_800kV直流特高压输电线路的设计

� 800 kV直流特高压输电线路的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 李勇伟1 , 周 � 康1 , 李 � 力2 , 何 � 江3 ( 1.中国电力工程顾问集团公司,北京 100011; 2. 中国电力工程顾问集团西南电力设计院,成都 610021; 3.中国电力工程顾问集团华东电力设计院,上海 200063) 摘 � 要: � 800 kV直流输电是国际上输电电压等级最高、技术最先进的直流输电方式。 � 800 kV 直流线路设计没 有现成的经验可供参考。为满足工程建设需要,合理确定技术原则和建设 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,需要全面研究和分析与工程建设有 关的主要设计原则。结合向家坝-上海直流输电工程,介绍了特高压直流线路设计的主要研究成果,包括气象条件、结 构可靠度、导线选择、地线选择、绝缘子选型、绝缘子串及金具、绝缘配合、导线对地及交叉跨越距离、极导线排列方式 和走廊宽度等。同时给出了大量 � 800 kV 特高压直流线路的基本设计条件、主要设计参数以及向家坝-上海直流线 路的技术特点、单位 km 长度线路的杆塔质量、混凝土量等工程量指标。通过我国第 1 条输送功率达 6400 MW 的特 高压双极直流输电线路的设计实践,证明 � 800 kV 特高压直流线路技术上是可行的, 经济上是合理的。 关键词: � 800 kV ; 直流; 特高压; 双极; 输电线路; 设计 中图分类号: T M721 文献标志码: A 文章编号: 1003-6520( 2009) 07-1518-08 Design of � 800 kV DCUHV Transmission Line LI Yong-w ei1 , ZHOU Kang 1 , L I L i2 , HE Jiang 3 ( 1. China Pow er Eng ineering Consult ing Group Co rpo ration, Beijing 100011, China; 2. China Pow er Engineering Consult ing Group South West Elect ric Pow er Design Institute, Chengdu 610021, China; 3. China Pow er Engineering Consulting Gr oup East China Electr ic Pow er Design Inst itute, Shanghai 200063, China) Abstract: It is necessary to study and analy ze main design principle of � 800 kV DC Transmission sy stem in order to ascert ain technical pr inciple and standard as well as meet the requirements of pr oject const ruct ion. On the basis o f Xiangjiaba-Shanghai DC T ransmission L ine Pro ject, w e discussed the primary design principle of UH VDC overhead transmission line design, including atmospheric parameter s, reliability of structure, selection of bundle conductor o f po lar , selection o f gr oundw ire, selection of insulato r type, insulator set and fitting , insulation co-ordination of air gap on the tow er, po lar conducto r height to the g round, polar