220/110KV同塔四回路设计研究应用

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　　1 前言

　　1)220kV苏州变移地迁移工程中，新苏州变向南出线的线路为4回220kV线路、10回110kV线路，线路均在苏虞张公路东侧走线，按双回路设计需要线路通道宽度152m。相城区规划局批准的通道宽度仅为120m，为了解决线路通道矛盾，本工程将220kV陆寒线(2回)与110kV苏寒线(2回)同塔四回路架设，将220kV苏葑线(2回)与110kV苏港线(2回)同塔四回路架设。只有这样，才能节省32m通道宽度，满足了本工程线路通道宽度的要求。本工程建设220/110kV陆寒线/苏寒线四回路线路1.6km，共使用四回路铁塔6基，建设220/110kV苏葑线/苏港线四回线路7.5km,共使用四回铁塔26基。为了减少四回路线路的停电清扫导线绝缘子次数，本工程导线悬垂绝缘串一侧采用合成绝缘子串，另一侧采用长棒绝缘子串。

　　2)本工程220kV线路导线采用2*LGJ-400/35，地线一根采用OPGW，另一根采用JL/LB20A-95/55;110kV线路导线采用LGJ-300/25。220/110kV同塔四回路铁塔作为分支塔时，塔头按可挂4根地线方式设计。

　　3)省公司对本工程初步设计进行了审查，审查意见精神同意同塔四回路建设的方案。本报告据此进行220/110kV同塔四回路技术设计。

　　2 设计原则

　　1)满足现行线路设计规程规范的规定。

　　2)在220kV苏州变迁移线路终勘测量资料的基础上，根据本工程地形地物条件确定电气设计条件及铁塔设计条件。

　　3)保持现有220kV、110kV线路接线方式不变。

　　4)直线塔设计一种塔型，转角塔设计三种塔型，采用角钢铁塔。

　　3 电气设计条件

　　3.1塔头布置

　　3.1.1塔头布置形式

　　多回路线路的塔头布置有多方面的考虑，本工程主要解决城市内通道困难问题，暂不考虑利用合理的相序排列提高自然功率的问题。

　　多回路线路的塔头布置根据每回路的导线横担布置及不同回路间的相对布置有多种形式。根据本工程的线路连接方式和去向，可采用的较合适的类型为：

　　1)220kV双回路在上方，110kV双回路在下方，同一回路3相导线垂直排列、不同回路导线横担左右双回路布置，简称垂直排列。

　　垂直排列特点：横担宽度较窄，通道占地较少，共有7层横担，铁塔较高。

　　2)220kV双回路在铁塔一侧，110kV双回路在铁塔另一侧，同一回路3相导线垂直排列、不同回路导线同横担4回路布置，简称水平排列。

　　水平排列特点：铁塔较矮，共有4层横担，横担较宽，220kV双回路侧横担较110kV双回路侧横担长，通道较宽。

　　3)220kV双回路在上方，110kV双回路在下方，同一回路3相导线三角排列、不同回路导线横担上下双回路布置，简称三角排列。

　　三角排列特点：共有5层横担，横担、通道宽度及铁塔高度介于垂直、水平排列之间。

　　4)220kV双回路在上方，110kV双回路在下方，220kV双回路3相导线垂直排列，110KV双回路3相导线三角排列，简称垂直结合三角排列。

　　垂直结合三角排列特点：共有6层横担，110kV双回路3相导线三角排列，横担宽度与220kV双回路相近，铁塔高度介于垂直、三角排列之间。

　　本工程线路通道最困难处位于新苏州变出线1.6km范围，线路位于苏虞张公路东侧。若采用横担宽度较大的塔型就不能满足线路之间的安全距离。故本工程采用220/110kV垂直排列同塔四回路。

