天津陈塘庄电厂-迎丰变220 kV线路工程设计特点

赵 枫，王占辉，李金超

（天津电力设计院，天津 300200）

天津陈塘庄电厂-迎丰变220 kV线路工程设计特点

赵 枫，王占辉，李金超

（天津电力设计院，天津 300200）

天津陈塘庄电厂-迎丰变220 kV线路工程，是国网天津市电力公司全面贯彻全寿命周期管理理念的输电线路建设的先进典型。本文对工程的设计创新实践成果进行介绍，主要设计亮点有：新型节能导线应用、良导体地线和OPGW均采用分段绝缘单点接地运行方式、导线呈“双曲线”紧缩型布置杆塔规划设计、双回路（鹰嘴）蝶形钻越塔、大截面角钢应用、后注浆灌注桩、栈桥施工方案等。

新型节能导线；分段绝缘、单点接地；紧缩型；后注浆灌注桩。

2008年以来，国家电网公司积极推广输电线路全过程、全寿命周期内“两型三新”建设， 降低输电线路建设和运行成本。天津陈塘庄电厂-迎丰变220 kV线路工程，是2012年国网公司第二批设计竞赛依托项目，在工程设计阶段我院全面贯彻全寿命周期管理理念，积极应用国网公司“两型三新”输电线路建设新技术并进行创新设计。该工程于2012年12月开工建设，2013年09月竣工投产，获国网公司2013年度输电线路优秀设计一等奖。

1　工程概况

天津陈塘庄电厂—迎丰变220 kV线路工程，是陈塘庄电厂送出工程的重要组成部分，项目位于天津市西青区、静海县境内，公路交错纵横，交通条件很好。主要交叉跨越有：荣乌高速公路、500 kV吴桥线、独流减河、规划轨道Z1线、团泊大道快速路等。

工程建设规模为新建同塔并架双回路（局部2.8 km与35 kV双回并架四回路）220 kV输电线路，路径长度26.1 km，地貌为沿海冲击平原，主要技术特性见表1。

表1　工程主要技术特性

根据接入系统设计，单回线路正常额定输送功率480 MW，双回线路正常额定输送功率960 MW，陈塘庄电厂—迎丰变220 kV线路为重要线路，按照结构重要性系数1.1进行设计。

2　工程亮点

2.1中强度铝合金新型节能导线

依据输电线路建设全寿命周期管理理念，通过对常规钢芯铝绞线和新型节能导线（钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导铝绞线、中强度铝合金绞线和特强钢芯软铝绞线）电气性能、机械性能分析比较，工程导线方案选择了年费用最小、运行损耗最低的4×JLHA3-425中强度铝合金绞线，较常规钢芯铝绞线在正常输送功率下年平均费用每公里节省费用2.92万元，40年运行期经济效益明显。

表2　导线电阻损耗与年平均费用比较

3.2采用分段绝缘、单点接地运行方式

线路全线采用双地线配置，一条地线架设OPGW光缆（36芯），另一根为普通地线。鉴于全线路径较短，同时考虑镀锌钢绞线15～20年会锈蚀更换，结合天津地区运行习惯，全线推荐JLB40-150铝包钢绞线，OPGW推荐OPGW-36B1/15。

普通地线和OPGW光缆运行方式均分采用分段绝缘，单点接地的运行方式，较全线逐基接地，预计每年每公里节约电能0.885万kWh，节省费用约0.40万元，经济效益显著。

图1　OPGW分段绝缘方案示意图

图2　良导体和OPGW感应电压和电流ATP仿真计算结果

3.3导线呈“双曲线”紧缩型布置杆塔

以提高单位走廊输送容量、节约占地和减少拆迁工程量为原则，创新规划设计导线呈“双曲线”紧缩型布置铁塔。常规双回路铁塔六相导线呈鼓型排列，本工程规划双回路六相导线呈“双曲线”（也称腰型，“X”型）排列，直线塔型导线横担为鼓型布置，上、下相导线为“I”串挂线，中相为“V”串挂线方式，耐张塔与之匹配横担为双曲线排列。 线路走廊较国网通用设计2H3模块节省1.4～1.6 m，全线26.1 km可节省走廊约40×104m2，单位走廊输送容量较2H3模块提高11.2%，同时克服了传统鼓型塔中相导线绕击率偏高的弊病，提高了防雷性能，具有明显的技术经济优势。

表3　不同塔型（SZ1、SZ2）走廊宽度对比

3.4双回路（鹰嘴）蝶形钻越塔

本工程两次钻越现状500 kV吴桥线路，在室外温度27.2℃情况下，钻越点500 kV线路导线对地高度分别为25.2和26.2m，常规双回路垂直排列线路无法钻越，通常需要500 kV线路升塔改造或220 kV双回局部变单回等方式，存在技术方案复杂、停电施工、实施难度大、投资高、不利于运行维护等问题。

在小角度转角处和大角度转角处分别规划设计双回路鹰嘴蝶形钻越塔、双回蝶形钻越塔，为压缩塔头尺寸，采用硬跳线和软跳线相组合。刚性硬跳线部分为一根铝合金铝管，采用一种四变一的连接装置把四分裂导线跟单根铝管很好的连接起来。同时上相导线在小角度钻越塔、大角度钻越塔外角侧均采用固定上下八字绝缘子串拉紧固定，最大限度减少了塔头宽度。