conducto r height cr ossing over the obstacles on the gr ound, polar conducto r configur ation on the tow er and w idt h of ROW etc. We also pr ovided same info rmation in relat ion to the � 800 kV Xiang jiaba-Shanghai T r ansmission Line P ro ject, such as br ief intr oduction to the Project, main technical scheme, impor tant design data, technical character istic, estimated per kilometer tower w eight, per kilometer concrete v olume o f foundat ion etc. By practice of designing X iang jiaba-Shanghai DC bipola r o verhead transmission line pro ject w ith 6400 MW transmission power , it is v erified that � 800 kV DC Transmission line is feasible in technique and reasonable in econom y. Key words: � 800 kV; DC; UH V ; bipolar; transmission line; design 0 � 引言 向家坝 � 上海直流线路是我国第 1 条电压为 � 800 kV, 输送功率达 6400 MW 的特高压双极直 流输电线路。工程起自位于四川省的复龙换流站, 止于位于上海的奉贤换流站,线路全长约 1907 km。 线路沿线地形包括平原、丘陵和山地, 海拔高度 0~ 1580 m。线路在湖北省和安徽省境内 4次跨越长江。 国家电网公司是本工程的业主单位,中国电力 工程顾问集团公司及其 6大直属设计院以及另外 11家省院是工程的设计单位。工程前期的基础研 究工作由中国电力科学研究院、国网电力科学研究 院、中国电力工程顾问集团公司和一些全国著名的 高等院校共同完成 。 工程可行性研究于 2005年完成, 初步设计 [ 1]于 2008年 7月完成,施工图设计和现场施工正在进行 中,计划投产时间为 2010年。本文结合该工程, 介 绍 � 800 kV 直流特高压输电线路的设计。 1 � 气象条件及结构可靠度目标 输电线路的主要设计气象条件是基本设计风速 和设计覆冰。 本工程设计在选取气象条件时,统计了沿线气 象台站的观测资料,结合�全国基本风压分布图�风 �1518� 第 35卷 � 第 7期 2009年 7月 31日 高 � 电 � 压 � 技 � 术 High Voltage Engineering Vol. 35 No. 7 July 31, 2009 � � 压推算值,以及线路沿线风、冰灾调查情况, 参考现 有 500 kV线路的设计和运行经验 [ 2] , 并进行了�杆 塔结构可靠度�专题研究,综合考虑线路可靠性和经 济性确定了如下的设计气象条件。 计算导地线张力和塔身风压时,基于10m 对地 高、10 m in时距的设计风速,重现期取 100年一遇, 且全线风速最小值�27 m/ s。 根据上述原则, 并结合各冰区、风区的划分和归 并,全线共分为 27、28、30、32、和35 m/ s等 5个风区 以及 10、15、20和 30 mm 等 4个冰区。 考虑到工程的重要性, 铁塔计算时结构重要性 系数取 1. 1, 使得可靠性指标达到 ��3� 7, 比现有 500 kV线路的 ��3� 2提高一个等级。 本设计对铁塔荷载条件和荷载组合进行了深入 研究,详细分析了不同荷载条件和荷载组合对铁塔 重量和工程造价的影响, 提出了兼顾安全性和经济 性的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 , 有关结论已纳入� � 800 kV 直流输 电线路设计技术规程�(送审稿) [ 3]。 