CN210201430U - 变电站16回路220kV架空出线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超高压输电技术领域，公开了一种变电站16回路220kV架空出线结构，针对变电站220kV出线采用前后排高低构架型式出线，终端塔采用4基同塔四回路并行架空出线的的出线结构，同塔四回路上两回搭接后排高构架出线、下两回搭接前排低构架出线，解决了变电站出口段廊道狭窄与大量出线回路之间的矛盾，极大地压缩了出线廊道宽度，提高了出线廊道的土地资源利用率。

Description

变电站16回路220kV架空出线结构

技术领域

本实用新型涉及超高压输电技术领域，特别涉及一种变电站出口段廊道狭窄条件下的16回路220kV架空出线结构。

背景技术

变电站常规出线方式有架空出线和电缆出线两种。架空出线即在变电站新建构架和线路终端塔(杆)之间架设导线的出线方式，目前架空出线主要有单回路出线和同塔双回路出线两种。电缆出线即从变电站GIS或户外(电缆)终端向站外敷设电缆的出线方式，站内敷设方式一般采用电缆沟，站外采用隧道或排管。

如上所述的两种出线方式各有其优缺点：电缆出线投资高但对通道要求低，架空出线投资低但对通道要求高。

对于电缆出线，由于敷设于地下，因此仅需考虑已有的地下管线因素，而无地面廊道的问题，但其投资巨大且随着出线回路数越多土建投资会大幅增加，因此在工程应用中，不会作为回路众多情况下的出线方案使用。

对于架空出线，采用单回路出线或同塔双回路出线，其出线廊道宽度分别受终端塔横担宽度、构架宽度控制。

以220kV出线16回路为例，

若按单回路架空方式出线，其出线占用走廊宽度达250m，如图1所示，折每回廊宽15.6m；

若按同塔双回路架空方式出线，其出线结构如图2所示，其出线占用走廊宽度为195m，如图3所示，折每回廊宽12.2m；

若按2条隧道并排敷设的电缆出线，无需终端塔，但需要建设集线工作井和电缆隧道(均位于地下)，如图4所示。

因此，目前亟需一种能够解决变电站出口段廊道狭窄与大量出线回路之间的矛盾，提高出线廊道的土地资源利用率的新型的变电站架空出线结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变电站16回路220kV架空出线结构，能够解决变电站出口段廊道狭窄与大量出线回路之间的矛盾，极大地压缩出线廊道宽度，提高出线廊道的土地资源利用率。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种变电站16回路220kV架空出线结构，包括：

双层构架和4个四回路塔；

所述双层构架包括前后两排、前低后高的出线构架，分别为：前排出线构架和后排出线构架；

所述双层构架的每排出线构架都分为4跨，每跨架设2个回路；

第一四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第一跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第一跨出线；

第二四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第二跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第二跨出线；

第三四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第三跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第三跨出线；

第四四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第四跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第四跨出线。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

针对前后排高低构架设计的变电站16回路220kV出线，采用4条垂直排列布置的同塔四回路并行架空出线的出线结构，解决了变电站出口段廊道狭窄与大量出线回路之间的矛盾，极大地压缩了出线廊道宽度，提高了出线廊道的土地资源利用率。

进一步，针对变电站双层构架采用垂直排列(上下6层导线横担)布置的同塔四回路出线方式，极大地压缩了出线廊道宽度。

进一步，四回路塔上各导线横担间的层间距加大，以满足上层横担所挂耐张串带电部分与下层横担最小间隙的要求。

进一步地，四回路塔的进线档档距在100m以内，并且出线角度不大于10°，以满足变电站构架设计荷载和张力的限制。

附图说明

图1是现有技术中一种变电站16回路220kV单回路架空出线结构的廊道宽度示意图；

图2是现有技术中一种变电站16回路220kV同塔双回路架空出线结构的示意图；

图3是图2所示的变电站16回路220kV同塔双回路架空出线结构的廊道宽度示意图；

图4是现有技术中一种变电站16回路220kV全电缆出线结构的示意图；

图5是本实用新型第一实施方式中一种变电站16回路220kV架空出线结构的平面示意图；

图6是图5所示的变电站16回路220kV架空出线结构的三维示意图；

图7是图5所示的变电站16回路220kV架空出线结构的廊道宽度示意图；

图8是本实用新型一个优选实施例的设计流程图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

术语解释：

架空输电线路：用绝缘子和杆塔将导线架设于地面上的电力线路。

同塔四回路：架空输电线路的铁塔上架设四回线，目的是减少线路走廊，主要用于土地资源紧张、线路走廊有限的经济较发达地区。

双层(布置)构架：出线构架分为前后两榀，前低后高，是变电站的一种新型的构架布置方式。

架空出线：即在变电站新建构架和线路终端塔(杆)之间架设导线的出线方式。

为了解决紧凑型设计变电站的多回路合理架空出线和控制出线走廊宽度的问题，本实用新型提出了一种变电站出口段廊道狭窄条件下的16回路220kV架空出线结构。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型第一实施方式涉及一种变电站16回路220kV架空出线结构。图5和图6是该变电站16回路220kV架空出线结构的结构示意图。

