兖州煤业榆林60万吨甲醇项目供水工程输电线路方案比较

1厂外输电工程概况本工程加压泵站位于圪求河李家梁水库大坝下游左岸河漫滩上。泵站围墙距离大坝坝脚367m，距离泵站后侧公路最近约35m，距离坝下游路和输电杆约107m。35kV变电站位于泵站厂区北侧。泵站安装水泵电动机组5台（3用1备），每台电机功率450kW，总装机容量2250kW。根据供配电系统设计规范，本工程用电负荷等级按二级负荷设计，宜采用两回线路供电。其中一路供电电源从孟家湾乡变电站供给，泵站距该变电站约8km。我院承担孟家湾~泵站段输电线路的设计任务。输电线路电压等级为35kV，输送容量为2.2MVA，回路数为一回。导线型号：钢芯铝绞线LGJ-120/25镀锌钢绞线（避雷线）GJ-35其中避雷线在进、出线段1～2km处架设。2自然概况2.1地形输电线路跨越榆溪河河谷一次。榆溪河河谷宽度400~100m，河槽宽一般小于50m；左岸平缓，为耕地；右岸较陡，与波状沙丘地相连。沙丘高度普遍低于6~10m，植被较为稀少，地形较为开阔。旧210公路沿榆溪河左岸布置，其临河侧为耕地，树木较为茂盛，树木高度一般小于10m。孟家湾变电站地面标高约1190m，河漫滩标高约1177m~1169m，泵站厂区地坪标高为1148.3m。2.2地质沿线地层主要为第四系风积、冲洪积、湖积的沙类土、粘性土等，下伏侏罗系砂岩。工程区属构造稳定区，地震基本烈度小于Ⅵ度，可不考虑地震液化问题。地震动峰值加速度＜0.05g，反应谱特征周期为0.35s。工程区属干旱、半干旱大陆性气候，封冻期较长，标准冻土深度1.5m。线路主要通过地层为Q4al细砂、Q4eol+l\Q4eol粉、细砂层，局部为粉土。砂土天然休止角水上φ=30～31°，水下φ=25～26°，粉土天然休止角水上φ=31～32°，水下φ=26°。地下水属孔隙潜水，埋藏深度：河漫滩0.5～1.0m，砂丘区0.6～5.0m；含水层主要为细砂层，中等～弱透水，k=1.2～6×10-3cm/s；施工输电杆时应注意排水。榆溪河河床略高于漫滩，河流为堆积型。2.3水文榆溪河洪峰流量较小，枯水季流量仅5m3/s左右。由于河槽较窄，输电线路可以一档跨越，施工基本不受洪水影响。2.4气象榆溪河流域属北温带半干旱大陆性季风气候。据榆林气象站统计，多年平均气温为8℃，极端最高气温为38.6℃(1953年)，极端最低气温-32.7℃(1954年)，多年平均水面蒸发量1030.6mm，多年平均最大风速17m/s，最大冻土深度为1.48m，输电杆埋深应考虑冻土影响。3输电工程设计3.1设计依据（1）《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-97；（2）1：10000地形图。3.2设计原则：3.2.1路径35KV架空电力线路路径的选择应综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素，统筹兼顾，全面安排，做到经济合理、安全适用。应避开洼地、冲刷地带、不良地质地区以及影响线路安全运行的其它地区。35KV架空电力线路通过林区，应砍伐出通道。通道宽度不应小于线路两侧向外各延伸林区主要树种的生长高度。导线与树木（考虑自然生长高度）之间的距离不小于4米。35KV架空电力线路对地面的最小竖直距离为：人口密集、居民区7ｍ；人口稀少、非居民区6ｍ；交通困难、行人很少地区5ｍ。35KV架空电力线路与其它架空线路交叉跨越时，其距被跨越线路最小竖直距离为3ｍ。耐张段的长度不宜大于5km。3.2.2导线、地线、绝缘子和金具3.2.2.1架空电力线路的导线一般采用钢芯铝绞线，地线采用镀锌钢绞线。本输电线路输送容量为2.2MVA，按经济电流的负荷值选择LGJ-120/25，与导线相配合地线采用GJ-35。3.2.2.2导线的张力弧垂计算采用各种气象条件下最大使用张力和平均运行张力作为控制条件。地线的张力弧垂计算采用最大使用张力和平均运行张力和导线与地线间的距离作为控制条件。