 5
=3. 42 45
n--直线杆塔绝缘子串的绝缘子片数; Um--线路系统最高电压,kV ; D--单位泄漏比距,cm/kV;
本工程线路导线耐张绝缘子串选用U70BP/146D瓷绝缘子2×4片成串,爬电比距为4.67cm/kV,满足要求。
绝缘子技术特性参数表
根据廊坊地区的设计和运行经验,对于位于d 级污区的输电线路,推荐悬垂串和跳线串均采用FXBW-35/70型复合绝缘子串。
复合绝缘子串技术特性参数表
子串,单联结构。跨越铁路、重要公路及35kV 线路,直线塔导线悬垂串采用单挂点双串。
为防止导线跳线风偏放电,跳线安装跳线绝缘串,依据国家电网公司输变电工程通用设计塔型跳线串安装原则,跳线串安装方式如下:线路耐张转角塔转角度数0°~20°时,内外角侧各加装1串跳线串;转角度数20°~40°时,内角侧不加装跳线串,外角侧加装1串跳线串;转角度数大于40°时,内角侧不加装跳线串,外角侧加装2串跳线串。
为防止鸟害事故,直线塔上导线悬垂绝缘串上方,转角塔上导线跳线绝缘子串上方,地线横担均加装防鸟刺。
3.5.3 绝缘子机械强度选择原则
按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB 50061-2010中有关规定,悬式绝缘子的安全系数见下表:
本线路海拔高度在5~15m 之间,根据国标DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中的规定,海拔不超过1000m 地区架空送电线路绝缘子串及空气间隙采用下列数值:
雷电过电压: 0.45m 内过电压: 0.25m 运行电压: 0.10m
带电作业组合气象条件为15 C ,风速10m/s。带电部分对杆塔接地部分的校验间隙不小于1.0m, 考虑带电作业时人体活动范围为0.5米。
3.6、金具选择 3.6.1 选择原则
本工程采用的导线绝缘子串连接金具及地线金具, 原则上主要选用《国家电网公司输变电工程通用设计35kV 配电线路金具分册》(2013年版)中的金具,一些非标准金具随工程自行设计加工,但必须进行强度试验,并做热镀锌处理。
3.6.2 金具的安全系数
按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》, 金具的安全系数, 最大使用荷载情况不小于2.5, 断线﹑断联、验算情况不小于1.5。
3.6.3 金具选择结果
主要金具材料表
3.7、防雷与接地设计
3.7.1 线路经过地区的雷电活动情况
根据本工程对大城气象站雷暴日的统计,采用40日/年作为设计条件,并以此雷暴日数进行防雷保护设计。
3.7.2 防雷措施
为防止雷直击导线,全线架设1根OPGW 复合光缆作为防雷保护,地线对边导线的保护角不大于25°。导线和地线之间的净空距离在大气过电压无风情况下满足不小于0.012L+1米的要求(L 是档距)。
3.7.3
接地
本工程所有铁塔均需逐基接地。根据土壤电阻率的不同,分别采用方形环(矩形环)或方形环(矩形环)加放射线的接地装置。接地体的材料采用φ10圆钢,接地引下线采用Φ10圆钢。
铁塔工频接地电阻,雷雨季节干燥时不超过下表所列数值:
3.8、导线对地和交叉跨越距离 3.8.1导线对地距离
本工程全线为非居民区,导线对地距离,依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》不小于下表所列数值。
岩石之间的净空距离,在最大计算风偏情况下不应小于下列数值:
根据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》,该线路与被交叉跨越物的距离应符合下列要求:
3.8.3.1 树林、果园按跨越设计,零星树木在考虑树木自然生长高度后,导线对树净空距离不满足要求时可按砍伐处理,不得不分树木在档距中的位置按边线外一定距离砍伐通道。
《66kV 及以下架空电力线路设计规范》第16.0.4条明确规定,送电线路不应跨越屋顶为易燃材料做成的建筑物,对耐火屋顶的建筑物,亦应尽量不跨越。据此,本工程线下和边线两侧有碍运行安全的
房屋,按拆除考虑。耐火顶的房屋,如建设单位能取得当地政府同意跨越协议文件,则可以跨越,但导线与建筑物之间的垂直距离,在最大计算弧垂情况下,不小于下表所列数值:
