500kV世博输变电工程进线部分建设项目可研报告.docx

1、500kV世博输变电工程进线部分建设项目可研报告500千伏世博输变电工程可行性研究1、工程概述2、系统部分3、线路路径方案4、路径断面方案比选5、电缆选型6、工程设想7、投资估算1、工程概述本报告为进线部分说明书，仅对世博变电站本期二回500kV进线相关的技术问题进行说明，其它部分不在此重复阐述。1.1 工程建设规模500kV世博变电站站址位于成都北路以西，山海关路以南，大田路以东，北京西路以北，进出线均采用电缆形式，在隧道内敷设。其中进线采用3回500kV电缆，输送容量1000MW。本期建设2回，均从500kV三林变电站受电。500kV电缆采用隧道方式敷设，目前有4个备选路径方案，总长度为1

2、5.619.9km。1.2 设计依据和范围1.2.1 设计依据上海电力公司上电计字2004第132号“关于委托500kV世博输变电工程初步可行性研究的函”；上海电力公司发展计划部2005年1月10日关于500kV世博变电站主变规模论证会议的会议纪要。1.2.2 设计范围本可行性研究报告对上海首次使用的长距离500kV电缆的选型、敷设、施工注意事项进行了阐述。在本报告的估算书中，仅计算了500kV电缆2回（本期建设规模）的建设费用，线路长度按照推荐路径方案考虑。1.3 设计规范性文件a 电力工程电缆设计规范 （GB-50217-94）b 发电厂，变电站电缆选择与敷设设计规程 （SDGJ-89）c

3、 高压电缆选用导则 （D2-401-91）d 高压配电装置设计技术规程 （SDJ5-85）e 电力设备接地技术规程 f 火灾自动报警系统设计规范 （GB 50116-1998）g 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 （GB 50168-1992）h. 电缆防火措施设计和施工验收标准 （DLGJ 154-2000）I 交流电气装置的接地 （DL/T 621-1997）J 高压充油电缆施工工艺规程 （DL 453-1991）k. 电缆载流量计算 （JB/T10181.1-10181.6-2000）2、系统部分根据华东电力设计院“500kV世博变电站接入系统”的研究，世博站远景建设3台1500M

4、VA的主变，本期建设2台1500MVA主变，均通过500kV电缆从浦东方向的500kV变电站受电，本期2回来自三林变电站。世博站500kV主接线方式采用线路变压器组方式。为满足世博站的安全可靠供电，本期500kV电缆应满足正常情况下每回1000MW，事故情况下每回1500MW的输送容量。3、线路路径方案500kV世博变电站本期建设2回电缆，均来自500kV三林变电站。结合中心城区道路网规划及世博园区道路规划，设计了4个路径方案。下面将对该4个方案的走向，沿途穿越轨道交通情况，线路长度进行介绍；并通过各方面综合论证提出推荐方案。3.1 路径方案介绍3.1.1 路径方案一南北高架路、斜土路、南车站

5、路、花园港路、沂南路、浦三路、北艾路、锦绣路方案 500kV电缆自北京西路出线后向东敷设至成都北路南北高架立交后折向南，沿南北高架路向南至斜土路，沿斜土路向东至南车站路，再沿南车站路向南至花园港路穿过黄浦江。过江后沿沂南路向东至浦三路，沿浦三路向南至北艾路，沿北艾路向东至锦绣路，沿锦绣路向南至三林500kV变电站。该路径方案穿越轨道交通情况：己建地铁Rl线、R2线各1次；在建轨道交通M4、M8线路各1次；规划轨道交通M5线3次、M6、M1、R4、L4、M7各1次；已建磁悬浮1次。全线长15.6公里，全部为新建电力隧道。3.1.2 路径方案二北京路、西藏路、海宁路、河南路、普育西路、国货路、南车

6、站路、花园港路、沂南路、浦三路、北艾路、锦绣路方案。 500kV电缆自北京西路出线后向东至西藏路，接入在建西藏路隧道，沿西藏路隧道向北至海宁路，沿海宁路向东至河南路，沿河南路向南至陆家浜路，穿过陆家浜路，沿普育西路向南至国货路，再沿国货路向西至南车站路，沿南车站路向南至花园港路穿过黄浦江。过江后沿沂南路向东至浦三路，沿浦三路向南至北艾路，沿北艾路向东至锦绣路，沿锦绣路向南至三林500kV变电站。该路径方案穿越轨道交通情况：M1M2车站、M1R2车站、M1M6车站3座地铁盎交汇点车站；已建地铁R1线1次；在建轨道交通M4线1次；规划轨道交通R4、L4、M7、M5线各1次；已建磁悬浮1次。全线长1

