输电线路增容改造项目敏感因素分析

洪天炘，张天忠，刘 勇

(国网安徽省电力公司，安徽 合肥 230061)

1 220kV众秋4C53/4C54线增容改造工程方案简介

1.1 线路基本情况

220kV众秋4C53/4C54为原合东(1994年投运)、洛东(2001年投运)2004年开断进永青变、2007年6月开断进秋浦变、2009年9月开断进众兴变形成。全长24.376km，1#～62#(17.98km)为2009年新建2×LGJ-400/35同杆双回，62#～69#(2.56km)为2001年新建LGJQ-400同杆双线，69#～81#分别为1994年、2001年新建LGJQ-400单回线路，线路原途经田野，后因合肥北部大建设纳入城区，地形地貌发生变化，老线路部分多处交跨距离偏紧。

220kV众秋4C53线62#～秋蒲变段同塔双回路长2.56km，共7基铁塔，单回路长约4.0km，共12基铁塔，改造段共19基铁塔，均采用自立式铁塔，塔型分别为:SZ2、PSL、ZM12、ZM21自立式直线角钢塔;SJ1、SJ3、GJ1、GJ6自立式转角角钢塔。共八种塔型。自立塔基础为现浇混凝土台阶式基础。

220kV众秋4C54线62#～秋蒲变段同塔双回路长2.56km，共7基铁塔，单回路长4.0km，共12基铁塔，改造段共19基铁塔，均采用自立式铁塔，塔型分别为:SZ2、PSL、ZM12、ZM21、H自立式直线角钢塔;SJ1、SJ3、SSJ3、GJ1自立式转角角钢塔。共九种塔型。自立塔基础为现浇混凝土台阶式基础。

表1 220kV众秋4C53/4C54线路现状基本情况表

1.2 电力系统分析

1.2.1 改造的必要性及时效性

220kV众秋双线为合肥220kV双环网的重要组成部分，并且作为500kV众兴变的出口线路，作用十分重要。随着合肥地区负荷的迅速增长，某些方式下众秋双线承担的潮流输送任务日益加重，特别是受淮南部分电厂以及合肥电厂#5、6机开机方式影响，部分方式下本线路潮流较重。经计算，自2014年起，在腰荷方式下合肥电厂机组满发以及夏季高峰期间合肥电厂机组停机，本线路单线潮流都将超出400mm2导线的输电能力，因此，本线路既影响合肥电厂机组的送出，也影响合肥环网上各220kV变电站的安全可靠供电，因此，有必要对本线路进行扩容改造，提高输送能力，满足电网运行要求。

考虑到合肥电网今后负荷水平增长迅速，220kV众秋双线潮流今后将逐步增大，根据相关潮流计算校验，本线路今后承担的输电任务将进一步增加，为此改造本线路将能够长期发挥作用。考虑到今后运行需要，本次改造应将原线路输电能力提高一倍，即达到2×400mm2导线的输电能力。

1.2.2 方案可替代性分析

220kV众秋双线是合肥220kV北环网上的重要线路，并且秋蒲变还接有合肥电厂#5机，在机组满发情况下潮流由秋蒲流向众兴变，在机组检修方式下潮流由众兴流向秋蒲变，由此可见本线路潮流受系统运行方式影响大，地位重要。要想解决本线路重载过载问题，除改造本线路外除非再新建500kV众兴变向西至永青方向220kV线路，根据实际情况，一来永青变已经无法接入新线路，二来线路走廊也基本很难开辟，因此基本上没有较好的替代方案。

1.2.3 停电施工对系统运行的影响

由于本次改造的线路大部分为单回路，若实施改造时大部分时间仅停一回线路，则双线全部停电时间较短。根据系统计算分析，在春秋季负荷不大的时候，再结合合肥电厂机组的检修，则改造时对系统的影响可降低到最小，能够满足停电施工的要求。

1.3 更换导线可行性分析

根据系统及调度对本工程输送容量增加100%的要求，本工程在可研阶段，对更换导线方案进行了倍容量导线选择，因增容幅度较大，能够满足增容需求且目前运行经验相对较多的只有碳纤维导线，由于碳纤维导线在安徽省的运行经验不是很理想，曾经出现过两次断芯事故，从线路安全运行角度出发，不推荐采用。因此在后期的可研及初步设计过程中，技术方案重点考虑线路推倒重建方案。

1.4 线路通道情况敏感点分析

根据现场踏勘，220kV众秋线沿线铁塔有腐蚀情况但不严重，由于线路建设年代较早，设计标准偏低，特别是4C54线72#～74#间导线对地距离紧张;该线路原设计导线截面为1×400mm2，短时最大限额输送容量为280MVA(载流量720A)。

经与合肥供电公司生产部门及运行部门人员一同对该线路进行了现场踏勘，了解到该线路运行时间较长，且部分地段存在不利于线路安全运行的因素:

(1)部分铁塔位于公路附近，影响市容的同时也危及线路本身的运行安全。

(2)部分铁塔位于已建小区内，运行维护较麻烦。

(3)部分铁塔对地距离较低。根据实地测量，220kV众秋4C54线73～74#档弧垂对地距离较低。

(4)与中石油加油站距离不满足设计要求。已建众秋4C53、4C54线与文忠路交叉跨越处南侧有一处中石油加油站，如图5所示。本处两侧的杆塔为PSL-24型杆塔，全高为40.5m，根据现场踏勘，线路边线距围墙距离仅8m，距卸油池仅16m，距离不满足《110kV～750kV架空输电线路设计规范》GB50545-2010规程 13.0.8条:“输电线路与甲类火灾危险性生产厂房、甲类物品库房、易燃、易爆材料堆场以及可燃或易燃、易爆液(气)体贮罐的防火间距不应小于杆塔高度加3m，还应满足其他的相关要求。”［1］