于下表所列数值:
3.8.3.2 送电线路通过公路、水渠、田间道路,线下树木应砍伐通道。通道净宽度不小于线路宽度加主要树种高度的2倍。送电线路通过林区按跨越考虑。
在下列情况下,如不妨碍架线施工,可不砍伐出通道: (1)树木自然生长高度不超过2m ;
(2)导线与树木(考虑自然生长高度)之间的垂直距离,不小于4m 。
3.8.3.3 线路通过果林、经济作物不应砍伐出通道,导线与果林、经济作物以及街道、行道树之间的垂直距离,不小于下表所列数值:
依据《66kV 及以下架空电力线路设计规范》,本线路与弱电线路(不包括光缆和埋地电缆)交叉角不小于下表要求:
线路与弱电线路交叉角度
3.9、杆塔与基础 3.9.1 杆塔设计依据
《66kV 及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-2010) 《架空送电线路杆塔设计技术规定》(DL/T 5154-2012) 《送电线路杆塔制图和构造规定》(DLGJ36-1997) 《电力测设计制图统一规定(结构部分)》(SDGJ46-84) 《国家电网公司输变电工程通用设计》
《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005) 3.9.2 杆塔
(1) 杆塔型规划和使用条件
根据选定的路径方案及沿线地形地貌特征,综合分析比较各类杆、塔型的技术条件、经济指标后,对本工程铁塔系列进行了规划。按一种气象条件V=25m/s、C=10mm选用以下塔型:
本工程共计使用通用设计06B2铁塔14基,其中单回耐张塔6基,单回直线塔8基。
各种塔型的使用条件详见“杆塔使用条件一览表”。
杆塔使用条件一览表
本工程规划的各种塔型均满足《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2012中有关荷载的规定和铁塔技术条件一览表中所列荷载条件的要求。
(3)杆塔设计
本工程杆塔制造应符合现行标准及按规定程序批准的技术要求进行。杆塔制造应遵守本技术原则并按规定程序批准的设计图纸的要求,严格按照《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010和《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2012进行,还应符合现行国家的有关标准的规定。
①杆塔材料
杆塔制造所用钢材应选用Q345、Q235,所选批次的钢材要有出厂合格证和抽检报告。
对自动焊和半自动焊应采用与主体金属强度相适应的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属抗拉强度不低于相应手工焊条的数值。
新建电力线路的杆塔,横担以下的塔身、塔腿部分各构件的连接螺栓应采用防盗螺栓,或采取其它防盗措施。当横担以下的塔身高度超过15m 时,防盗螺栓的使用高度不低于15m ;15米以上所有螺栓均需加装扣紧螺母,扣紧螺母采用离子渗镀锌防腐。
② 其它技术条件
铁塔主材上设置脚钉,间距400~450mm ,交错布置。 铁塔构件主要采用螺栓连接,塔脚及局部结构采用焊接。 所有杆塔构件均以热浸渡锌方式防腐,所有管材构件均应里外双
面热浸渡锌。杆塔热浸渡锌必须严格按照GB/T13912-2002金属覆盖层、钢铁制品热镀锌层技术要求进行。
3.9.3 基础 (1)基础选型
根据地质条件及已往工程的基础使用情况分析,结合本工程的实际情况,设计采用以下基础型式:铁塔基础采用现场浇制的主柱配筋阶梯式混凝土基础和灌注桩基础。以上基础在以往的线路工程中大量使用,具有丰富的设计、施工及运行经验。所采用的基础,详见“基础一览图。
(2)基础材料
直柱台阶式基础和灌注桩基础, 直柱台阶式基础采用C25混凝土,保护帽采用C15混凝土;灌注桩基础采用C30混凝土,保护帽采用C15混凝土。地脚螺栓及配筋采用HPB235钢。
(3)基础抗震验算
根据《中国地震烈度区划图》,本线路所经地区地震烈度为七度第二组,据《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)第7.0.1可知,当为8度及以下时,自立式铁塔及基础不进行抗震验算。
(4)基础防腐措施