7、7.5公里。其中新建16.7公里，已建0.8公里。3.1.3 路径方案三北京路、西藏路、海宁路、吴淞路、中山路、浦电路、南泉路、临沂北路、浦三路、北艾路、锦绣路方案 该方案拟利用外滩(中山东路)建设地下道路契机，将电力隧道与地下道路结合起来。 500kV电缆自北京西路出线后向东至西藏路，接入在建西藏路隧道，沿西藏路隧道向北至海宁路，沿海宁路向东至吴淞路，沿吴淞路、中山东一路、中山东二路、中山南路至王家码头路，穿越黄浦江，沿浦电路向东至南泉路，沿南泉路、临沂北路向南至浦三路，沿浦三路向南至北艾路，沿北艾路向东至锦绣路，沿锦绣路向南至三林500kV变电站。该路径方案穿越轨道交通情况：M1车站1次；

8、已建地铁Rl、R2线各l次；在建轨道交通M4线1次；规划轨道交通MI、M2、M6、R4、L4、M7、M5线路各1次；已建磁悬浮1次。全线长19.9公里。其中新建19.1公里，已建0.8公里。3.1.4 路径方案四北京路、西藏路、海宁路、新建路、浦东南路、浦电路、南泉路、临沂北路、浦三路、北艾路、锦绣路方案500kV电缆自北京西路出线后向东至西藏路，接入在建西藏路隧道，沿西藏路隧道向北至海宁路，沿海宁路向东至新建路，沿新建路向南，穿越黄浦江至浦东南路，沿浦东南路向南至浦电路，沿浦电路向东至南泉路，沿南泉路、临沂北路向南至浦三路，沿浦三路向南至北艾路，沿北艾路向东至锦绣路，沿锦绣路向南至三林500

9、kV变电站。该路径方案穿越轨道交通情况：M1车站、R4车站2座车站；已建地铁R1、R2线各1次；在建轨道交通M4线1次；规划轨道交通M1、M2、M6、R4、L4、M7、M5线路各1次；已建磁悬浮1次。全线长19.7公里。其中新建18.9公里，已建0.8公里。3.2 路径方案比较3.2.1 方案比较原则 三林世博电力隧道长达十数公里，其间经过的地形情况十分复杂。城区内道路和建筑密集，既有高架道路，又有轨道交通，还要穿越黄浦江。工程实施难度大、造价高，选线过程中应遵循以下几项原则：(1)结合中心城区规划、世博会规划。统一规划，分步实施；三林世博电力隧道应以中心城分区规划为依据，结合正在编制的世博园

10、区总体规划。具体而言，选线应以规划中心城道路网、世博园区道路规划为依据选择合理的隧道走向。(2)尽可能短的隧道长度，以降低工程造价；电力隧道是一项复杂的电气工程，耗资巨大，单位造价高达上亿元/公里。减少电力隧道的长度，对于降低工程造价效果是最显着的。因此，应尽可能减少电力隧道的长度，降低工程造价，减少投资。(3)电力隧道的走向应尽可能顺直； 受施工技术的限制及电缆刚性结构的影响，电力隧道的弯曲半径不可能很小，由此对隧道的线形设计产生了一定的限制。而城市道路基本均为十字相交，电力隧道转向多为90度直角，遇到路幅较窄、路口建筑密集，工作井难以落实的情况，处理难度更大。因此，电力隧道的走向应尽可能顺

11、直，减少转弯，尤其应避免大转角的转向。(4)尽可能避免与轨道交通线共线设置，减少实施难度、避免相互影响； 上海地区因地质构造因素，地铁线路的建设深度一般都较北方岩土地基隧道浅。通常，常规线路段地铁隧道顶部距地面约1415米，在靠近车站处则较浅，而：车站与地面间间距则更小。因此，如果电力隧道与地铁隧道共线建设，两者间的相互距离关系较难处理。尤其在穿越地铁车站时，车站一般沿地铁线路布置距离较长，埋深又浅，电力隧道穿越难度更大。(5)尽可能减少与轨道交通线的交叉穿越，避免穿越车站及换乘枢纽； 电力隧道交叉穿越地铁线路的实施难度要小于与地铁线路的共线布置，通常在地铁线路的上方穿越过去。但地铁在一些主要

