220kV电力线路改造与升级设计方案探讨

220kV电力线路改造与升级设计方案探讨

周然 

江苏东方宏达电力发展有限公司  江苏省南通226000

摘要：本文探讨了220kV电力线路改造与升级的设计方案，包括必要性分析、设计原则、设计方案和施工方案等内容。通过对电网负荷增长需求、现有线路运行状况和能源结构调整要求的分析，提出了安全可靠、经济合理、环境友好和前瞻性等设计原则。在此基础上，提出了线路走廊规划、导线型号选择、杆塔设计优化和绝缘子串件设计等具体方案。最后，介绍了施工准备、线路拆除、基础施工和架设施工等施工方案，为电力线路改造与升级提供了参考。

关键词：220kV电力线路；改造与升级；设计方案；施工方案

一、220kV电力线路改造与升级的必要性分析

(一)电网负荷增长需求

随着经济社会的快速发展,用电需求不断攀升,电网负荷逐年递增。现有220kV输电线路虽然起到了一定的供电作用,但在线路参数、输电能力等方面已难以满足日益增长的负荷需求。为确保供电可靠性和满足未来用电高峰,迫切需要对220kV线路进行改造升级,提高线路输电能力,增强电网供电能力。通过替换导线型号、优化杆塔参数设计等措施,可有效提高线路输电能力,为区域经济建设提供坚强的电力支撑。

(二)现有线路运行状况

经过多年的运行,部分220kV输电线路已出现不同程度的设备老化、设施破损等问题,导致线路输电能力下降,抗自然灾害和故障能力降低。线路绝缘水平有待进一步提高,存在潜在的安全隐患。同时,线路部分路段横跨城镇等区域,给周边居民生活带来一定的环境影响。

(三)能源结构调整要求

为应对气候变化,推进能源绿色低碳转型,我国正大力发展清洁能源,不断优化调整能源结构。风电、光伏等新能源日益成为重要的电力来源。220kV输电线路作为中压输电干线,承担着高效输送新能源的重要职责。因此,需要对现有线路进行适应性改造,提高新能源接入能力,促进清洁能源与大电网实现高效协调,为构建新型电力系统贡献力量。

二、220kV电力线路改造与升级的设计原则

(一)安全可靠原则

220kV输电线路事关电网安全稳定运行,关乎千家万户的用电需求。线路改造与升级设计必须遵循安全可靠为先的原则,从线路走廊规划、设备选型到施工建设的各个环节,确保系统具有较高的安全冗余和可靠性水平。设计时应充分考虑各种恶劣自然环境和潜在故障情况,通过优化防护措施和备用电源等,最大限度提高线路的抗风风险和恢复供电能力。

(二)经济合理原则

220kV线路改造与升级工程投资较大,必须在设计过程中充分体现经济合理性,做到因地制宜、科学决策、注重投资效益。一方面,设计时要权衡线路工程造价和未来运维成本,选择经济适用的导线型号和设备器材;另一方面,要合理规划线路走廊,尽量利用现有输电通道,减少新建工程量;同时还要注重线路运行的经济性,降低线损等运行成本。

(三)环境友好原则

220kV输电线路跨越较长距离,必然会对沿线的自然生态环境和人居环境产生一定影响。线路改造升级设计应当充分考虑环境保护要求,采用环境友好的设计方案,避免过度占用土地资源。在线路走廊和杆塔设置时,要规避生态敏感区域,不得擅自进入自然保护区;施工建设期间,要加强环境监测和污染防治,减少对环境的扰动和破坏。

三、220kV电力线路改造与升级设计方案

(一)线路走廊规划

合理的线路走廊规划是220kV线路改造升级设计的重中之重。规划时需要综合考虑地形地貌、环境影响、工程造价等多方面因素,坚持因地制宜、科学决策。要尽量沿用原有走廊,减少新建线路对环境的干扰,避免重复占用土地资源。对于跨越城镇等敏感区域的路段,可适当调整走向,远离人口密集区。在不改变线路总体走向的情况下,可通过局部路由微调,避开自然保护区等生态敏感区。

(二)导线型号选择

在220kV线路改造升级中,导线是最关键的线路设备。导线型号的选择直接关系到线路输电能力和工程造价。设计时既要满足负荷增长需求,保证充足的输电能力;又要控制合理的工程投资，避免资源浪费。可遵循以下原则:首先,依据负荷预测情况，计算确定所需最小导线截面积；

