2016咨询工程师继续教育送电部分讲义 联系客服

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大型变电所,但设计质量却很好,根据施工单位的施工记录反映,除施工图两处设计稍作改动外,其余均能满足施工要求。

就全国范围而言,“一五”期间,随着电力工业的发展,供电范围的扩大,各地区逐渐形成了110kV电网。而110kV送变电工程的勘测设计主要由直属院承担。这些工程项目在设计初期也是在苏联专家指导下进行的,但设计人员已开始注意在设计中结合中国国情,这主要体现在线路杆塔和变电站构架设计上。为了节约钢材,北京设计分院在下官(下花园—官厅)110kV线路,上海设计分院在马铜(马鞍山—铜官山)110kV线路设计中,首创并使用了钢筋混凝土拔梢电杆。北京设计分院在北京东北郊110kV变电站设计中,将苏联110kV变电站标准设计的型钢变电架构改为采用钢筋混凝土的AII型架构,改进后的设计不仅可以节约钢材50%,而且这种设施在防腐蚀和耐久性方面又具有木材、钢材不可替代的优点,此项设计成果,得到了1956年全国先进生产者会议的奖励,设计者丁祖赢工程师亦在这次大会上荣获“全国先进生产者”称号。

1955年,北京分院配合纺织工业部,完成了缅甸纺织厂35kV变电站的援外工程设计。这个工程虽然规模不大,但良好的设计质量仍得到协作单位和受援国家的好评。

1957年,武汉和上海院开始进行武汉沌口和安徽裕溪口220kV长江大跨越的钢筋混凝土过江塔设计。220kV送电工程的建设已在内地展开。 2﹒独立自主 快速发展 (1958年—1965年

从1958年“大跃进”起,到后来中苏关系恶化撤走专家,形势促使电力勘测设计走上了独立自主发展的通路。这一时间,通过5个直属院部分下放人员与各省原有设计力量的重新调度组合,形成了6个直属院(加西南大区)和22个省、自治区、直辖市都有省院互补的电力勘测设计框架。直属院承担220kV及以下的送变电工程设计;省院承担110kV及以下的送变电工程设计。至“文革”前夕,两级设计机构总人数已近9000人。

自1954年全国第一条220kV松李线路投运后,直属院已将工作重点转移到110—220kV电压等级的工程上来,同时开始研究330kV送变电设计的科研项目。而省院则担当起了35—110kV电压等级送变电工程设计的主力,同时也开始涉足220kV的工程。该期间,通过对一批高铁塔、大跨越、新杆型、新基础、高寒、高海拔、高山区送变电工程以及对导线选择、绝缘配合、消除电晕、接地、风速和导线覆冰、通讯干扰等科研项目的成功实践,开创了送变电设计的全新局面,涌现出一批具有这一时期送变电发展特征的高水平工程,如220kV武汉长江沌口大跨越、220kV皖中裕溪口大跨越、上海过江水底220kV电缆工程,以及通过高海拔、重冰区、强地震区的云南220kV宣昆(宣威—昆明)线和海拔超过4000m、高寒区占56%、戈壁占44%、风速达35m/s、覆冰厚达10cm的110kV甘肃洒镜(嘉峪关电厂—镜铁山矿区)送电线路等。

东北院经过几年的研究试验,于1965年首次提出了“钢芯铝绞线综合拉断力的合理计算与分析探讨”的科研报告,建议在导线计算中,采用欧美等国通用的综合拉断力方法代替当时的苏联虚假应力计算方法。该项成果发表后,被列入国内《送电设计技术规程》,并为国际上所采纳。

国外一些国家为实现地线通信、供电或降低电能损耗,先后采用了地线绝缘的作法,但由于地线绝缘后影响防雷效果及继电保护的灵敏度,故均只对双地线中的一根进行了绝缘,另一根则仍处于完全接地状态。1963年在220kV云首(云峰—本溪—首山)线工程设计中,东北院送电及继电保护专业人员,针对防雷及

继电保护灵敏度问题进行了分析、计算和研究,最后决定在工程中采用两根地线全绝缘方案,并获得了成功,该项技术在国际上处于领先水平。地线全绝缘技术在中国经过多年的运行,效果良好。该项技术已被列入中国《送电设计技术规程》。 1960年至1962年,为解决国内一些地区电网供电紧张状况,采取了线路升压的措施。为了做好这项工作中,送电设计人员研究并完成了许多新的技术课题。如采用垂直排列的双分列复导线,取消隔离棒的作法,当时在国际上是不多见的。又如结合调查,提出了升压线路的绝缘配合及根据中央导、地线距离的设计标准等等。这些创新设计均为以后的电网运行和送电线路设计标准的制定,提供了有益的依据。

