新疆110千伏输变电工程可行性研究报告模板.docx
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新疆110千伏输变电工程可行性研究报告模板
5送电线路路径选择及工程设想
5.1概况
5.1.1设计规模及范围
根据《伊犁州＂十二五＂电力规划》，为了补强伊犁电网220kV网架结构，构筑局部城市环网，增强电网供电能力，优化110kV电网接线，提高伊犁地区供电能力和可靠性，伊犁电网公司已将建设南郊110kV输变电工程列入伊犁电网规划中。
为了优化伊犁州的电网接线，伊犁电网公司拟在伊宁市新建南郊110kV变电站，该站规划110kV最终出线4回，本期上2回，备用2回；规划10kV最终出线20回，本期上20回，具体110kV出线间隔排列见附图1，其接入系统方案如下：
（1）本期将西郊～宁远110kV线路π接入南郊110kV变电站，形成西郊～南郊110kV线路、宁远～南郊110kV线路，新建段导线截面采用300mm2。
（2）远期备用2回。
新建西郊至宁远110kV线路π接入南郊变送电线路起自南郊110kV变电站110kV龙门架，止于原二西Ⅱ回110kV线路4#（运行号，下同）附近的改接点，新建线路长度约3.1km。
5.1.2变电站进出线规划
5.1.2.1南郊110kV变进出线
新建的南郊110kV变电站，站址地处伊宁市以南的塔什库勒克乡，紧邻南郊35kV变电站。
根据系统规划，南郊110kV变110kV线路向东偏南出线，本期出线2回，出线间隔由西南向东北方向依次为：
备用（1Y）、西郊（2Y）、宁远（3Y）、备用金顶（4Y）。
本工程占用由西南向东北的第二个间隔西郊（2Y）和第三个间隔宁远（3Y）。
如插图5.1.2.1—1～2所示。
插图5.1—1南郊110kV变110kV进出线示意图
插图5.1—2南郊110kV变地理位置图
5.2线路路径方案
根据现场调查，本工程110kV送电线路路径较短，且受城市规划影响较大，故线路路径只设计了一个方案。
5.2.1路径方案概述
新建西郊至宁远110kV线路π进南郊变电站的π进、π出段采用同塔走线，线路起自新建南郊110kV变电站110kV龙门架，与备用双回路同塔四回建设。
大幅度右转走线至35kV二南线终端附近，利用35kV二南线廊道走线，左转跨过伊犁河路，避开大片房屋右转走线至313省道附近的四回路分支塔处，跨过313省道后采用双回路架设，接着右转跨过伊犁河。
随后避开成群房屋大幅度左转，新开辟廊道，走线至奶牛场一连附近右转接至二西Ⅱ回4#（运行号，下同）边上的π接点处。
插图5.2—1跨伊犁河处
新建线路全长约3.1km。
其中四回路段长约0.7km，双回路长约2.4km。
其中南郊变龙门架出线约1.7km利用原35kV二南线走廊走线。
以南郊变龙门架出线方向为前进方向，本工程两回线路π进段挂上层回路，π出段挂下层回路，备用回路亦为上层一回，下层一回。
四回路段均加挂导线，四回路部分的杆塔及其基础、地线、导线等计入本工程。
同时为了减少四回路段的线损，π进段与备用回路，π出段与备用回路在四回路终端和分支上导线短接，降低导线阻抗值，以降低线路损耗。
5.2.1.1地形条件
西郊至宁远π接南郊变110kV送电线路高程在600m-700m之间，以平地为主，各类地形的分布长度及占全线比例情况见表5.2—2。
表5.2—2地形一览表
地形
长度（km）
占全线比例
平原
2.0
64.5%
丘陵
1.1
35.5%
5.2.1.2地质条件
线路所经地区位于新疆伊犁州伊宁市境内，线经区地貌单元有伊犁河河谷、冲积平原两大单元。
线路所经地段地形开阔、平坦，沿线地形为平原、丘陵，植被以杨树、灌木为主。