2 � 极导线选择 导线选择的基本目标是在满足各种技术性能要 求和环境限制条件下获得最为经济的导线束方案。 一般情况下导线选择应综合考虑输送容量、功 率损耗、导线允许发热、机械特性、工程造价和电磁 环境要求。就 � 800 kV 特高压线路而言,由直流电 晕引起的电磁环境问题更是极其重要的因素, 甚至 是导线选择和极导线布置的控制因素。直流电晕可 产生无线电干扰、可听噪声、电晕损耗、地面合成电 场和地面离子电流等问题。工程设计中通过分析国 内外现有 � 500 kV 线路的运行经验,结合工程前期 科学研究结论[ 4] ,最终采用了如下的设计原则: 1)海拔高度� 1000 m 时,正极性导线外 20 m 处, 测量频率 0�5 MHz的双80%无线电干扰值 � 58 dB。 2)海拔高度< 1000 m 时, 正极性导线外 20 m 处,可听噪声中值( L50) � 45 dB。 3)在非居民区,地面合成场强和离子电流密度 分别 � 30 kV/ m 和 100 nA/ m2 ;在居民区,地面合成 场强和离子电流密度分别 � 25 kV/ m 和 80 nA/ m2。 4)当线路临近有人居住的民房时, 湿导线条件 下的民房所在处地面综合场强 � 15 kV/ m 。 根据上述基本原则,对分裂根数为 4~ 8、单根 截面积为 500~ 900 mm2的多种导线组合方案进行 了分析计算。结果表明,当分裂根数�6、单根截面� 630 mm2时,导线方案可满足电磁环境限值的要求。 在考虑工程投资、电能损耗等因素的条件下, 采 用年费用最小法进行综合技术经济比较,结果表明, 6 � LGJ-720/ 50、分裂间距为 450 mm 的导线方案经 济性较好。 根据导线选择结果,综合考虑无线电干扰、可听 噪声和地面合成场强的限值要求, 确定本工程的导 线方案为 6 � LGJ-720/ 50, 双极线路极间距为 22 m, 最小导线对地高度为 18 m。 2007年 6月,中国电力科学研究院以同样技术 方案建成了试验线段。通过长时间试验观测,认为 无线电干扰水平约 50 dB, 可听噪声水平约 41 dB, 大多数情况下合成场强< 30 kV/ m。 试验表明,本工程导线组合方案满足输送容量 和电磁环境限值的要求。 重冰区对导线的机械性能有特殊要求。重冰线 路设计和运行经验表明,由于冰凌荷载大,导线承受 拉应力很高,如果此时再叠加较大的不平衡张力,则 将在线夹出口处出现导线断股现象[ 5]。通过对钢芯 铝绞线、钢芯铝合金绞线等方案进行技术经济比较, 结合重冰区线路的运行经验,最终在 20 mm 重冰区 采用与轻冰区相同的导线方案, 30 mm 重冰区则采 用 6 � AACSR- 720/ 50钢芯铝合金绞线。 3 � 地线选择 地线应满足机械特性、短路热容量、耐雷击性 能、防腐蚀、电力系统通信等技术要求。对于 � 800 kV 特高压直流线路, 因极导线感应电压而产生的 地线电晕也应予以控制。 为估算电晕对地线直径选择的影响, 应计算地 线表面场强 E m和估计地线直流起晕场强 E0。为使 地线电晕较极导线更加难以产生, 应对 Em / E 0给予 必要的限制。通过对上述各种因素的综合分析认 为,电晕限制条件是地线直径选择的控制因素。考 虑到地线应具有更好的耐腐蚀性能, 以及耐雷击断 股单丝直径�3 mm 的要求, 最终轻冰区采用直径 为 17 mm的 JLB20A-180铝包钢绞线, 20 mm 重冰 区采用 JLB20A-180 铝包钢绞线, 30 mm 重冰区选 用 JLB20A-240 铝包钢绞线。为满足系统通信要 求,另一根地线采用具有类似特性的架空地线复合 光缆( OPGW)。 由于直流线路正常运行时导地线间不存在电磁 感应,地线无需如交流线路一样采用绝缘运行方式。 但在上海受端站附近, 由于路经条件的限制,不得不 直接跨过 � 500 kV 宜华直流工程的腰泾接地极。 为减小接地极单极运行时对本线路的腐蚀影响, 28 km 长度的地线和 OPGW 采用了分段绝缘、单点接 地设计方案。 �1519�� 2009年 7月 高 � 电 � 压 � 技 � 术 第 35卷第 7期 4 � 绝缘子型式及片数选择 绝缘配合应使线路能在工作电压、操作过电压 和雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。 