(三)杆塔设计优化

杆塔是220kV线路的骨干设施,其设计直接影响着线路工程造价和运行安全。一方面,要优化杆塔设计结构,采用合理的基础形式和尺寸,确保杆塔整体稳固牢靠,满足各类工况下的安全要求;另一方面,还要控制造价,降低施工和运维成本。可通过建模分析、数值模拟等手段优化杆塔结构和尺寸参数,实现轻量化、标准化设计。对于跨越复杂地形的线路,还要优选合适的杆型,如斜拉杆等。

(四)绝缘子串件设计

绝缘子串件关系到220kV线路的绝缘性能和防污闪性能。设计时需要根据线路所处区域的环境特征、污秽程度、雷电活跃度等,科学选择绝缘子型号和组串配置方式。在一般工业与农村地区,可采用较常规的玻璃绝缘子和加长串件配置;在沙尘暴频发、盐雾腐蚀严重的地区,则更适宜采用抗污闪性能更佳的聚合物绝缘子,并配备绝缘挂件等附加设施。对于高雷暴区,可采用增加串塔距或加装避雷导线等措施,提高防雷性能。

四、220kV电力线路改造与升级施工方案

(一)施工准备

220kV线路改造升级工程项目庞大、施工环节复杂,必须高度重视施工准备工作。首先,要组建经验丰富的施工管理团队,制定详细的施工作业指导书和应急预案。其次,要落实各项施工准备工作,做好施工用具、材料设备的采购调运,确保工期供应;合理规划施工道路及便道,处理好沿线植被清理问题;办理好征地手续,解决施工场地无闲置[1]。再次,还要积极做好协调沟通工作,就涉及的输电线路检修、交叉跨越等事宜与相关单位达成一致;并向沿线居民通报施工计划,维护双方合法权益,为顺利施工创造良好环境。

(二)线路拆除

220kV线路改造升级首先需要对原有线路设施进行拆除。拆除作业时序需合理安排,避免对现有供电线路造成干扰。一般先对空线进行拆除,将导线、地线卷绕收集;然后对架空线路相关设施逐一拆卸,包括绝缘子串、灯号架、避雷线等附着物,注意分类存储[2]。最后对杆塔整体进行拆除,合理利用原材料。拆除作业中需格外注意安全,要遵守作业流程,规范使用施工机具,加强临时用电管理,防止安全事故发生。

(三)基础施工

在原线路基础基本上做必要的拆除和回填,重新采用钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等基础形式。施工过程中需密切关注地质条件,如遇地质不良情况要及时调整方案。混凝土浇筑前要严格检查模板、钢筋、垫层和接地装置等,确保基础质量。尤其在城市地区和公路沿线施工时,要加强安全防护,采取专业的降噪、防扬尘等措施,避免对周边环境造成污染和干扰[3]。

(四)架设施工

施工前需对架设线路进行详细的勘察和测量，确定架设的位置和高度。然后，根据设计方案，准备好所需的材料和设备，包括杆塔、导线、绝缘子等。同时，组织好施工人员，确保施工人员具备相关的资质和技能。在实际施工过程中，首先进行基础的打桩和浇筑工作，确保杆塔的牢固稳定。接着，按照设计要求进行杆塔组装和架设，注意安全防护措施，确保施工人员的安全。同时，要根据地形地貌的不同，合理调整杆塔的位置和高度，以确保线路的平稳通行和安全运行。在导线的架设过程中，需要严格按照设计要求进行，保证导线的张力和垂直度。同时，要注意防止导线的绞杂和碰撞，确保导线的质量和安全性。

结语

本文系统地探讨了220kV电力线路改造与升级的设计方案，涵盖了必要性分析、设计原则、具体设计方案以及施工方案等内容。通过对电网负荷增长需求、现有线路运行状况和能源结构调整要求的分析，提出了符合安全可靠、经济合理、环境友好和前瞻性原则的设计方案。同

参考文献

[1] 曹航,张立惠.110kV集合禹线临时电缆过渡改造方案[J].电力设备管理, 2023(14):21-23.

[2] 韦鸿党.110kV电力线路设计及施工技术的探讨[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2023(5):3.