12、的道路口多设有车站，在有些情况下电力隧道与轨道交通线相交的位置就位于地铁车站。因此，应尽量减少电力隧道与轨道交通线的交叉穿越。(6)过江点选择应尽可能避开黄浦江大桥； 选择合理的过江点也是三林世博电力隧道整个选线工作的至关重要的环节。过江点选择应根据陆上隧道走向，结合浦江两岸的道路布局来布置。从电力隧道的大体布局来看，过江点应基本位于卢浦大桥下游至陆家嘴之间，其间最大的市政设施为南浦大桥。南浦大桥在浦江两岸均有结构庞大的引桥，引桥下桩位密布，电力隧道要从中穿越十分困难。因此，过江点应尽量避开南浦大桥引桥区域。(7)在建西藏路电力隧道受规模限制难以结合利用，应另辟南北向主通道；西藏路电力隧道在规

13、划建设阶段，仅仅考虑为周边规划220KV变电站服务，在建隧道由于避让轨道交通，起伏较大，其规模、容量对满足500kV主通道的设计要求有一定困难。而且，因西藏路电力隧道设计时尚未考虑与三林世博电力隧道的接口问题，对接难度很大。因此，应另辟一条南北向主通道，以布置500kV电缆及同路由的220kV电缆。(8)应结合城区范围内的220kV变电站布置。此次三林世博电力隧道并不仅仅用作世博变电站500kV电缆进线的通道，它也是中心城区内重要的电力输送通道。根据上海市政府要求架空线入地的文件精神，今后市中心城区将主要采用电缆输电方式。而随着城市的飞速发展，电缆敷设路径的选择也日益艰难，三林世博电力隧道建成

14、后将成为连接市中心重要电力枢纽的主要干道。因此隧道路径的选择也应结合周边变电站的布置和电力负荷输送的需要。3.2.2 各路径方案的优劣电力隧道建于道路之下，需穿越多条轨道交通线，尤以穿越轨道交通线交叉点（一般位于道路口）和穿越车站难度最大，穿越线路其次。在电力隧道穿越的市内众多轨道交通线中，已建线路有R1、R2线，在建线路有M4、M8线，其余均为规划线路。下表中列出了4个方案的穿越情况过江位置结合地铁建设长度（km）穿越轨道交通交汇点次数穿越轨道交通车站次数穿越轨道交通线路次数其它全长（km）方案1世博园区北侧12磁悬浮1次15.6方案2世博园区北侧3.136磁悬浮1次17.5方案3王家码头浦

15、电路0.7110磁悬浮1次19.9方案4新建路浦东南路0.7210磁悬浮1次19.7参照上表并结合前面所述方案比较原则对4个路径方案进行对比：(1)路径方案一优势： 将电力隧道布置于南北高架道路下的慢车道及人行道，同时利用斜土路拓宽契机，将电力隧道设于斜土路下； 过江点选于世博园区东北侧核心区之外的边缘地带，避开了世博会主要场馆区； 隧道长度最短，经济性、可实施性最优；虽然全线穿越12次轨道交通线路，但全线与轨道交通线无共线，比较容易实施；全线没有穿越轨道交通交汇点或车站；不利用西藏路在建隧道；通过扩大电力隧道的规模和容量，将与主信道同路由的8回220KV电缆纳入隧道中，为永嘉、济南、瑞金、宛

16、平、南市5座220kV变电站提供电源，地下空间集约化开发效果明显，极大地缓解了南北向道路的电力排管资源紧张的压力。劣势： 有12处穿越轨道交通线路(其中已建2处，在建2处)； 路径沿已建南北高架建设，高架桥梁地下密布桩位，电力隧道要从中穿越，首先必须清晰掌握地下桩位的分布状况，设计合理的穿越方案。(2)路径方案二优势： 利用河南路新辟电力隧道； 过江点选于世博园区东北侧核心区之外的边缘地带，避开了世博会主要场馆区； 路径长度比方案一略长，经济性仅次于方案一； 穿越地铁线路6次，穿越次数最少； 将500kV主通道与至山东站、复兴站、南市站的5回220kV电力线通道结合起来建设，有效节约利用地下空

17、间资源。劣势： 在河南路与规划轨道交通M1线共线设置，相互影响较大，对双方布局均有限制；需穿越3座地铁交汇点车站，实施难度极大；需利用部分西藏路在建电力隧道。(3)路径方案三优势： 利用外滩建设地下道路的契机，将电力隧道结合在一起建设；因中山路一侧绿化用地较多，有利于电力隧道施工作业井的设置，因此实施条件较好；过江点在南浦大桥北侧，实施时对大桥无影响；与方案二一样，电力隧道可以兼顾山东站、复兴站、南市站的5回220kV电源进线，地下空间集约化开发程度高。劣势： 外滩地下道路尚处于设计招投标阶段，建设周期较难与电力隧道建设周期合拍；路径长度最长，经济性较差；与规划轨道交通共线0.7km，有一定影

