同塔多回输电线路的设计及应用

覃 波

(广西电网公司来宾供电局，广西 来宾 546100)

0 引言

电网建设随着社会用电量的与日俱增也在飞速发展，随之产生的安全输电、土地资源紧张等问题也日益明显，为了解决用电紧张问题，同塔多回输电线路的应用研究和建设推广就十分必要。这种设计线路从整体上提高了电能运输的安全性，同时，同塔多回线路排列设计的优化可明显降低对土地资源的占用。本文对同塔多回输电线路不同的设计方案的经济成本进行了分析，并着重讨论了同塔多回输电线路的架线特点。

1 输电线路存在的问题及同塔多回输电线路的发展优势

1.1 现存输电线路中存在的问题

随着社会经济的飞速发展，社会对电力的需求也在迅猛增长，输电线路建设急需扩大。长期以来线路走廊用地缺乏，单回输电线路承受着极大的供电压力。同塔多回输电技术的广泛应用对缓解输电压力具有极其重要的作用，首先同塔多回输电线路的建设具有较大的经济成本节约性，更重要的是这种技术大大增加了电力输送总量，尤其适用于现代化密集居住用电，而现存的单回输电线路因供电能力较差已不能满足发展需求。

1.2 同塔多回路输电线路的发展优势

安全运行是检测输电线路是否具有发展优势的重要指标，由于部分同塔多回输电线路长度相对较短，常见的绝缘闪络、雷击跳闸等线路故障现象发生较常规线路多一些，但统计全国的同塔多回输电线路的重大安全事故几乎为零，整体上同塔多回输电线路的安全运行优势高于其他常规线路。

不同设计方案的同塔多回输电线路的建设成本不同，优化设计的同塔多回输电线路更具有经济效益与发展优势。以同塔双回与同塔四回线路经济成本为例，双回线路与四回线路的电气工程量基本无差别。由于四回线路铁塔高度较双回线路铁塔高，且基础工程量较大，所以在材料成本上双回线路要低于四回线路。线路工程的施工费用主要取决于施工难度，相比之下双回线路的架线难度要低于四回线路的架线难度，故施工费用也较少些。另外，一部分经济成本来自架线对土地资源的征用，线路走廊是架线时土地资源的主要消耗者，同塔双回线路的线路走廊比四回线路多一倍以上，土地征用费用也随之更高。在设计同塔多回输电线路时要跟据地理环境因地制宜，综合不同设计方案的经济优势选择最优设计线路。

2 同塔多回输电线路的设计原则

同塔多回输电线路的设计首先要根据回路中最高的电压等级确定重现期，一般500 kV线路按30年一遇，330 kV及以下电压线路按15年一遇。另外要根据多回线路在系统中的地位决定是否提高取值，当回路在系统中的作用已经到达一级电压水平时要合理提高气象条件取值。

线路对地距离的设计原则是根据不同电压等级和不同区域线路规定不同的对地距离，将居民区与非居民区、单线与双回等情况综合分析。考虑到静电场对地面的影响，同塔多回线路的布线要对地面场强进行预算分析，从而分析出线路最终的对地距离。

同塔多回输电线路的选择不仅影响到线路安全，也会影响耐张杆塔的荷载量，不同工程的架线要根据该工程的杆塔数量和线路安全系数等来选取既能保证安全又可节约成本的导地线。

同塔多回输电线路的架设要注意防雷特性的建立，当塔身高度越高时电感与塔的波阻越大，塔顶如果遭受到雷击沿塔身传播到接地装置后，产生的反射波返回塔顶时间相对增加，从而增加了绝缘闪络跳闸比率。为了提高同塔多回线路的耐雷水平可在布置塔头时减少一定的横担层数，也可为避免同层横担上出现同名相向导线而改变导线相序排列方式，降低遭受雷击的频率。同时可以通过减小地线保护角来降低绕击率，平衡高绝缘可以使线路跳闸的总次数相对减少。加装避雷器，采用悬挂耦合地线也可增强杆塔的防雷特性。