具体地说，如图5和图6所示，该变电站16回路220kV架空出线结构包括：

双层构架和4个四回路塔33；

所述双层构架包括前后两排、前低后高的出线构架，分别为：前排出线构架22和后排出线构架11；

所述双层构架的每排出线构架都分为4跨，每跨架设2个回路。如图5和图6所示，每排出线架构上的两个黑色圆点之间为1跨。如图6所示，每排出线架构上的每跨架设2个回路，其中的A、B和C用于表示每个回路的三相(即上相、中相和下相)。

第一四回路塔33上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架11第一跨出线，下两回搭接所述前排出线构架22第一跨出线；

第二四回路塔33上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架11第二跨出线，下两回搭接所述前排出线构架22第二跨出线；

第三四回路塔33上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架11第三跨出线，下两回搭接所述前排出线构架22第三跨出线；

第四四回路塔33上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架11第四跨出线，下两回搭接所述前排出线构架22第四跨出线。

如上所述，针对变电站220kV出线采用前后排高低构架型式出线，终端塔采用4基同塔四回路的出线结构，同塔四回路上两回搭接后排高构架出线、下两回搭接前排低构架出线，如图7所示，其出线廊道宽度仅95m，折合每回路廊宽仅6m，极大地提高了出线廊道的土地资源利用率。

进一步地，优选地，所述前排出线构架高14-15m，所述后排出线构架高20-22m，所述前排出线构架和所述后排出线构架间距26-28m，每排出线构架上的每跨长25-26m。

作为一个优选实施例，前排出线构架高14.5m，后排出线构架高21m。前后两排出线构架间隔27m；每排构架各4跨，每跨25.5m，则每排构架宽102m。

在本实施方式中，所述4个四回路塔33均为四回路分支耐张塔。

并且，进一步地，优选地，所述四回路塔33包括：

塔身；

设置在所述塔身的塔头顶部的地线横担；

设置在所述塔身的塔头下部，并且自上而下依次垂直排列的第一导线横担、第二导线横担、第三导线横担、第四导线横担、第五导线横担和第六导线横担。

其中，所述地线横担用于架设地线；

所述第一导线横担用于架设同塔四回路的上两回的上相；

所述第二导线横担用于架设同塔四回路的上两回的中相；

所述第三导线横担用于架设同塔四回路的上两回的下相；

所述第四导线横担用于架设同塔四回路的下两回的上相；

所述第五导线横担用于架设同塔四回路的下两回的中相；

所述第六导线横担用于架设同塔四回路的下两回的下相。

本实用新型针对变电站双层构架采用垂直排列(上下6层导线横担)布置的同塔四回路出线方式，极大地压缩了出线廊道宽度。

进一步地，优选地，所述四回路塔33上各导线横担间的层间距加大。在一个优选实施例中，所述四回路塔33上各导线横担间的层间距在通用设计的基础上增加300mm，以满足上层横担所挂耐张串带电部分与下层横担最小间隙的要求。

另外，受变电站构架设计荷载和张力的限制，所述四回路塔33的进线档档距在100m以内，并且出线角度不大于10°。

并且，所述4个四回路塔33的塔位和呼高是根据变电站构架设计条件、档中导线弧垂间距、导地线上拔和相邻线路平行间距确定的。

综上所述，在本实用新型中，针对变电站220kV出线采用前后排高低构架型式出线，终端塔采用4基同塔四回路并行架空出线的的出线结构，同塔四回路上两回搭接后排高构架出线、下两回搭接前排低构架出线，解决了变电站出口段廊道狭窄与大量出线回路之间的矛盾，极大地压缩了出线廊道宽度，提高了出线廊道的土地资源利用率。

下面通过一个优选实施例，详细介绍本实用新型的技术方案。

本实用新型技术方案是为了解决220kV架空出线工程的难点，所述难点主要包括以下几个方面：

1)变电站出线构架布置方式(前后排高低构架型式出线)的限制--设计原因；

2)地方政府对于压缩新建架空线路走廊宽度的强烈要求--政策处理原因；

3)出线回路数16回--接入系统要求；

4)确保电网运行的安全可靠--最基本要求。

本实用新型技术方案通过合理选择终端塔塔位、优化设计塔型、精细调整放线和三维建模校验间距的技术手段，针对前后排高低构架设计的变电站采用了4条垂直排列的同塔四回路并行架空出线的出线结构同时实现了16回路220kV出线工程实施的安全可行、本体投资的经济合理和政策处理的便于操作，满足了施工、运行、建管和地方政府多方的要求。本实用新型技术方案的设计流程如图5所示，下面详细介绍如下：