线经区附近无活动性断裂构造通过，本区地壳稳定，第四纪以来无全新活动断裂及发震断裂，无新近大型断裂活动，属构造稳定地区。
综合考虑《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），线经区区域地震动峰值加速度为0.15g，抗震设防烈度为Ⅶ度，属设计地震第二组。
5.2.1.3沿线岩土地层及构成及特性
1）沿线岩土地层
线经区内出露地层主要为第四纪晚更新世～全新世堆积层（
）地层，表层为粉土、粉质粘土、粉细砂、细砂和冲洪积相砾石组成，厚度为几米至十几米不等；下部由卵、砾石层夹砂层和粉土、粉质粘土组成，是组成冲洪积平原的主要物质。
据本次地质调查和钻探揭露，场地内地层与岩性从上至下描述如下：
①砼地面：
厚约6cm。
②粉质粘土：
黄褐色，埋深6cm，层厚为3.1～5.8m，平均厚度4.2m，稍湿～湿，可塑，局部夹透镜体粘土及粉土，场地内均有分布。
③粉土：
局部为粉质粘土，黄褐色，埋深3.1～5.8m，层厚为2.4～3.0m，平均厚度2.7m，可塑，稍湿，稍密，摇震反映中等，无光泽反映，干强度、韧性低，手捏易碎，夹透镜体圆砾，场地内均有分布。
根据附近工程经验，初步判断场地的粉土为非自重湿陷性土，但具一定的湿陷性。
④圆砾：
局部为砾砂，青灰色，湿，稍密～中密，埋深6.0～8.0m，砾石多呈次圆状，大于2mm粒径的颗粒占总重的65%左右，一般粒径在1.0cm左右，最大粒径见8cm，成分复杂，以变质岩为主，火成岩及沉积岩次之，充填物为砂和粘性土，级配较好，分选性差，该层厚度大于3.0m，未揭穿。
2）各地层主要物理力学性质指标
根据经验类比并结合地区经验提出变电所内各地层主要物理力学性质指标见表1。
表1场地地层主要物理力学性质指标
指标
地层
重度
孔隙比
压缩
系数
抗剪强度
承载力
特征值
备
注
凝聚力
摩擦角
度
②粉质粘土
19.5
0.712
0.45
25
18
120
③粉土
19.0
0.78
0.35
15
20
120
④圆砾
20.5
－
－
－
35
300
5.2.1.4沿线水文气象条件
沿线跨越的河流为伊犁河，从收集的资料来看伊犁河百年一遇的洪峰流量为2220m
/s，50年一遇的洪峰流量为1665m
/s，跨越河段较为顺直，主流宽约200m，滩地宽约300m。
据现场踏勘和调查访问，且两岸地势较高，容易跨越，跨越断面设计洪峰流量待最终确定跨河点位置进行计算推求。
其气象资料采用伊犁气象及察县气象站资料：
年平均气温：
8.4℃
年极端最高气温：
37.9℃
年极端最低气温：
-40.0℃
年平均气压：
941.3hpa
年平均风速：
2.2m/s
全年主导风向：
E
全年次主导风向：
NE和ENE
年均降水量：
257.5mm
一日最大降水量：
41.6mm
历年年最大蒸发量：
1877.2mm
多年年平均蒸发量：
1613.6mm
历年年平均雷暴日数：
27.2天/年
历年年平均沙暴日数：
2.3天
多年雾凇年平均日数：
27/天
覆冰厚度：
10mm
历年平均最大积雪深度：
89mm
历年最大冻土深度（伊犁站）60cm（察县站）108cm
15年一遇15米高10分钟平均最大风速28m/s
30年一遇15米高10分钟平均最大风速30m/s
5.2.1.5沿线不良地质现象
根据现场实地踏勘、调查了解及已掌握的有关勘测资料，沿线不压覆矿产及文物，未发现诸如滑坡、岩溶、泥石流、采空区、危岩和崩塌、地面沉降、活动断裂等不良地质作用所引起的地质灾害，线路全线基本稳定。
5.2.1.6结论及建议
⑴沿线地区第四系以来总的趋势处于相对平缓的活动时期，沿线地区属构造相对稳定地块。
根据国家质量技术监督局2001年颁布的《中国地震动参数区划图》，线路地段场地地震峰值加速度等于0.15g，地震基本烈度Ⅶ度。