同塔多回输电线路的绝缘配置除了导线需满足相应的技术规程外，还应注意增加回路间导线的间距，具体做到针对档距和杆塔上不同的放电渠道设计线路距离及配置，使线路在外界环境较为恶劣的情况下也能安全运行。对于悬垂串可进行V字型布置，这种布置可减少大风环境下的闪络故障，线路的爬电比距也可适当提高以减少绝缘子清扫工作量。

同塔多回输电线路的塔基及铁塔设计总体要遵循安全可靠的原则，选择的塔形要具备结构简明，可降低计算误差的特性。塔基选择可选取该地区有良好运行经验的型式，注意地理环境较差地区的基础稳固可靠性建设。同塔多回输电线路的载重远超越单回线路，在进行塔身建设时可适当选择高强度钢管，注意架线两端的平衡张力。

随着生态环境的不断恶化，输电线路在建设过程中也要遵循将对周围环境影响降到最低的原则。多回输电线路会产生一定强度的电磁波，这些干扰电磁除了会影响到人体外还会对途经的无线电波、通信信号产生一定影响，在线路设计优化研究中要将对环境干扰降低的课题重视起来。

3 不同排列的同塔多回输电线路设计特点及应用

不同回路数量及排列的输电线路设计要点与应用特点也不尽相同，同塔四回水平排列输电线路的设计特点是首先要将四回路拆分为两个双回路，这种操作具有简便易执行的特点。由于输电线不会从一个变电站以四条回路直接进入下一个变电站，而是都要先进行分路，故一般四回路拆分为双回路。同塔四回线路采用水平布置后两边回路导线的距离会拉大，这对于110kV线路影响不明显，但对220kV线路两边的回路导线距离影响显著，必要时要增加地线来弥补地线对回路保护的减弱。这种同塔四回线路的排列特点是两个双回路并排于塔身左右两侧，在进行线路检修时会影响到对侧回路造成停电区域增加，线路走廊宽度也较大，建设后期线路支接较为复杂，但线路的整体高度处于居中水平，利于后期工程改建和线路交叉。同塔四回水平排列方式的线路的推广受到一定的土地使用制约，且在检修中存有结构上的不足。

同塔四回垂直排列输电线路是基于平行排列不足之处改进的线路结构，这种线路支接的方式可以是对杆塔左右侧回路进行支接，也可对杆塔上下回路进行支接，左右侧回路支接的线路可以直接从四回路塔连接到双回路上，较容易操作。上下侧支接的回路则是按照水平排列的方式先由两个双回路取代四回路，其后分支T接再合并为四回路。这种回路排列首先是较大程度地弥补了平行排列的不足，检修时不会影响到其他回路用电。另外，垂直排列的四回路输电线所占用的线路走廊宽度较水平排列小，具有土地资源利用率高的优势，但也有由于杆塔塔头结构庞大使避雷线屏蔽效果减弱的缺陷。

部分线路经过区域由于线路走廊宽度限制不严格经常采用三角型线路排列，当有110 kV电压线路与220 kV电压线路同塔混压架线时，采用四回线路的水平排列布局会使塔身两侧荷载失衡严重，垂直排列则对铁塔高度有一定要求，工程成本会随之增加。因此可根据具体情况使用三角排列方法布线，220 kV线路布于上面两层，110 kV线路布于下面两层，三相导线排列成三角型回路。

4 结语

同塔多回输电方式在输电线路中越来越被广泛的应用，虽然目前同塔多回输电线路的建设成本比单线输电工程要高，但是其整体的线路运行安全要高于常规线路。在土地资源稀缺紧张的情况下，居民用房土地占用与城市规划建设等方面用地的矛盾越来越明显，输电线土地占用审批也越加严格，同塔多回输电线路可有效节约线路走廊占用地，综合考虑环境保护与节约土地成本的因素，同塔多回输电线路具有良好的发展前景。

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