导线与地线间在档距中央的距离应符合S≥0.012L＋1式中S——导线与地线间的距离在档距中央的距离（m）L——档距（m）3.2.2.3绝缘子和金具的机械强度安全系数应符合下表的规定：类型安全系数运行工况断线工况悬式绝缘子2.71.8金具2.51.53.2.3绝缘配合、防雷和接地3.2.3.135KV架空电力线路宜采用悬式绝缘子，型号：XP-60；对海拔高度为1000～3500ｍ其数量由下式确定：nh≥n(1+0.1(H-1))式中nh——海拔高度为1000～3500ｍ绝缘子数量(个)n——海拔高度为1000以下绝缘子数量(3个)H——海拔高度（ｍ）3.2.3.235KV架空电力线路进出线段宜架设地线。3.2.4杆塔、档距3.2.4.1杆塔分类：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆等。3.2.4.2杆塔形式：35KV单回路线路一般采用钢筋混凝土电杆。根据工程设计经验，其经济称呼高为12ｍ。（经济称呼高指杆塔横担下缘到设计地面的竖直距离）3.2.4.3档距：工程中按照电压等级选取杆塔的经济称呼高，反推出最大弧垂，算出杆高允许档距，在杆塔排位时，尽可能地使定档距接近杆高允许档距，以便充分利用杆高，降低工程建设造价。3.3输电线路比选制定本方案前，设计人员对线路地形地貌、道路地物进行了实地踏勘，并与孟家湾乡、榆阳区电力部门有关领导及技术人员进行了交流和沟通。根据地形图资料、现场踏勘，结合线路通道情况，本着路径最短、转角少、转角度数小、交叉跨越少、施工及运输方便、地形及地质较好等原则布置输电线路。本工程线路的布置主要围绕如何跨河、跨河后如何到达泵站两个问题，拟定以下四种路径方案（见线路路径图）：3.3.1方案一本方案由孟家湾变电所（O1）经B1、D2、AY2、AY1至本供水工程加压泵站（O2）。从孟家湾变电所出发，线路起始段约1.1km主要沿公路东侧布置，沿途经过部分耕地，并有一定数量的树木。在供水压力管道A2点附近与压力管线并线，再沿管线逆行至泵站。线路全长7148米（未考虑因高程变化引起的线路误差，其它同）。本方案的优点是路径较短，除O1B1段（起始段）外，其它路段均沿输水管路布置杆塔，地形条件较好，施工及运输方便，便于利用压力管道施工通道，减少河滩征地和赔偿。本方案的不利点是在O1B1段需经过成片基本农田及绿化种植区，为保证今后线路的安全运行，需砍伐一定数量的树木，开出一条线路通道，并占用一定数量的基本农田。另外，根据随行踏勘的孟家湾乡张副乡长介绍，占用的耕地分属两个不同的村庄，部分耕地两村本身就有纠纷，赔偿难度较大。3.3.2方案二本方案由孟家湾变电所（O1）经C1、C2、C3、C4、D2、AY2、AY1至本供水工程加压泵站（O2）。线路从孟家湾变电所出发，跨过旧210公路，沿公路西侧（临河侧）随公路布置，沿途经过河漫滩耕地，也在压力管道A2点附近与管线并线，沿管线直至泵站。线路全长7396米。本方案的优点是，起始段约1.2km（O1至C1、C2、C3、C4路段）基本沿旧210国道架设杆塔，地形条件较好，运输较为方便；跨河后优点同方案一。本方案最大的缺点是线路转角多、输电杆多、档距短，施工场地狭小，公路西侧沿线树木较为茂盛，且以乔木居多，树木排列与输电线路平行，砍伐量较大，建立线路通道困难；如果将线路再向西移（靠近河道方向），布置于耕地中间，可以避免与树木交叉，但与农田耕作冲突较大；同时，线路走向与耕地分界线垂直，需要跨越不同的田块，牵扯的农户较多，协调难度较大。该段线路树木、占地赔偿费用最大；工程建成后，随着沿线树木的生长，线路运行期维护工作量及难度较大。3.3.3方案三为避免与公路两侧的树木、耕地避让，输电线路从孟家湾变电所出发，基本以直线垂直跨越210公路和榆溪河河谷，到达河对岸，迅速摆脱公路东侧的不利条件，该段线路长度约660m；跨河后的线路拟定了三、四两个方案。方案三由孟家湾变电所（O1）经D1、D2、AY2、AY1至本供水工程加压泵站（O2）。跨河后，线路沿榆溪河右岸沙丘地向下游行进约1.74km，迅速与压力管道并线，再沿管线逆行至泵站。