国内外 � 500 kV 直流输电线路的设计和运行 经验表明[ 6, 7] , 绝缘子型式和绝缘子片数的确定与 线路沿线的污秽条件直接相关。 为确定工程沿线污秽分布情况, 设计单位对沿 线 2 km 走廊内的污源情况进行了详细调查, 中国 电科院对沿线已建线路的污秽组成等进行了调查和 分析并完成了� � 800 kV 向家坝- 上海直流输电线 路沿线污秽调研与测量�报告。 对盐密值 �ESDD和灰密值 �NSDD的调查分析表明, 由于大量水泥厂、钢铁厂、化肥厂、各等级公路等污 源的存在,沿线污秽十分严重。根据全线统计分析, 轻、中、重三类污区及其长度和设计参数如表 1所示。 通过对盘式瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子和悬式 棒形复合绝缘子特点的分析, 结合全线塔型规划, 确 定工程轻冰区悬垂串采用合成绝缘子, 耐张串采用 盘式绝缘子。考虑重冰区受力条件比较严酷, 而且 合成绝缘子对改善覆冰闪络无明显效果, 重冰区段 悬垂串和耐张串均采用盘式绝缘子。 利用航片及计算机优化排位程序统计分析得 到,悬垂串需采用单联和双联 210、300、400 和 530 kN 机械强度的绝缘子, 而且 300 kN 和 400 kN 产 品适用于 90% 以上的塔位。为简化设计,工程用绝 缘子确定为 300、400和 530 kN 3种强度等级。 基于直流污闪电压与绝缘子片数呈线性关系的 基本原则,分别采用污耐压法[ 8, 9] 、爬电比距法和按 � 500 kV线路设计运行经验外推的方法进行绝缘 子片数分析,结果表明对应 3种污区的 300 kN(结 构高度 H = 195 mm)钟罩型� V�型悬垂串绝缘子片 数分别多达 56、70和 81片,而 400 kN(结构高度H = 205 mm)片数更是多达 61、74和 81片。两种情 况对应的绝缘子全长分别为 10� 9、13� 6和 15� 8 m, 或者 12� 5、15� 2和 16� 6 m。如此长的绝缘子串使 得杆塔尺寸较大,从而大大增加塔材耗量和工程造 价,是难以接受的。研究表明,合成绝缘子有优良的 耐污性能,对应相同的污耐压值, 串长可以明显缩 短。因此工程设计方案为全线直线塔采用合成绝缘 子。对于耐张塔, 3种污区则分别采用 61、74和 81 片 400 kN瓷绝缘子。 尽管三伞型绝缘子在相同条件下的积污较钟罩 型绝缘子明显少,绝缘子串片数因此较钟罩型少, 但 由于三伞型绝缘子价格明显高于钟罩型, 而耐张串 绝缘子片数对塔头尺寸影响不明显,因此耐张串采 表 1� 污区划分及设计参数 Tab. 1� Pollution area and design values 污区 �ESDD / ( mg � cm- 2 ) �NSDD / ( mg �cm - 2) 上下表面 积污比 长度/ km 轻 0. 05 0. 30 1: 5 369 中 0. 08 0. 48 1: 8 606 重 0. 15 0. 90 1: 10 932 用钟罩型绝缘子。 直线塔合成绝缘子根据污区和海拔的使用条 件,分为 10� 5、11� 5、12 m 3种结构高度。为了均匀 合成绝缘子高压侧邻近端部金具处硅橡胶护套上的 场强,采用了双均压环。其中小均压环用于限制绝 缘子护套上的最大场强, 而大均压环用于避免小均 压环起晕,同时也在大范围内为合成绝缘子均压以 及屏蔽下方金具使其不起电晕。 重冰区绝缘子片数按单位绝缘子串长度的冰闪 电压�67 kV/ m进行设计[ 10] ,且须同时满足不覆冰 时绝缘子串污耐压的要求。300 kN 盘式绝缘子片 数在海拔高度 1000、1500、2000 m 时分别为 61、63、 65片, 400 kN 盘式绝缘子片数在海拔高度 1000、 1500、2000 m 时分别为 61、64、66片。 5 � 绝缘子串及金具 为减小走廊宽度、提高可靠性和节约投资, 直线 塔悬垂串和耐张塔跳线采用 V 型合成绝缘子串,根 据不同荷载的要求, 包括单 V、双 V 串。悬垂串绝 缘子机械强度分为 300、400和 530 kN, 210 kN 绝 缘子用于跳线串。 