采用双回路（鹰嘴）蝶形钻越塔钻越方案，较单回路钻越节约线路走廊1.5×104m2，相应节省了线路本体静态投资168万元。

3.5积极应用高强钢、大截面角钢

本工程高强钢占塔重比例约23%。采用高强钢后，较采用常规钢材，直线塔可降低塔重2%～5%，转角塔可降低塔重 6%～10%。工程铁塔总重2450 t，共节省钢材146.35 t。

本工程双回路和四回路大角度转角塔，积极采用L220和L250大截面角钢代替双拼角钢。通过与双组合角钢塔对比分析计算，塔重指标下降5.2%，共节约钢材25.8 t，节省本体静态投资20.6万元。采用大截面角钢不仅节约了钢材耗量，而且避免了双拼角钢受力不均引起的铁塔强度降低的问题，降低了加工及组装难度，具有明显的技术优势，社会效益和经济效益显著。

3.6后注浆灌注桩（PPG）新型基础

本工程中部分大转角和终端塔采用后注浆灌注桩基础型式，采用后注浆技术有效地减小桩径，降低混凝土和钢筋用量，节省基础工程造价约15%～20%，节约本体投资37.2万元。同时，在相同安全系数的前提下后注浆桩的实际可靠度明显比非注浆桩要高，减少桩顶位移和沉降。

3.7合理确定走廊配电线路迁改方案

本工程在独流减河南岸，线路需利用35 kV国独一良管支线路路径2.83 km，规划设计四回路混压并架铁塔，将35 kV线路与新建220 kV线路同塔架设（本工程2回220 kV，切改现状1回35 kV，预留1回35 kV通道）设计，节约了线路走廊，减少占地8.47×104m2，同时对线下绿化带树木高跨设计，社会和生态效益显著。

3.8栈桥施工方案

本工程在独流减河河道中央新建一基双回路直线铁塔，从岸边距离立塔位置最近运距212 m，河中长年流水，水深一般为4.5 m左右。河堤上路面宽度约为 3 m，设计对填土垫道、冬季拉索和搭设栈桥三种施工组织设计方案进行经济技术分析基础上，工程建设推荐采用了栈桥施工组织设计方案，实施后有效地降低了其工程投资。

表4　独流减河中立塔施工方案对比

4　小结

本工程通过输电线路全寿命周期管理理念开展工程设计，线路走廊较常规设计节约线路走廊1.4×105m2，直接节约本体投资496.4万元，年运行节省电能损耗86.65万元，经济效益和社会效益显著。

（1）工程导线方案选择了年费用最小、运行损耗最低的4×JLHA3-425中强度铝合金绞线，较常规钢芯铝绞线在正常输送功率下，全线年平均费用节省费用76.21万元。

（2）普通地线和OPGW光缆运行方式均分采用分段绝缘，单点接地的运行方式，较全线逐基接地，预计每年节约电能23.10万kWh，节省费用约10.44万元。

（3）规划设计导线呈“双曲线”紧缩型布置铁塔， 线路走廊较国网通用设计2H3模块节省走廊宽度1.4～1.6 m，全线26.1 km可节省走廊约4×104m2，单位走廊输送容量较2H3模块提高11.2%，同时克服了传统鼓型塔中相导线绕击率偏高的弊病，提高了防雷性能，具有明显的技术经济优势。

（4）采用双回路（鹰嘴）蝶形钻越塔钻越方案，较单回路钻越节约线路走廊1.5×104m2，相应节省了线路本体静态投资168万元。

（5）本工程双回路和四回路大角度转角塔，积极采大截面角钢代替双拼角钢，塔重指标下降5.2%，共节约钢材25.8 t，节省本体投资20.6万元。

（6）大转角和终端塔采用后注浆灌注桩基础型式，节省基础工程造价约15%～20%，节约本体静态投资37.2万元。。

（7）利用35 kV线路路径2.83 km，规划设计四回路混压并架铁塔，节约了线路走廊，减少占地8.47×105m2，同时对线下绿化带树木高跨设计，社会和生态效益显著。

（8）在独流减河河道中央铁塔施工，搭设栈桥较填土垫道施工方案节约投资270.6万元。

Design Features of 220 kV Line Engineering for Tianjin Chentangzhuang Power Plant-Yingfeng Substation

ZHAO Feng，WANG Zhan-hui，LI Jin-chao
（Tianjin Electric Power Design Institute，Tianjin300200， China）

Tianjin ChenTang Zhuang Power Plant -YingFeng Substation 220 kV transmission line project， is an advanced and typical transmission line construction of State Grid Tianjin Electric Company， which implements the lifecycle management idea completely. This paper introduces the design innovation outcomes of this project， and the main design highlights contains: the application of the new energy-saving wire， adopting sectional insulation and single point grounding operation mode of good conductor shied line and（OPGW） Opticle fibre composite overhead ground wire， the tower planning design of hyperbolic-compact layout of wires， the application of double-circuit（chickpea） butterfly drill towers，and large section angle steel and post grouting for cast-in-situ pile， construction scheme using trestle bridge.

new energy-saving wire； adopting sectional insulation and single point grounding ； compact layout； post grouting for cast-in-situ pile.

TM63

B

1671-9913（2016）04-0067-05

2014-12-01

赵枫（1970- ），男（满族），辽宁北镇人，高级工程师，从事输电线路电气设计工作。