本方案线路全长7523米。本方案的优点是，避开了大量的农田及其耕种权纠纷，也避开了公路沿线的绿化区，十分有利于线路通道的建立；线路与树木排列走向垂直，有利于减少砍伐数量，同时与田块分界线平行，牵扯的农户少，有利于赔偿协调；另外也充分利用了已建成的输水管路通道，地形平坦，用于补偿、赔偿的费用较低。本方案的缺点是跨越圪求河河谷距离比方案一、二稍长，跨河后至并线前的1.74km线路施工交通条件较差，需要修建临时道路，输电线路也比前两方案长。3.3.4方案四本方案由孟家湾变电所（O1）经D1、E1至本供水工程加压泵站（O2）。跨河段与方案三相同；为缩短线路长度，过河后直线到达泵站。该方案线路全长6578米。该方案的优点是线路最短，基本沿直线布设，转角少、档距长，节省工程投资。该方案的缺点是，跨河后需重新建立线路通道，不能利用压力管线形成的既有通道，施工及运输条件较差，地形起伏较大，必要时需推移、削平部分高大沙丘，用来延长档距。3.3.5方案比选各方案对比分析见下表：输电线路方案对比分析表项目方案一方案二方案三方案四长度（m）7148739675236578跨河前长度12801490655655跨河后长度5868590668685923征地协调较多、难度大多、难度较大少、难度小较多、难度小砍伐树木较多多少少交通条件较好好较好较差地形条件较好好较好较差后期管护较差差好好转角较多多较少少档距较短短较长长土方量较少少较少多根据以上对比分析，方案三具有征地少、难度小、树木砍伐量少、能充分利用压力管线已成的通道，减少二次征地及土方工程量，转角少、档距大等优势。因此本阶段推荐方案三。4输电线路分界点本工程线路以孟家湾变电所第一基杆塔为输电线路分界点。供电部门负责变电所~第一基杆塔的线路设计、施工、安装（不包括杆塔）。我院负责变电所外第一基杆塔~泵站段线路设计。5建议（1）本输电线路工程方案的确定，特别是关系到施工临时征地及永久征地的协调问题，应当充分听取当地政府（区、乡）、电力、计划、环保、林业、国土资源、交通等部门的意见，制定出可行、合理、经济的方案。（2）经过现场勘查、测绘后，一旦确定了线路走向，特别是耕地内的杆塔的位置后，不要轻易变更，以免引起征地赔偿及协调难度的加大。（3）和有关部门商定一个长期的约定，保证线路运行期的后期管护能顺利进行。兖州煤业榆林60万吨甲醇项目供水工程35kV输电线路方案设计说明陕西省水利电力勘测设计研究院陕西省水利电力工程咨询有限责任公司二〇〇六年七月·西安目录1厂外输电工程概况..............................................................................12自然概况...............................................................................................12.1地形....................................................................................................12.2地质....................................................................................................22.3水文....................................................................................................22.4气象....................................................................................................23输电工程设计................