10~ 20 mm 覆冰区耐张塔采用三联 400 kN水平 布置的瓷绝缘子串, 30 mm 覆冰区采用同样布置的 550 kN绝缘子。绝缘子串三联水平布置的目的是增 强运行中雨和风的自然清洗效果,提高耐污能力。 为了改善沿绝缘子串的电位分布、限制金具起 晕,西安交通大学和清华大学等单位进行了细致的 三维数字分析,分析计及了杆塔结构的影响以及极 间的相互影响。工程用典型绝缘子金具串型如图 1 所示。 双联及多联绝缘子串联间距由绝缘子串电气和 机械特性确定,需在机械性能满足安全运行的前提 下,根据双联结构的污闪电压基本不低于单联结构 的污闪电压的要求确定。对应盘径约为 400 mm 的 轻冰区大吨位绝缘子, 推荐悬垂绝缘子串及耐张绝 缘子串联间距为 650 mm。重冰区悬垂绝缘子串联 间距取 800 mm,耐张绝缘子串联间距取 1000 mm。 �1520� July 2009 H igh � Voltage � Engineering Vol. 35 No. 7 � 图 1 � 典型绝缘子串金具图(单位: mm) Fig. 1� Typical insulator sets 图 2 � 典型刚性跳线( 160 kV合成绝缘子双联�型跳线串装图) (单位: mm) Fig. 2� Typical rigid jumper 由于悬垂绝缘子串未加装屏蔽环, 所有导线悬 垂线夹需满足防晕要求。为在重冰区充分保护导 线,悬垂线夹为预绞丝型( AGS)。 为提高空气间隙可靠性和减轻耐张塔重量, 设 计采用刚性跳线。根据不同区段的具体要求, 在轻 冰区和重冰区, 分别采用了铝管式和鼠笼式钢性跳 线。典型的铝管式刚性跳线如图 2所示。 6 � 杆塔空气间隙 对应直流工作电压和操作过电压的杆塔空气间 隙,通过分析实际最高工作电压、操作过电压并利用 空气间隙临界放电电压特性确定。对应最高直流工 作电压 816 kV (以此为基准) , 线路操作过电压标么 值取 1� 7,带电作业过电压标么值取 1� 85, 3种电压 下工程杆塔空气间隙值见表 2[ 11, 12]。 直流工作电压的50%放电电压由以下 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 给出 U 50% = K 2K 3U r (1 - 3�N ) K 1。 ( 1) 式中, Ur是额定工作电压; �N是空气间隙直流放电电压 的变异系数; K 1是直流电压下空气密度校正系数; K 2 是直流电压下空气湿度校正系数; K 3是安全系数。 操作过电压的 50%放电电压由以下公式给出 表 2 � 杆塔空气间隙 Tab. 2 � Air gap on the tower m 海拔高度 500 1000 2000 工作电压 2. 1 2. 3 2. 5 操作过电压 5. 5 6. 3 6. 9 带电作业过电压 6. 9 7. 6 8. 4 U 50% = K�2K�3Um (1 - 2�s) K�1。 (2) 式中, Um是最高工作电压; �s是空气间隙在操作冲 击电压下放电电压的变异系数; K�1是操作冲击电 压下间隙放电电压的空气密度校正系数; K�2是操作 冲击电压下间隙放电电压的空气湿度校正系数; K�3 是操作过电压倍数。 海拔高度< 500 m 的带电作业空气间隙由中国 电力科学研究院研究得出。6� 9 m 的空气间隙使得 带电作业时的风险率< 10- 5。由于直流输电系统可 通过调整运行电压等措施使得运行方式具有灵活 性,同时可保证工程具有合理的造价,带电作业间隙 最终不作为杆塔尺寸的控制条件。 针对操作过电压分别在北京和昆明进行的对比 试验表明, GB/ T 16927. 1-1997 和 IEC 60071-2: �1521�� 2009年 7月 高 � 电 � 压 � 技 � 术 第 35卷第 7期 1996规定的海拔修正方法, 在间隙取值范围为 6� 5 ~ 8� 5 m 以及海拔 � 2000 m 时仍然适用。 由于雷电过电压对于特高压直流线路不是十分 敏感的因素,而且全线直线杆塔全部采用了�型绝 缘子串,因此不对雷电过电压下的杆塔空气间隙作 具体规定。 为了分析不同保护角对工程雷击性能的影响, 中国电科院和清华大学采用典型塔型对雷击性能进 行了计算分析, 结果表明避雷线在杆塔处的保护角 接近 0的负值时,平原地区地线可以完全屏蔽极导 线,丘陵地区仅正极线有概率较低的绕击率, 但山地 正极线的绕击概率相对较大。 