⑵根据当地建筑经验，周围环境无污染源，地下水对混凝土及混凝土中的钢筋微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
线经区属于高纬度地带，冬季低温、时间长，加之临靠天山山脉，降雪量较大，融雪水渗入土层，形成季节性冻土。
冻土厚度0.6m，10月开始冻结，次年3月融化。
基础埋深大于0.6m时，季节性冻土对基础无影响。
⑶最大冻土深度伊犁河南为1.08m，以北为0.6m
5.2.2通信保护
本工程线路对沿线通信线路的危险影响和干扰影响都在国家标准规定的允许值之内。
对沿线市、县级电视差转台、转播台已满足国标GBJ143—90“架空电力线路、变电站对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准”的要求。
5.2.3主要交叉跨越
交叉跨越情况见表5.2—3
表5.2—3交叉跨越一览表（次）
项目工程
西郊至宁远110kV线路π进南郊变电站
10kV电力线
10
380V及以下低压线
6
通信线
5
地下光缆线路
3
天然气管道
2
313省道
2
伊犁河路（城市道路）
1（变电站出线处）
机耕路
7
房屋
5（老通道所跨）
伊犁河
1
注：
全线挂三牌，三级通信线改道0.3km，10kV及以下电力线改道0.5km，机耕路改道0.3km。
插图5.2—2跨房屋处（老35kV二南线廊道）
5.2.4路径协议情况
表5.2—4路径方案协议表
路径方案
地/市县
西郊至宁远110kV线路π进南郊变电站
伊宁市政府
伊犁电力责任有限公司正在办理
伊宁市规划局
伊犁电力责任有限公司正在办理
伊宁市国土局
伊犁电力责任有限公司正在办理
伊宁市林业局
伊犁电力责任有限公司正在办理
伊宁市水利局
伊犁电力责任有限公司正在办理
5.3工程设想
5.3.1主要设计气象条件
按照所收集到的伊犁州地区的气象资料，参照本工程邻近线路的设计运行经验，本工程110kV送电线路基准高度10m，基本风速取27.5m/s，最大覆冰取10mm，重要跨越重要性系数取1.1。
设计气象条件取值如表5.3-1。
表5.3-1气象组合条件表
工况
气温
（℃）
风速
（m/s）
冰厚
（mm）
最低气温
-40
0
0
最高气温
40
0
0
验算气温
70
0
0
设计覆冰
-5
10
10
年平均气温
5
0
0
基本风速
-5
27.5
0
操作过电压
5
15
0
雷电过电压
15
10
0
事故情况
-5
0
10
安装情况
-15
10
0
冰的密度（g/cm3）
0.9
年雷电日（日/年）
27
5.3.2线路导、地线型式
（1）根据系统专业提资，本工程导线截面选用300mm2。
针对本工程的特点，结合选定的设计气象条件，我们对钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线和铝合金绞线多种不同截面的导线进行了电气、机械以及运行经验等各方面的比较，推荐导线采用国网新标准导线型号:
JL/G1A-300/25-48/7型钢芯铝绞线。
（2）根据系统通信专业提资：
本期需要新架设光缆的线路工程如下：
原沿西郊～宁远110kV线路上一根光缆随电力线路剖进本站，新建线路四回路段架设2根48芯OPGW光缆，四回路分支后通过三通接线盒分为2根24芯OPGW光缆架设至西郊侧与宁远侧，纤芯型式：
G.652C。
因此，南郊110kV站接入系统配套线路工程导、地线选型见下表：
序号
工程名称
导线型号
地线型号
1
西郊至宁远110kV线路π进南郊变电站
JL/G1A-300/25
四回路段：
两根为OPGW30-82/48
双回路段：
两根为OPGW30-82/24