18、响；穿越轨道交通10次，轨道交通车站1次，较难实施；需利用部分西藏路在建电力隧道。(4)路径方案四优势： 在浦西通道无法落实的情况下，在浦东开辟一条通道；越江点位置较优，越江点临近规划提篮桥220kV变电站；提篮桥站原本规划就有220kV越江电缆通道，浦西侧施工作业井的位置均已预留，建设条件较好，可以考虑将提篮桥站的220kV电缆进线纳入500kV主通道中，一并解决电缆过江问题；方案路径大部分位于浦东地区，空间较浦西宽敞，也有利于工井及施工作业场地的布置。劣势： 方案南北向通道主要在浦东，无法兼顾各220kV变电站的电源进线； 路径长度较长，经济性较差；与规划轨道交通共线0.7km，有一定影响

19、；穿越轨道交通10次，轨道交通车站2次，较难实施；需利用部分西藏路在建电力隧道。3.3 推荐方案 综上所述，方案一较其它3个方案有着较为明显的优势：无需穿越地铁车站和交汇点、路径长度最短、经济性最优、实施难度最小、集约化利用地下空间效果最明显，因此作为三林世博电力隧道的推荐方案。经初步现场踏勘，该方案基本可行，但仍需靠虑下述问题：(1)自世博站出线后，为避让高架路的地下桩位，又不致因施工封路造成对道路交通的影响，电力隧道拟设于南北高架道路西侧人行道、慢车道下。现状人行道、慢车道下各类市政管线密布，如工作井设于上方，必然导致这些管线的搬迁。为此，经初步考虑，工作井位拟尽量向道路红线外侧避让，既要

20、避开市政管线的干扰，又要满足盾构施工的要求，井位应尽可能结合道路边的绿地建设，做到施工时既不对交通造成重大影响，施工完成后又能完全恢复绿地，不致影响城市景观。(2)在南北高架段隧道需穿越已建地铁R1线和R2线，可在下一步工作中根据地铁深度研究上穿或下穿的穿越方案。对全线穿越的其它10条规划地铁线路，应明确电力隧道应该上穿地铁线路，可结合地铁线路的设计研究穿越点电力隧道的建设深度，明确双方在地下的空间距离关系。(3)在南北高架段还需穿越延安路高架立交和徐家汇路地下立交。南北高架与延安路高架立交地下桩位十分密集，拟将穿越点设于南北高架西侧延安路立交立柱间，相邻立柱间距约32米，可利用盾构技术一次穿

21、越。徐家汇路地下立交路面高程约9米，电力隧道拟从地下立交下部穿越，同时，沿徐家汇路东西走向的规划地铁R4线应在电力隧道的下方穿越。三者空间距离关系应进一步衔接起来。(4)斜土路西段（南北高架路西藏路）现正进行拓宽工程，应尽快结合其动迁及市政管线的敷设，将工作井位预留并控制，以利将来电力隧道的施工建设。(5)电力隧道需穿越世博会区域。目前，世博会道路网正在深化设计阶段，隧道工作井位与隧道管位设计应结合世博园区规划逐步深化。(6)浦东区域浦三路与北艾路管位条件尚好，锦绣路部分路段为规划道路，尚未辟筑，可在下一步工作中进一步落实管位与工作井位。3.4 电缆实际长度在路径方案中描述的长度均是隧道路由长

22、度，电缆在隧道内敷设还需考虑蛇行敷设的增加系数，线路曲折系数，电缆接头预留长度，隧道高低落差引起电缆增加的长度等。根据路径方案一长度15.6km计算出电缆需要的实际长度为17.35km（包括站内电缆敷设长度）。本工程500kV隧道路径方案一从北京路至锦绣路全长15.6km（以道路中心处作为计算点），接入变电站的进线隧道世博站侧0.15km、三林站侧0.08km。因此方案一隧道全长15.83km。隧道内电缆线路长度的确定需考虑电缆蛇形敷设布置、电缆线路曲折系数和接头所需要的裕量、因隧道建设时穿越地下交通、黄浦江等造成隧道高低起伏所引起电缆长度的变化等因素。3.4.1 蛇形敷设布置电缆修正系数在可