由于极导线采用了�型绝缘子串布置方式,杆塔 实现负保护角比较容易, 为降低线路绕击率, 杆塔均 采用负保护角, 且在丘陵和山地保护角按 � - 10�设 计。 计算表明, 当杆塔接地电阻为 10~ 30 � 时, 杆 塔的反击耐雷水平为 249~ 136 kA, 高于交流 500 kV 线路杆塔接地电阻为 10~ 15 � 时的反击耐雷 水平 177~ 125 kA。 7 � 导线对地距离及交叉跨越距离 极导线对地及交叉跨越距离一般由操作过电压 间隙、地面综合场强以及电力部门与其他行业的技 术 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 确定[ 13] 。对于 � 800 kV 直流线路, 大多数 距离决定于地面综合场强。表 3给出了我国现有 � 500 kV直流线路和 1000 kV 交流线路的场强控制 标准和对应的导线对地高度。 � 800 kV 直流线路的电场效应与 � 500 kV 直 流线路没有本质区别,因此 � 500 kV 线路的场强限 值仍可用于 � 800 kV 线路。由此确定的导线对地 高度如表 4所示。 特高压直流线路的被交叉跨越物包括其他电压 等级的输电线路、低压配电线路、通信线路、河流、公 路、铁路、树木和山坡等。对于这些物体的跨越距离 一般通过计算操作过电压间隙、地面合成场强等予以 确定,必要时通过分析其他电压等级线路的相关数据 确定采用。表 5 给出了 � 800 kV 直流线路以及 � 500、750和 1000 kV 线路的主要交叉跨越值[ 14, 15]。 8 � 铁塔选型 工程采用自立式铁塔。虽然拉线塔可以大大减 轻塔重,但拉线占地面积较大, 而且影响机械化耕 种,目前已很少在我国输电线路上采用,尤其是人口 稠密地区。 表 3� � 500 kV直流线路和 1000 kV交流线路的 地面控制场强及导线对地高度 Tab. 3� Electric field criteria for DC � 500 kV and AC 1000 kV line 电压 � 500 kV 综合场强 / ( kV �m- 1) 导线高度/ m 1000 kV 静电场强 / ( kV �m- 1 ) 导线高度/ m 非居民区 30 12. 5 10 22. 0 居民区 25 16. 0 7 27. 0 临近民房 15 * 4 * 注: * 表示可提高导线高度,同时保持场强不变。 表 4 � 不同排列方式下 � 800 kV线路导线对地高度 Tab. 4 � � 800 kV conductor height for each configuration of tower 导线布置 方式 水平 综合场强 / ( kV �m- 1) 导线高度/ m 垂直 综合场强 / ( kV �m- 1 ) 导线高度/ m 非居民区 30 18. 0 30 19. 0 居民区 25 21. 0 25 22. 0 临近民房 15 * 15 * 注: * 表示可提高导线高度,同时保持场强不变。 表 5 � 交叉跨越距离 Tab. 5 � Electrical clearances to other obstacles m 被跨越物 电压等级� 500 kV 750 kV 1000 kV � 800 kV 铁路轨顶 14. 0 19. 5 27. 0 21. 5 电气化铁路接触线 6. 0 10. 0 16. 0 15. 0 公路 14. 0 19. 5 27. 0 21. 5 通信线 8. 5 12. 0 18. 0 17. 0 电力线路 6. 0 7. 0 10. 0 10. 5 电力线杆顶 8. 5 12. 0 16. 0 15. 0 无人居住的房屋 9. 0 11. 5 15. 5 17. 5 步行可以到达的山坡 8. 5 11. 0 12. 0 13. 0 步行无法到达的山坡 6. 5 8. 5 10. 0 11. 0 林木 7. 0 8. 5 14. 0 13. 5 果树 7. 0 8. 5 16. 0 15. 0 杆塔系列的确定主要基于工程的经济性。沿线 地形分析表明,本工程平地占 27% ,丘陵占 19% ,山 地占 54%。另外结合沿线气象条件的分析归纳,最 终采用 8个系列的塔型方案。