110kV双回线路改造工程可行性研究报告

110kV 三西 双回线路 接地装置 改造工程 可行性研究报告 张家口 XX 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 第 i 页 张家口先行电力设计有限公司 目 录 1工程概况 . 错误 !未定义书签。 2.工程建设的必要性 . 2 2.1 工程改造区域介绍 . 错误 !未定义书签。 3送电线路路径选择及 工程设想 . 3 3.1 榆东闫东 110kV 线路改造工程路径选择 . 3 3.2 气象条件 . 8 3.3 导线和地线 . 9 3.3.1 导线选型 . 9 3.3.2 地线选型 . 9 3.4 污区划分及绝缘配置 . 10 3.5 接地设计 . 11 3.6 导线对地及交叉跨越距离 . 11 3.7 杆塔和基础 . 11 3.8 典型设计的模块选择 . 13 3.9 主要工程技术指标 . 14 4.工程投资估算 . 15 4.1 主要工程量 . 15 4.2 估算编制依据 . 15 4.3 估算编制说明 . 16 4.4 估算主要指标 . 16 110kV 三西双回线接地装置 改造工程 可行性研究报告 第 2 页 张家口先行电力设计有限公司 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 110kV 三西双回线接地装置 改造工程 可行性研究报告 第 3 页 张家口先行电力设计有限公司 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： 110kV 三西双回线接地装置 改造工程 可行性研究报告 第 4 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 第 5 页 张家口先行电力设计有限公司 图 1：地理位置示意图 21# 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# 110kV 三西双回线接地装置 改造工程 可行性研究报告 第 6 页 张家口先行电力设计有限公司 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 第 7 页 张家口先行电力设计有限公司 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： 670 1100m 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 3 1 5 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 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 8 页 张家口先行电力设计有限公司 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。 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 9 页 张家口先行电力设计有限公司 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 +40 0 0 最低温度 -30 0 0 年平均气温 +5 0 0 覆冰 -5 10 10 最大风速 -5 30 0 大气过电压 +15 10 0 操作过电压 +15 15 0 安装情况 -10 10 0 3.3 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 mm2 275.96 外径 mm2 21.60 铝股数 /每股直径 股数 /mm 24/3.60 钢股树 /每股直径 股数 /mm 7/2.40 铝股总截面 mm2 244.29 钢股总截面 mm2 31.67 单位重量 kg/km 922.2 弹性模量 N/mm2 73000 线膨胀 系数 1/ 19.6-6 计算拉断力 N 75620 3.3.2 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 mm2 46.24 外 径 mm2 8.7 单 位 重 量 kg/km 367.1 弹 性 模 量 N/mm2 185000 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 10 页 张家口先行电力设计有限公司 线膨胀系数 1/ 11.5-6 破断拉力总和 N 63350 3.4 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/146 FC10P/146 高度（ mm） 146 146 盘径（ mm） 255 255 爬电 距离（ mm） 400 400 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 16A 16A 额定机械负荷（ kN） 70 100 单位重量（ kg） 4.60 4.60 3.4.2.5 金具选择 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 11 页 张家口先行电力设计有限公司 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”： SZ3塔S J 2 塔27 2 9648 19296S J 4 塔 S J 3 塔编 号型号及名称 呼 称 高 （ m ）基 数重 量 （ k g ）一件 小计178.6tSZ31234536 1SJ4SZ32424411897184831189773932合计： 12基 总重：杆塔一览图名 称2SJ22414084 28168SJ33 1509545285图 3：杆塔一览图 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 12 页 张家口先行电力设计有限公司 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/T5154-2002 3.7.1.3 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 400 450mm。 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 1 1H-SZ3 30-36 500 700 0 30 10 2 1H-SJ2 24 450 700 40-60 30 10 3 1H-SJ3 24 450 700 60-90 30 10 4 1H-SJ4 24 450 700 40-60 30 10 3.7.2 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 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 13 页 张家口先行电力设计有限公司 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 23.825.8 2730 220400 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/T5219-2005 3.7.2.4 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： 234 ? 1 61 6 ? 1 6456 ? 6 3 2 06 ? 6 3 2 02 2压 腿 C D 立 面 图M 1 : 3 51200500500500505001602003400拉 腿 A B 立 面 图M 1 : 5 0100050050050500135200压 腿 C D 立 面 图M 1 : 5 015 6 01 : 3 水 泥 沙 浆C 1 0 保 护 帽2 3 0991100500500500505001802003300234 ? 1 82 0 ? 1 8456 ? 6 3 6 06 ? 6 3 6 01 1拉 腿 A B 立 面 图M 1 : 5 015 6 01 : 3 水 泥 沙 浆C 1 0 保 护 帽1 8 579800500500505001352002500234 ? 2 21 2 ? 2 2455 ? 6 4 0 05 ? 6 4 0 02 2压 腿 C D 立 面 图M 1 : 5 016 4 01 : 3 水 泥 沙 浆C 1 0 保 护 帽2 5 01 0 71000600600600506002002003600234 ? 2 62 0 ? 2 6456 ? 6 4 0 06 ? 6 4 0 01 1拉 腿 A B 立 面 图M 1 : 3 516 4 01 : 3 水 泥 沙 浆C 1 0 保 护 帽2 3 09910006006005060018020030005 6 01 : 3 水 泥 沙 浆C 1 0 保 护 帽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，图 4：基础一览图 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 14 页 张家口先行电力设计有限公司 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 -30 30m/s 10mm 1H 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-50 1H 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-SZ3 500m 700m 0 0 1H-SJ2 450m 700m 400/200 20 -40 1H-SJ3 450m 700m 400/200 40 -60 1H-SJ4 450m 560/140m 400/200 60 -90 3.9 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-50 3.9.1 导地线及基础指标 项目：榆东闫东 110kV 线路改造工程 榆东闫东 110kV 线路改造工程 可行性研究报告 第 15 页 张家口先行电力设计有限公司 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;