　　根据终勘测量结果，由于通道内障碍物较多，外部限制条件较严。采用水平排列、三角排列、垂直结合三角排列塔型的主要难点和缺点有2条。

　　a)线路沿苏虞张公路东侧120m高压线路走廊内，220kV/110kV四回路铁塔与110kV双回路铁塔之间的中心距为25m，110kV双回路铁塔之间的中心距为16m。由于水平排列、三角排列、垂直结合三角排列塔型导线横担较宽，如四回路铁塔采用水平排列、三角排列、垂直结合三角排列塔型，则线路之间的安全距离不能满足设计规程要求。

　　b)沪宁高速公路北侧的线路，塔位大多处在厂房及民房附近，如四回路铁塔采用水平排列、三角排列、垂直结合三角排列塔型，则线路跨越厂房及民房次数将大大增加，给政策处理带来较大难度。

　　3.1.2塔头布置形式的确定

　　根据以上条件，推荐采用垂直排列的塔头形式，直线塔塔头采用双鼓型横担，耐张塔塔头采用双鼓型横担。

　　3.1.3线路布置

　　以新苏州变向寒山变及星港变为前进方向：

　　a)直线塔：220kV陆寒线及220kV苏葑线双回路导线垂直排列布置在四回路塔的上3层导线横担上，110kV苏寒线及110kV苏港线双回路导线垂直排列布置在四回路塔的下3层导线横担上。

　　b)转角塔：220kV陆寒线及220kV苏葑线双回路导线垂直排列布置在四回路塔的上3层导线横担上，110kV苏寒线及110kV苏港线双回路导线垂直排列布置在四回路塔的下3层导线横担上。

　　3.2设计档距规划

　　1)本工程四回路段实测档距

　　直线塔：最大水平档距370米，垂直档距450米

　　转角塔：最大水平档距360米，垂直档距420米

　　2)规划设计档距

　　直线塔：最大水平档距400米，垂直档距450米

　　转角塔：最大水平档距400米，垂直档距450米

　　3.3荷载条件

　　3.3.1导、地线型号及安全系数

　　3.3.1.1 220kV/110kV四回路段220kV双回路

　　1)导线：2*LGJ-400/35钢芯铝绞线，K=2.5

　　2)地线：JL/LB20A-95/55铝包钢芯铝绞线，K=4.0

　　3)OPGW：机械特性与JL/LB20A-95/55相近，使用张力小于JL/LB20A-95/55

　　3.3.1.2四回路段110kV双回线

　　1)导线：1*LGJ-300/35钢芯铝绞线，K=2.5

　　2)地线：LXXGJ-50钢绞线

　　3.3.2本工程导、地线的机械物理特性

　　

型  号		LGJ-400/35	LGJ-300/35	JL/LB20A-95/55
结  构	铝	48/3.22	48/2.85	12/3.20
根数/直径（mm）	钢	7/2.5	7/2.22	7/3.20
计算截面（mm2）		425.24	333.31	152.81
外    径（mm）		26.82	23.76	16.00
弹性系数（MPa）		65000	65000	91000
线膨胀系数（1/℃）		20.5×10－6	20.5×10－6	17.1×10－6
计算质量（kg/km）		1349	1058	639.2
最大使用张力（N）		34633	27803	20870
平均运行张力上限（％）		25	25	25
安全系数		3.0	3.0	4.0

型  号		OPGW-143
结  构 股数/单股直径(mm)	铝合金	13/3.00
	铝包钢	1/3.50+5/3.25
	铝管(铝)	1/3.20
截面积（mm2）	铝合金	91.89
	铝包钢	51.10
	铝管(铝)
20℃直流电阻（Ω/km）		0.2970
电能高工作温度（℃）		200
计算截面（mm2）		143.0
外    径（mm）		16.0
弹性系数（MPa）		99700
线膨胀系数（1/℃）		17.2×10－6
计算质量（kg/km）		615.0
瞬时破坏张力（N）		91500
最大使用张力（N）		20333
平均运行张力（N）		18300
安全系数		4

       3.3绝缘配合

　　3.3.1绝缘子形式和片数

　　根据《110-500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999)的规定，全高超过40米的有地线的杆塔，高度每增加10米，上层220kV应在13片的基础上增加1片同型号的绝缘子。本线路四回路塔最高为70米，悬垂串、跳线串应选用16片XWP-70绝缘子，耐张串应采用双联18片普通绝缘子。下层110kV应在6片的基础上增加1片同型号的绝缘子。

　　4铁塔设计单线图