各塔型的设计水平档 距和垂直档距利用输电线路优化排位软件以及航测 数据统计分析确定。为了满足塔位的环境保护要 求,山区铁塔采用了全方位长短腿设计方案。 图 3 示意了几种工程主要塔型。ZV28-1是一 种极导线水平排列、地线保护角< 0的直线塔,其水 平档距和垂直档距分别为 460 m 和 650 m,呼称高 度为 36~ 57 m, 该塔型主要用于平地。ZV F32-1P �1522� July 2009 H igh � Voltage � Engineering Vol. 35 No. 7 � 图 3� 典型塔型(单位:mm) Fig. 3� Typical tower type 是一种极导线垂直排列的直线塔,主要用于上海走 廊拥挤地段,其水平档距和垂直档距分别为 420 m 和550 m,呼称高度为 36~ 57 m。J28-1是一种导线 水平排列、负保护角的耐张塔,其水平档距和垂直档 距分别为 550 m 和 600 m ,呼称高度为 30~ 48 m, 设计转角为 0~ 20�。 9 � 基础选型 综合考虑工程地形及地质特点、经济指标和环 境保护等因素, 工程采用了如下的主要基础型式。 粘性土地基基础在山地及丘陵区域优先选择原 状土掏挖基础, 在平地及施工场地开阔的塔位选用 柔性斜柱基础, 并因地制宜采用刚性基础、直柱平板 基础和人工挖孔桩等特殊基础。 碎石土地基基础优先采用柔性斜柱基础, 因地 制宜采用刚性基础和人工挖孔桩基础。 岩石地基基础结合基础作用力和塔位地质条件 因地制宜采用锚桩基础和嵌固式岩石基础。 软土、红粘地基基础,基础作用力较大的塔位采用钻 孔灌注桩基础; 基础作用力较小的塔位,根据塔位地 质特点,及大板基础与钻孔灌注桩基础的技术经济 比较选择合适的基础型式。 采用基础立柱加高、生态植被护坡和改善排水 等措施,加强环境保护和水土保持。 10 � 走廊宽度 在我国所有土地属国家所有,线路设计时定义 表 6 � 线路走廊宽度 Tab. 6� Width of right of way for each of conf iguration 导线排列 极距/ m 核心区宽度/ m 缓冲区宽度/ m 水平排列 22 36 76 垂直排列 22 14 40 走廊宽度的主要目的用于确定房屋拆迁范围。 确定房屋拆迁范围的技术方法通常基于两个原则, 就 � 800 kV直流线路而言, 第一是极导线外距离< 7 m 以内的有人居住房屋应该拆除,第二是极导线 外合成场强> 15 kV/ m 处的有人居住房屋应该拆 除。对应上述两条原则, 可将线路走廊定义为核心 区和缓冲区两类, 两类走廊宽度如表 6所示。 � 800 kV 直流线路走廊如图 4所示。 11 � 长江大跨越 本工程有 4个长江大跨越段, 分别为杨家场大 跨越、胡家滩大跨越、扎营港大跨越和新吉阳大跨 越,各跨越点的主要技术特征如表 7所示。 大跨越段的导线选型按导线发热条件下的输送 功率以及机械特性确定,并通过无线电干扰、可听噪 声和合成场强等技术条件进行校核。最终确定的导 线为4 � AACSR/ EST- 640/ 290四分裂钢芯铝合金 绞线。一根地线采用 JLB14-340铝包钢绞线, 另一 根地线采用相似特性的 OPGW。 �1523�� 2009年 7月 高 � 电 � 压 � 技 � 术 第 35卷第 7期 图 4 � 线路走廊示意图 Fig. 4 � Width of right of way 表 7 � 各大跨越点主要技术特征 Tab. 7 � Main features of river crossings 跨越点 杨家场 胡家滩 扎营港 新吉阳 耐张段长度/ m 2580 3401 2718 2985 档距/ m 500-1580- 500 840-1705- 856 509-1733-476 518- 2052-415 跨越方式 耐-直-直-耐 耐-直-直-耐 耐-直-直-耐 耐-直-直-耐 跨越塔全高/ m 191 201 201 246 运行电压间隙/ m 2. 1 2. 1 2. 1 2. 1 操作过电压间隙/ m 5. 5 5. 5 5. 5 5. 