（3）在终端至龙门架上增设GJ-80镀锌钢绞线一根，兼作短路分流和避雷线。
（4）导、地线机械电气特性
表5.3—2导线技术参数
导线名称
相关参数
钢芯铝绞线
JL/G1A-300/25-48/7
计算截面积（mm²）
铝
306.21
钢
27.10
铝包钢
/
总截面
333.31
外径（mm）
23.76
股数及每股直径（mm）
铝股
48/2.85
钢芯
7/2.22
铝包钢
/
单位重量（kg/km）
1058.0
制造长度不小于（m）
2500
计算拉断力（kN）
83.41
弹性模量E（N/mm2）
65000
温度线膨胀系数α（1/℃）
20.5×10-6
适用标准
结构按GB/T1179-83技术要求GB/T1179-2008
性能应满GB/T17947-1999
表5.3—3地线技术参数
地线名称
相关参数
OPGW30-82/48
OPGW30-82/24
GJ-80
结构股数/单丝直径
铝（铝合金）中心
11×2.5/30AS
11×2.5/30AS
/
钢（铝包钢）内层
5×2.4/30AS
5×2.4/30AS
/
不锈钢管
2×2.4/48
2×2.4/24
/
截面积（平方毫米）
铝（铝合金）
35.18
35.18
/
钢（铝包钢）
46.63
46.63
78.94
综合
81.81
81.81
78.94
计算外径（mm）
12.1
12.1
11.5
额定拉断力RTS（KN）
65.5
65.5
90.228
综合弹性摸量（N/MM2）
132000
132000
185000
综合线胀系数（1/℃×10E-6）
13.8
13.8
11.5
单重（kg/m）
487
487
628.4
直流电阻（20°C）
0.714
0.714
2.46439
短路电流容量（40°C-200°C）（kA2S）
49.69
49.69
/
（4）导、地线防振
根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）的规定，本工程导、地线均采用防振锤进行防振。
防振采取以下措施：
1）全线平均运行张力上限不超过保证计算拉断力的25%；
2）导线、普通地线、OPGW光缆均安装防振锤进行防振（OPGW防振措施由厂家提供），安装数量见下表：
表5.3—4防振锤安装数量表
导、地线直径
d（mm）
档距（m）
一个（每端）
二个（每端）
三个（每端）
GJ-80
≤300
300～600
600～800
JL/G1A-300/25-48/7
≤450
450～800
800～1200
5.3.3绝缘配置
（1）污秽等级的划分。
南郊110kV站站址位于伊宁市区，通过现场调查，考虑到地区的发展，同时对照《110kV～750kV架空输电线路设计规范》污秽分级标准，本工程110kV线路均按Ⅲ级污区设计，110kV及以下线路爬电比距要求为2.50～3.20cm/kV。
（2）空气间隙的选择
与绝缘子串配合的线路带电部分对杆塔构件的最小空气间隙如表5.3—5所示。
表5.3—5最小空气间隙值表
运行情况
雷电过电压
操作过电压
运行电压
带电作业
最小间隙（mm）
1000
700
250
1000
相应风速（m/s）
10
15
29
10
相应气温（℃）
15
5
-5
15
（3）绝缘子型式及配置。
导线绝缘子串组装情况如下表所示：
表5.3—6110kV线路导线绝缘子串组装表
污区
绝缘子串
Ⅲ级
悬垂
单串
1串FXBW4-110/70
双串
2串FXBW4-110/70
耐张
单串
1串FXBW4-110/70
双串
2串FXBW4-110/70
跳线
单串
1串FYTX-110/70
地线
单串
XDP-70CN