1.合理选择终端塔塔位塔高

根据变电站构架设计条件，综合考虑档中导线弧垂间距、导地线上拔和邻近线路平行间距等因素，合理选择终端塔塔位和呼高。

受变电站构架设计荷载和张力的限制，进线档档距需控制在100m以内且出线角度不大于10°。又由于本技术方案采用垂直排列方式的同塔四回路终端塔(铁塔全高较高)，为免大高差档距比造成①构架承受过大的上拔力②档中导线相间距过近，因此进线档档距也不能太小。

2.优化设计塔型

根据选定塔位和塔高进行实际排位，确定四回路终端塔的杆塔规划条件。按照实际排位结果，验算由于大高差档距比引起挂塔的耐张串下倾角过大对铁塔层间距的影响，根据验算结果，适度加大铁塔的层间距。

经过计算，终端塔上挂耐张串(对构架)下倾斜角最大达到42°，远大于工程中常规情况下的耐张串下倾角，因此有必要对通用设计的铁塔层间距进一步验算。

根据验算结果，四回路铁塔横担层间距需在原通用设计基础增加300mm以满足上层横担所挂耐张串带电部分与铁塔构件(下层横担)最小间隙的要求。

3.迭代调整放线和三维校验间距

由于出线回路数众多且集中，导致同塔上各相之间间距较小、相邻塔的相邻相之间间距较小，因此需要进一步进行各相导线间距的校核，对于未满足规范要求的回路(相)的导线弧垂进行调整放线直至满足要求。

具体验算方法为：1)按照正常进线档计算方法计算各塔每相导线应力从而得到其弧垂曲线K值；2)搭建构架-终端三维模型，代入各相导线弧垂曲线K值，得到各相弧垂的三维模型，计算并读出相近相的空间距值；3)与规范要求值进行比对，对小于与要求值的相进行人为调整K值(放松)并重复步骤2直至调整到相间距满足规范要求，而后根据调整的K值反推出弧垂应力；4)生成全部进线档放线表(调整后的)。

通过本实用新型技术方案和传统搭接方式进行各方面比较来推导和论证本实用新型技术方案的优点。为此，选定一个相对常见的基本技术条件下的出线结构作为平台来从理论上对两方案优缺性的比较，具体详见下表1所示：

表1

由上表可知，本实用新型技术方案投资远低于电缆出线方式，廊道宽度仅双回架空出线方式的一半。因而丰富了变电站出线方案的选项，是对上述两种常规出线方式(方案1和方案2)的完善补充。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，包括：

双层构架和4个四回路塔；

所述双层构架包括前后两排、前低后高的出线构架，分别为：前排出线构架和后排出线构架；

所述双层构架的每排出线构架都分为4跨，每跨架设2个回路；

第一四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第一跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第一跨出线；

第二四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第二跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第二跨出线；

第三四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第三跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第三跨出线；

第四四回路塔上的同塔四回路的上两回搭接所述后排出线构架第四跨出线，下两回搭接所述前排出线构架第四跨出线。

2.根据权利要求1所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述前排出线构架高14-15m，所述后排出线构架高20-22m，所述前排出线构架和所述后排出线构架间距26-28m。

3.根据权利要求2所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，每跨长25-26m。

4.根据权利要求1所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述4个四回路塔均为四回路分支耐张塔。

5.根据权利要求4所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述四回路塔包括：

塔身；

设置在所述塔身的塔头顶部的地线横担；

设置在所述塔身的塔头下部，并且自上而下依次垂直排列的第一导线横担、第二导线横担、第三导线横担、第四导线横担、第五导线横担和第六导线横担。

6.根据权利要求5所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述地线横担用于架设地线；

所述第一导线横担用于架设同塔四回路的上两回的上相；

所述第二导线横担用于架设同塔四回路的上两回的中相；

所述第三导线横担用于架设同塔四回路的上两回的下相；

所述第四导线横担用于架设同塔四回路的下两回的上相；

所述第五导线横担用于架设同塔四回路的下两回的中相；

所述第六导线横担用于架设同塔四回路的下两回的下相。

7.根据权利要求6所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述四回路塔上各导线横担间的层间距加大。

8.根据权利要求7所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述四回路塔上各导线横担间的层间距在通用设计的基础上增加300mm。

9.根据权利要求1所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述四回路塔的进线档档距在100m以内，并且出线角度不大于10°。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的变电站16回路220kV架空出线结构，其特征在于，所述4个四回路塔的塔位和呼高是根据变电站构架设计条件、档中导线弧垂间距、导地线上拔和相邻线路平行间距确定的。

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