另根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012规程中4.0.5条:“一级液化石油气加气站、加油加气合建站的液化石油气罐与站外建、构筑物的防火距离不应小于架空电力线路的1.5倍杆高(二级站为1倍杆高)”［2］，本处也不满足该规程提出的安全距离，存在一定的安全隐患。

(5)线下房屋跨越问题处理。原众秋4C53线与新蚌埠路交叉点附近，线下存在大量民房，初步估算约2500m2，不论采用何种改造方案，都需明确已建线路下房屋处理原则。

综合以上情况，预计该工程在具体建设实施过程中，由于受线路通道内敏感因素影响，建设外部环境相当复杂，施工受阻现象会普遍存在，工程进展会相当缓慢，无法按照正常工程工期完成竣工投运，甚至可能会造成工程无法完成，工程建设的必要性与可行性产生严重的冲突。

2 输电线路增容改造项目敏感因素分析

根据上述工程具体情况，结合工程建设实践经验，以下对增容改造项目建设方案的敏感因素进行简要梳理，并对各敏感因素进行简要说明。

2.1 系统因素

2.1.1 系统建设必要性

在架空输电线路增容改造项目立项前，应充分分析各种系统运行条件下的潮流情况，特别应注重校验线路N－1情况下潮流越限情况，并结合网架情况以及后续系统规划新建设项目对网架的影响，充分论证工程建设的必要性，提出建设需求［3］。

2.1.2 替代方案的可选择性

在项目立项前，应论证在现有网架的情况下，通过合理调度系统潮流，探讨利用调度手段或通过新建配套项目减少重载线路负荷的解决方案。

2.1.3 工程建设过程的停电施工对系统运行影响

架空输电线路增容改造项目在工程实施过程中，将需对待改造线路进行较长时间停电以满足施工需求，应在工程前期结合停电施工方案，论证系统运行是否允许待改造线路较长时间停运，如不具备长时间停电的条件，应考虑其他备选方案。

2.2 已建线路技术条件(仅需在更换扩容导线方案中考虑)

2.2.1 现有线路导线规格及增容需求

根据待改造线路使用的导线规格及增容幅度需求，通过技术经济比较，分析是否有可供选择的增容导线。在目前情况下，当线路输送容量需要增容1倍以内时，根据不同需求，有耐热铝合金、应力转移型钢芯铝绞线、间隙型钢芯软铝绞线、碳纤维导线、铝基陶瓷复合芯导线等多种型式扩容导线可供选择。

2.2.2 备选增容导线生产及运行经验

对选定规格的增容导线，应进行认真的调研和核实，确保所选择的导线有成熟的生产和运行经验。

2.2.3 改造方案对已建线路铁塔、基础及附件的影响

当采用更换导线方案时，应充分考虑已建线路的设计条件及运行现状，从弧垂、各种工况条件下张力及荷载、导线风偏特性等多方面考虑已建线路杆塔和基础对所选择的增容导线的适应性，对局部不满足条件的杆塔或基础应考虑改造或加强措施。

2.3 通道因素

2.3.1 线路通道内房屋及树木的分布

在通常情况下，运行线路的通道能满足运行相关规程规范要求，一般不存在影响线路运行的房屋及树木交叉跨越情况，但不排除在部分地区，由于线路所在区域内城市规划及沿线居民违规建设等原因，通道内有一些不满足线路安全运行要求的房屋及树木。这种情况下，不论采用推倒重建还是更换导线方案，均需要提前明确对线路通道内的交叉跨越设施的处理原则。

2.3.2 线路周边敏感点的分布及对工程建设的影响

除线路走廊外，随着城市建设的发展，已建线路周边也会新建一些敏感设施，如高速公路、铁路、加油站、输油管道等，这些相邻设施虽然在线路保护区之外，但很多情况下都不能满足现有规程规范对架空线路与这些设施安全净距的要求，甚至有一些后建设的敏感设施已侵入线路保护区范围内，如何处理与这些敏感设施的关系，也应提前予以明确。

2.3.3 线路建设执行标准的选择

通常情况下，待改造线路均属于运行时间较长的老线路，线路设计标准一般较低。2008年冰灾后，随着对线路运行可靠度要求的提高，架空输电线路设计标准较以往有较大提高，当改造方案采用全线推倒重建方案时，新建线路可按新标准进行建设，当采用换线方案时，由于需利用原线路大部分杆塔和基础，且增容导线荷载和张力通常较原有导线为大，线路安全储备进一步降低。

由于增容导线阻抗较大且需长时间处于较高运行温度，导致线路损耗增加，从输电线路全寿命周期角度考虑，推倒重建方案一般优于换线方案。

3 结论

文章首先对220kV众秋4C53/4C54线增容改造方案进行介绍，结合工程实际条件，对影响输电线路增容改造方案选择的敏感因素展开梳理，重点对系统因素、已建线路技术条件(仅需在更换扩容导线方案中考虑)及通道因素三个主要方面进行了阐述，并对两种增容改造建设方案优缺点做了简要说明。通过分析，对后期增容改造工程建设方案的选择具有一定的指导意义。

［1］GB 50545-2010，110kV～750kV架空输电线路设计规范［S］.

［2］GB 50156-2012，汽车加油加气站设计与施工规范［S］.

［3］DL/T 5448-2012，输变电工程可行性研究内容深度规定［S］.