参考附近线路勘察资料,结合本次现场勘察情况,沿线各类地基土均为非盐渍土,地基土对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋均为微腐蚀性影响,采用KV 防腐材料即可满足设计要求。
3.10、光缆通信
OPGW 光缆在改造的35kV 线路上同期建设,铁塔荷载在输电线路设计中统一验算。
光缆投运后,运行单位应加强运行维护,保证电力、通信线路的安全运行,发现问题,及时处理。
因原35kV 霸北线64#-67#段左侧5米处埋设有国防光缆,根据《国务院、中央军委关于保护通信线路的规定》中有关规定,本工程此段与国防光缆保持10米水平距离。另本线路2km 范围内,无重要的无线电通信设施及无线电军用设施。沿线对电视差转台等的距离要求均满足GBJ143-90《架空电力线路,变电所对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准》的要求。
4、环境保护及劳动安全
4.1 环境保护
线路在工程实施阶段应尽量予以保护,力求对其影响降至最低程度,主要预防措施如下:
(1)线路施工过程中务必做好保护生态环境的各方面工作,并在运输及基础开挖过程中尽量减少破坏植被。
(2)严格弃土行为,严禁施工队伍随意弃土,所弃土时必须运走。 (3)施工现场、营地和施工机械不得随意丢弃生产及生活垃圾。 (4)防患于未然,提高施工人员环保意识,禁止在施工范围之外人为砍伐树木、破坏草皮和植被。
(5)施工时应严格组织和编排施工措施,要严格遵守当地政府和环保部门有关规定,严禁随便开辟施工便道,力求对耕地的破坏程度降低对最低限度。
(6)施工过程中,注意保护塔基周围植被,减少对周围环境的破坏,施工完毕后,清除充土,恢复自然地形地貌,恢复植被,恢复方式以补播草种或移植草皮为主。
(7)施工所用的砂石料、开挖的土石方量及建筑材料应集中分段堆放,堆放区选在原始植被较好的地段,应铺设塑料油布或其他垫撑物和原始地表相隔离,以免造成原始植被的破坏,对已经造成破坏的待施工完后进行恢复。
4.2 劳动安全
(1)本工程对国家规定的有关防火、防尘、防爆及劳动安全与卫生等均符合要求。
(2)本工程建成以后的运行维护需严格遵守《电业安全工作规程》 (3)本工程施工时应严格遵守《电业安全工作规程》中的有关规定,落实好劳动安全措施,并在高空架线作业时制定安全措施,确保安全施工。
5、两型三新应用情况
建设“两型三新”输电线路的目的是:贯彻项目全寿命周期管理理念,推广应用新技术、新材料、新工艺,在确保输电线路功能可靠的前提下,节约走廊资源,保护周边环境,提高线路输送容量,降低建设和运行总体成本。
5.1 走廊规划
本改造线路工程将在设计过程中全面贯彻落实“全寿命周期的管理理念”,从线路规划入手,统筹兼顾,根据近远期的电网规划,结合当地城建规划,合理规划走廊,对已有的以及待建的相关设施在位置明确的情况下进行合理的避让。
5.2 路径
本改造工程线路路径选择,在原址附近新建,在尽量避开沿线的民房、林区的同时选择了离公路相对较近、交叉跨越最少、路径长度最短、走向最为合理的路径。
5.3 气象条件
在气象条件设计方面,从沿线的气象台站搜取切实详细的气象资料,并对其进行详细的分析和整理,得出可供本工程参照设计的气象数据,对铁塔规划、导、地线选型以及防振提供设计依据。
5.4 金具
在以往的输电线路工程中所用金具广泛采用了可锻铸铁,系磁性材料所作,具有良好的导磁性能,在交变磁场作用下产生磁滞和涡流损失,这种损失在整个线损中所占的比例可达整个线损的6-7%。
本改造线路工程在金具方面大胆的利用近年新研发的环保、节能、可靠的预绞式防振锤新型产品,切实从源头上解决线夹握力不足、滋滞和涡流损耗大、线夹松动、防振锤滑动等切实问题,达到节能、环保、安全经济的目的。
5.5 绝缘配合
在绝缘配合方面严格按照国家电网公司“绝缘到位、留有裕度”的绝缘配置理念,兼顾以后的运行维护,直线串、跳线串使用防污闪能力强、免维护、高质量、低价格的复合绝缘子,耐张串使用防污型瓷绝缘子,从根本上提高线路的绝缘水平,杜绝线路跳闸等事故的发生,节省人力、物力和财力,使经济和技术完全融合。
6、投资估算
6.1主要技术经济指标
6.2投资估算汇总表
7、项目涉及的拟拆除材料列表
本迁改工程拆除材料详见附表一《拟拆除材料列表》。