本工程导线采用复合绝缘子，跳线串采用配重式均压环，门架出线处地线串采用瓷绝缘子。
其主要尺寸及机电特性如下表5.3—7、表5.3—8、表5.3—9、表5.3—10：
表5.3—7复合绝缘子机电特性表
绝缘子型号
机械破坏负荷
（kN）
（不小于）
公称爬电
距离
（mm）
雷电全波冲击耐受电压（kV）（不小于）
工频1min湿耐受电压
（kV）（不小于）
最小电弧
距离
mm
FXBW4—110/70
70
3150
550
230
1000
表5.3—8复合绝缘子主要尺寸表
绝缘子型号
公称结构高度（mm）
连接型式
单件重量（kg）
FXBW4—110/70
1240±15
16R
7.1
表5.3—9瓷绝缘子机电特性表
绝缘子型号
机械破坏
负荷
（kN）
（不小于）
公称爬电
距离
（mm）
工频击穿电压（kV）
电极耐弧能力工频电流（kA）
（不小于）
电极耐弧能力时间
（s）
（不小于）
电极耐弧能力次数（不小于）
XDP-70CN
70
160
110
10
0.2
2
表5.3—10瓷绝缘子主要尺寸表
绝缘子型号
盘径（mm）
结构高度（mm）
单件重量（kg）
XDP-70CN
160
200
4.3
5.3.4防雷保护和接地设计
5.3.4.1防雷保护
本工程地处年雷电日为27日，为提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，本工程在防雷保护方面采取以下措施：
1）全线架设双地线,110kV四回路及双回路铁塔塔头地线对边导线的保护角不大于10°。
2）杆塔上两根地线之间的距离不大于导地线间垂直距离的5倍。
3）在15℃，无风的状态下，档距中央导地线之间的距离满足下式的要求：
S≥0.012L+1（m）
式中：
S－导线与地线之间的距离，m；L－档距，m。
4）杆塔逐塔接地，接地电阻满足规程的要求。
5.3.4.2接地
本工程杆塔逐基接地，在雷季干燥时，每基杆塔不连接地线时的接地电阻不大于表5.3－11所列数值。
表5.3－11杆塔工频接地电阻
土壤电阻率（Ω¸m）
工频接地电阻（Ω）
ρ≤100
10
100＜ρ≤500
15
500＜ρ≤1000
20
1000＜ρ≤2000
25
ρ＞2000
30
杆塔接地装置型式采用水平环型加垂直接地极，在接地电阻较大的地方，可以考虑增加放射线来满足杆塔的接地电阻。
接地装置的埋深为非农田0.6m，农田为1.0m。
接地体材料采用Φ12圆钢,接地引下线采用Φ12热镀锌圆钢，接地体和接地引下线连接处必须进行防腐处理。
5.3.5金具
本工程导、地线线夹及连接金具优先考虑97定型金具；地线耐张线夹采用液压型铝合金金具，该金具使用非磁性的高强度稀土铝合金材料制造，具有能耗低，强度高，防腐性强和使用方便可靠等特点。
其他金具均选用符合部颁97标准金具的要求。
OPGW光缆金具采用预绞丝金具，由中标厂家整套提供。
5.3.6线路主要杆塔和基础型式
5.3.6.1主要杆塔型式及选择
本工程在路径受限的地区推荐采用钢管杆，其余可立塔的地区推荐采用自立式铁塔。
其中双回路铁塔采用2011年国网典设1D5模块杆塔；其余杆塔均为成熟使用塔型，已在新疆其它工程中使用。
这些型式的杆塔受力清晰，结构合理，所耗钢材少，加工、施工都很方便。
本工程全线采用10mm覆冰，基本风速V=27.5m/s进行杆塔设计。
根据新疆地区的气象特点，推荐采用以下8种杆塔。
双回路角钢塔共4种，分别为：
1D5-SZ2直线塔，1D5-SJ3（40°～60°）转角塔，1D5-SJ4（60°～90°）转角塔和1D5-SDJ（0°～90°）终端塔；四回路角钢塔1种：
SJT2（45°～90°）转角分支塔；双回路钢管杆1种：
SJG4（40°～90°）转角（0°～60°）终端杆；四回路钢管杆2种：