1958年建成的220kV武汉长江沌口大跨越和1960年建成的皖中长江裕溪口大跨越,其主跨距、塔高分别为1722.5m、1411m和146.8m、116m,当时在国际上均属较大型的跨越。特别是工程所采用的钢筋混凝土结构的跨越塔,也是世界首创。大跨越设计是涉及导线、地线选型以及防舞动、防振、高塔绝缘配合、防雷技术、金具设计、杆塔与基础设计等多方面技术的综合性设计。这两个大跨越的设计成功,充分显示了送变电设计总体水平已跃上了一个新台阶,达到了世界先进水平。

基础设计已开始多样化,除了现浇混凝土基础外,还结合工程设计了岩石基础,预制装配基础、金属基础及高低腿基础等。这些杆塔基础,都是根据现场实际情况,经过研究试验而设计的,其设计原则是在保证安全可靠的前提下,节约投资、方便施工、缩短工期。

在这一时期,由于省院的相继建立,110kV及以下的变电工程设计,已主要由各省院承担,直属院在220kV虎石台变电站投运后,重点进行了220kV变电设计的系统总结与提高,以便使220kV变电工程设计技术进一步完善和发展。如220kV两层高型层外式配电装置设计、采用隔离开关带导电棒铝管硬母线的简化配电装置结构的设计与应用等,是这一时期变电设计技术进步的标志。一九六四年,开始进行秦安、汤峪变电站的前期工作,拉开了超高压330kV变电工程设计的序幕。

3﹒“文革”期间艰难发展(1966年—1978年)

文革期间,部分设计院机构撤消,人员下放,使队伍的整体能力有所下降,但通过设计人员的努力,电力勘测设计在困境中仍然得到了发展,330kV超高压送变电工程的建成与投运,标志着设计性上了一个新的台阶。 这一时期,国民经济的整体发展速度,决定了送变电线路的建设发展比较缓慢,但技术水平还是在不断的提高。一九七二年,中国自行建设的第一条330kV刘天关超高压送电线路,在西北地区建成投产。1975年,东北院开始中国第一条500kV元锦辽超高压送电线路设计的技术准备,1977年进行初步设计,1978八年10月完成初步设计。330kV及500kV超高压电压等级的出现,是这一时期中国送变电设计技术重大突破的主要标志。在“山、散、洞”方针左右下,个别变电工程在选址上也出现了失误。

330kV刘天关送电线路,是中国送变电发展史上的一个里程碑。线路西起甘肃的刘家峡水电厂,经天水变电所,止于陕西眉县境内的汤峪变电所,线路全长534km,其中刘家峡至天水变电所为275.5km,天水变电所至关中变电所为

258.5km,大部分路段海拔在1500m—2000m之间。该送电线路的投运将关中、天水、兰州、西宁几个独立电网连成一体,形成了陕、甘、青联合电力系统,充分发挥了水电效益。该线路是中国第一个330kV送变电工程,1967年10月国家批

准设计任务书,1969年列为国家重点建设项目。设计中实行了“工人、技术人员、领导干部”三结合和“设计、施工、运行”三结合的工作方式。设计人员以西北院为主,并有西南、东北院及电力建设研究所部分人员参加。1969年11月完成初步设计,1971年5月完成施工图设计并全面开工。1972年6月正式投入运行。刘天关送电线路工程是由中国自行设计、制造和安装的第一条超高压送电线路,由于在设计中积极采用新技术,推动了中国超高压送电技术的发展,为以后建设更高电压等级的送电线路工程打下了基础,该工程设计1978年获全国科学

1973年至1976年间,华东院设计了220kV双回路长江大跨越工程,该工程采用钢管跨越塔,跨越点从长江北岸的南京热电厂到江中八卦洲再到长江南岸的燕子矶,整个工程由北江和南江两个跨越段组成。北江跨越段跨距1107m,耐张段全长1878m,北塔为高125m的直立钢管塔,南塔为166m高的拉线钢管塔。南江跨越段跨距为1933m(当时国内220kV线路跨距最长的一段),耐张段全长2837m,两座跨越塔各高193.5m。工程设计中首次采用钢芯铝包钢导线,履带式悬垂线夹,螺旋式耐张夹以及大吨位玻璃绝缘子等多项新技术,体现了当时国内最高水平。仅钢芯铝包钢导线一项,每年可减少电能损耗1500万kW·h,节约运行费用39万元。工程于1976年建成投运,1981年获国家优秀

从1978年开始,随着我国改革开放政策的贯彻实施,电力勘测设计进入了一个新的发展时期。国内设计单位和科研单位密切合作,开始了对500kV线路的国外科技情报资料收集和科研试验工作,针对500kV线路的绝缘配合、静电感应、无线电干扰、杆塔结构、金具及绝缘子设计等问题进行了大量的试验研究,为我国超高压线路的设计提供了扎实的技术支撑,并于1981年~1982年陆续建成了500kV元锦辽及500kV平武送电线路。500kV线路的建成及其丰富的科研试验和运行经验和运行经验的积累,为我国迈向更高电压级的超高压和特高压线路的建设打下了雄厚的技术基础。职工总数从一九七八年近14000人增加到1999年的19000余人,通过引进西方先进设计技术与装备,不仅掌握了500kV超高压送变电工程设计技术,而且在直流输电等领域获得较快的发展,标识着我国电网工程设计技术和能力已达到或接近国际先进水平。 4﹒改革开放 全面发展 (1979年—1999年)