5 悬垂绝缘子串 6� 420 kN 6 � 420 kN 6 � 420 kN 6 � 550 kN 耐张绝缘子串 6� 550 kN 6 � 550 kN 6 � 550 kN 6 � 550 kN 大跨越段采用一般段线路相同的绝缘配合原 则,只是跨越塔悬垂串绝缘子片数应根据高杆塔雷 击跳闸率指标做进一步校核。直线跨越塔绝缘子采 用 I型布置的瓷绝缘子以提高可靠性和提高绝缘子 的强度利用率。表 7也列出了各大跨越的绝缘子串 形式。 根据经济比较结果, 直线塔和耐张塔均采用钢 管塔。为保证大跨越段线路比一般线路拥有更高的 可靠性,设计风速约比一般线路高 10% ,导线覆冰 厚度较相邻的陆上线路增加 5 mm。 12 � 与 � 500 kV线路的比较 我国现有直流线路的电压等级为 � 500 kV , 下 面针对采用 4 � 720 mm2导线方案的 � 500 kV 线路 与 � 800 kV 线路作一简单比较。 � 500 kV 线路和 � 800 kV线路在海拔高度< 1000 m 时,运行电压间隙分别为 1� 4 m 和 2� 3 m, 操作过电压间隙分别为 2� 65 m和 6� 3 m 。 当导线水平布置时, � 500 kV 线路对应核心区 和缓冲区的走廊宽度分别为 26 m 和 58 m , � 800 kV 线路为 36 m 和 76 m。 � 500 kV线路和 � 800 kV线路的单位 km长度 线路的杆塔质量分别为 40和 100 t, 混凝土量分别为 75和160 m3。 13 � 结语 本文结合我国第 1 条电压为 � 800 kV,输送功 率达 6400 MW 的特高压双极直流输电线路的设 计,介绍了特高压直流架空输电线路的研究成果和 工程设计原则,主要结论已得到试验研究和工程方 案的验证。结论表明 � 800 kV 特高压直流线路技 术上是可行的,经济上是合理的。 参 考 文 献 [ 1] 中国电力工程顾问集团公司. 向家坝 � 上海 � 800kV 特高压直 流输电线路工程初步设计[ R] . 北京:中国电力工程顾问集团公 司, 2008. [ 2] DL/ T 5092- 1999 � 110~ 500 kV 架空输电线路设计技术规程 [ S] . 北京:中国电力出版社, 1999. [ 3] Q/ GDW 2009 � � 800kV 直流输电线路设计技术规程(送审稿 ) [ S ] . 北京:国家电网公司, 2009. [ 4] DL/ T 1088-2008 � � 800kV 特高压直流线路电磁环境参数限值 [ S ] . 北京:国家电网公司, 2006. [ 5] Q/ GDW 182-2008 � 中重冰区架空输电线路设计技术规定[ S ] . 北京:国家电网公司, 2008. [ 6] Q/ GDW 181- 2008 � � 500 kV 直流架空输电线路设计技术规 定[ S] . 北京:国家电网公司, 2008. [ 7] EPRI. H VDC transm ission line reference book [ M ] . Calif oria, USA: EPRI, 1993. [ 8] 吴光亚,郭贤珊,张 � 锐. � 800 kV 特高压直流输电线路污秽外 绝缘设计及配置研究[ R] . 武汉:国网武汉高压研究院, 2007. [ 9] 中国电力科学研究院. � 800 kV 级直流工程高海拔设备外绝缘 特性研究[ R] . 北京:中国电力科学研究院, 2007. [ 10] 重庆大学. 直流特高压覆冰地区线路绝缘子的选择研究 [ R] . 重庆:重庆大学, 2008. [ 11] 国网武汉高压研究院. � 800 kV 特高压直流工程内过电压研 究[ R] . 武汉:国网武汉高压研究院, 2007. [ 12] 中国电力科学研究院. � 800 kV 级直流工程过电压及绝缘配 合的研究[ R] . 北京:中国电力科学研究院, 2007. [ 13] 中国电力工程顾问集团公司. � 800 kV 级直流输电系统工程 设计研究(线路部分) - 对地及交叉跨越距离配合研究[ R] . 北 京:中国电力工程顾问集团公司, 2008. [ 14] Q/ GDW 102-2003 � 750 kV 架空输电线路设计暂行技术规定 [ S] . 北京:中国电力出版社, 2003. 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