1SSZG201直线杆和1SSGJ202（20°～90°）转角终端杆。
经济指标详见《杆塔一览图》（附图11~12）。
5.3.6.2主要基础型式及选择
杆塔基础型式选择，应根据线路的地形、地质特点以及杆塔型式、施工条件，并按照经济环保的原则综合确定。
本工程推荐直柱板式基础和阶梯式基础，具体说明如下：
本工程地质条件差，地耐力低，尤其有地下水容易产生流砂现象、基坑无法深挖，采用直柱板式浅埋基础和阶梯式基础，大底板承受下压，基底地基应力小，大底板增大上拔土体来承受上拔力。
由于该基型埋深浅，施工时不会出现大开挖泥水坑的困难，施工简单，可满足工程需要。
综上所述，本工程拟采用直柱板式基础和阶梯式基础。
基础型式详见《杆塔基础型式一览表》（附图13）
6节能、环保、抗灾措施分析
6.3线路节能分析
能源将是当前和今后相当长一个时期内，制约我国经济社会发展的突出瓶颈，直接关系到全面建设小康社会的目标能否顺利实现。
节能降耗是缓解我国资源约束的根本出路。
到2010年，我国单位GDP能耗降低20%，这是国家“十一五”规划纲要中提出的节能降耗目标。
电力行业是经济发展中的基础行业，作为能源产业和消费链中的重要环节，节能降耗，电力应先行。
6.3.1线路架设方式选择。
线路采用同塔建设，有效的利用了走廊。
6.3.2导线材质选择。
1）导线材质节能
导线的选择主要是对导线经济电流密度、允许发热条件下线路极限输送容量、表面场强、起晕电压、电晕损耗、地面场强、可听噪声和无线电干扰的控制，应在满足设计标准的前提下，使得设计方案最经济、环保。
本工程线路导线所选型号，降低了线损。
同铝包钢绞线和铝合金绞线相比，钢芯铝绞线铝线导电率最高，可以达到同等截面铜导线的61～63%，线损最小，能源利用率最高。
6.3.3金具节能。
采用铸铁和螺栓组合成的耐张线夹和悬垂线夹（包括防振锤），用这种材料制成的金具在导线中通过交变电流时形成一个闭合的磁回路，铁磁物质在交变磁场作用下反复磁化的过程中，其磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，这就是所谓磁滞现象。
在反复磁化的过程中，由于磁畴的反复转向，铁磁物质内部的分子摩擦发热而造成能量损耗。
构成闭合回路的电力金具在反复磁化过程中，因为磁畴反复转向导致的这种功率损耗，就是所谓的磁滞损耗。
这一交变磁场在金具内部也会产生感应电动势和感应电流，即涡流，由于钢铁材料电阻的存在，必然产生有功率损耗，即涡流损耗。
当电流增大时，磁滞损耗随磁通密度的1.6～2.0次方上升，涡流损耗随磁通密度的2.0次方上升。
涡流和磁滞损耗产生的热量使金具内的导线温度升高，使该处导线的机械强度下降，加之线路振动，导线就会在线夹处断股，缩短了线路的运行年限。
据有关资料介绍，导线中通过400A电流时，铁磁线夹比铝合金线夹温度高17℃，损耗多30W。
为了防止电晕和涡流损失，导线耐张线夹采用铝合金材料制造的压接线夹，复合绝缘子串加装均压屏蔽环。
均压环采用铝合金材质。
防振锤采用符合线路要求的产品，其夹板采用铝合金材料。
通过上述节能降耗措施，以达到依靠科学技术、降低消耗，合理利用资源，提高资源利用效率，切实保护生态环境。
推广采用节能、降耗、节水、环保的先进技术设备和产品，强制淘汰消耗高、污染大、质量差的落后生产能力、工艺和产品，有利于资源节约和综合利用，从源头杜绝能源的浪费。
6.4环保措施
6.4.1线路工程环境保护
1）高压输电线路对环境可能产生的影响
杆塔基础平基、开挖，易造成杆塔四周环境失去原有自然状态，植被破坏、土壤疏松
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