1981年到1983年间,先后设计建成了交流500kV平武送变电工程和元锦辽送变电工程。设计人员在这两项500kV送变电工程实践中,开发和应用了大量的科研成果,为中国超高压送变电技术的发展打下了坚实的基础。在此期间,东北、华北、华东及南方四省(广东、广西、云南、贵州)的500kV电网建设相断展开。 与此同时,中国的直流输电技术也在同步发展。1987年,全部由中国自行研究、设计、制造、施工和调试的浙江宁波至舟山±100kV直流输电工业性试验线路投入运行;1989年至1990年,葛洲坝至上海跨大区±500kV直流输电工程单、双极先后建成并投入运行。这两项工程的全面建成投运,标志着中国的直流输电技术实现了质的飞跃。

为了节省宝贵的土地资源,节约线路走廊,进入20世纪90年代,设计提倡加大导线截面,采用紧凑型线路等技术。并已建成了500kV同塔双回路和220kV同塔4回路的线路工程,华北的安定至廊坊220kV紧凑型线路已经投入运行,昌平至房山500kV紧溱型线路到1999年底正在建设中,同时三峡送变电工程和部分大城市的500kV线路已开始选用4×LGJ-和4×LGJ-630等大截面的导线。 各院在完成国内设计任务的同时,积极开拓国外市场,参与国外工程项目的

竞争。到20世纪90年代末,电力设计系统先后中标并承接了孟加拉、巴基斯坦、印度尼西亚、菲律宾、越南等国的多项110kV~500kV送电线路工程的设计。 从1981年到1999年,送变电工程共有39个项目获得国家优秀设计奖,其中金奖13项、银奖17项、铜奖9项。 5﹒进入21世纪(2000年至今)

从2005年开始,开创了我国电网发展超越世界先进水平的历程。当年,我国即开始了交流1000kV及直流±800kV电压及电网的各项关键技术的研究,并着手开始了相应工程的可行性研究工作。2006年即着手进行了相应工程的初步设计。目前云南~广州、向家坝~上海、糯扎渡~广东、哈密~郑州±800kV特高压直流输电工程及晋东南~荆门、淮南~上海1000kV交流特高压输电工程均已经投运。目前正在研究并实施±1100kV/1100万kW特高压直流输电工程。我国特高压输电技术的发展已经领先于世界发展水平。 电网设计技术发展的三个阶段

第一阶段,50年代-80年代,送电工程由三段设计改为两段设计,勘测设计手段、方法、设计技术和水平的提高,计算机技术的应用;变电工程主要是制定超高压变电所一系列技术政策、技术原则、技术条件、技术规定,开展技术研究、进行技术培训。

第二阶段,80年代中期-90年代末,500kV送变电设计技术的研究和实践;串联补偿技术的应用;全数字化摄影测量系统(GPS)在送电线路的应用;并参与世界竞争。

第三阶段,2000年以来,大力发展更高电压交直流输变电技术,进行特高压输变电技术的示范建设。

新中国成立后,由于国家政治及经济形势的需要,我国送变电设计、建设得到快速发展。

1952年7月-1954年1月,我们白手起家,自主设计、建设我国第一条220千伏送电线路:220千伏松东李送电线路(“一五”期间的506工程);

1969年3月-1972年1月,自主设计、建设我国第一条330千伏送电线路:刘家峡-天水-汤峪330千伏送电线路;

1978年8月-1981年12月,自主设计、建设第一条500千伏送电线路;平顶山-武汉500千伏送电线路;

2002年2月-2005年9月,自主设计、建设第一条750千伏送电线路:官亭-兰州东送电线路;

2005年11月-2009年1月,自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的第一项1000千伏特高压交流工程:1000kV晋东南~南阳~荆门特高压试验示范工程. 目前,我国特高压输电技术的发展已经领先于世界发展水平。

2014年全国全口径发电设备容量136019万kW,其中水电30183万kW,火电91569万kW,核电1988万kW,并网风电9581万kW。2014年新增发电设备容量10350万kW,其中水电2185万kW。新增220kV及以上线路回路长度3.61万km,新增220kV及以上变电容量2.24亿kVA。截至2014年底,全国电网220千伏及以上输电线路回路长度、公用变电设备容量分别为57.20万千米、30.27亿千伏安。 电网规模和发电能力位列世界第一。

220千伏--1000千伏交流输变电工程典型工程案例如下: (一)、220kV输变电工程 “一五”期间,由于国家政治经济形势的需要,我国送变电设计得到快速发