23、研报告中已提出隧道内的500kV电缆全线采用柔性水平蛇形布置, 水平段蛇形节距为9.8m，蛇形单侧幅度260mm。根据公式算得电缆线路每公里增加系数为1.0082。15.83x1.0082=15.96km3.4.2 电缆线路曲折系数和接头所需要的裕量前面所述的隧道长度仅为图纸设计时的直线长度，在实际实施时隧道路径会有一些曲折，同时电缆在隧道内敷设时也会比设计长度有部分额外的增加，因此应考虑线路曲折系数。电缆完成接头时则需在接头处预留一些裕量。根据以往电缆敷设经验，在电缆分段长度的基础上，再增加线路曲折系数1.01电缆接头的0.006km裕度，其公式为：电缆分段长度1.01+0.006(km)。

24、15.96x1.01+0.006x42=16.38km3.4.3 隧道高低起伏所引起电缆长度的变化隧道路径方案一共穿越地下轨道交通12次，黄浦江1次。对黄浦江和部分深度较大的地下隧道交通线穿越时需采用竖井方式，共计竖井7座，每座竖井内敷设电缆长度0.05km；其余穿越利用隧道的起伏完成，由此引起电缆长度增加0.15km。所以因隧道高低起伏所引起电缆长度的变化共计0.5km。由以上计算可知，采用路径方案一在隧道内敷设的电缆长度为16.88km。3.4.4 电缆线路的总长度还应包括两侧变电站内敷设电缆的长度。a、500kV世博站：根据目前方案，隧道进口标高约为-11.5-16.5m，然后向下进入-

25、31.5m层，在该层水平敷设至500kVGIS（布置在-26.5m层）下方，向上进入电缆GIS终端，考虑实际敷设路径，世博站内电缆长度约0.12km（垂直段20+8+水平90米）。b、500kV三林站：该站目前尚未审查，方案待定，根据规划设计院提供的站址，站内二回电缆长度（至围墙的电缆隧道处）分别暂按0.17km和0.2km考虑。目前情况见图。综上所述，路径方案一实际电缆线路总长度为17.2km。4、路径断面方案比选4.1北京西路沿线隧道北京西路沿线隧道是世博站进出线的主要通道，需按照敷设500kV电缆3回，220kV电缆5回，预留34回220kV电缆考虑。根据计算，要满足上述的敷设要求至少需

26、采用内径为4m的隧道形式，隧道断面和电缆布置方式如图4.1-1：图4.1-1从图4.1-1可知，4m内径的隧道要满足规划回路数的电缆敷设空间比较紧张。因为内径超过3.4m的隧道均需采用盾构方式施工，而盾构方式下不同直径的隧道断面投资变化相对较小，所以我们将隧道直径适当放大进行设计比较。根据图4.1-1和图4.1-2中断面比较，内径4m的隧道是满足电缆敷设规划要求的最小断面，投资相对较小。但是内部空间比较狭窄：检修通道仅有0.85m，该宽度满足一般电缆隧道通道要求，但500kV电缆可能需在现场完成接头的注塑工作，0.85m的宽度就不能满足要求，需在500kV电缆接头安装时拆除对侧支架；三回500

27、kV电缆共享一个接头区，在立柱另一侧的电缆要换位到接头区完成接头有一定难度，换位处的支架需特殊设计；两侧的支架安装比较困难，两侧电缆敷设时需对电缆进行换位，以保证接头工作在相对空间较宽裕的中间部分进行。内径4.8m的隧道分上下双层结构，三回500kV电缆均布置在左下区，运行管理比较便利。检修通道达到0.9m和1.0m，隧道内接头布置与支架安装均比内径4m的隧道合理。并且根据断面可知除3回500kV电缆外最多可敷设10回220kV电缆，完全能满足规划要求。缺点是采用双层隧道布置后下层通道高度约1.90m，上层通道高度在1.45m2.02m之间（顶面为弧形），超过1.90m高度的通道宽度为0.45

28、m，对施工和运行人员的正常工作带来一定影响。另外随着断面的增大，隧道的投资也必然增加。内径5.3m的隧道同样分上下双层结构，500kV电缆的布置位置与内径4.8m的隧道相同。因空间较大，上下层通道均满足宽1.0m，高不小于1.9m的要求，符合通常电缆运行工作需要。电缆回路数可保证3回500kV，10回220kV敷设，并且预留了隧道内各种辅助装置的布置空间。隧道投资随截面增大有所增加。图4.1-2比较上述三种隧道截面，随着直径的增大投资也有所增加，但因三种截面均需采用盾构方式施工，投资增加幅度不大。而4m和4.8m的截面布置形式均以牺牲部分安装运行的便利性为代价，在日后施工和维护中需采取一些特定

29、的措施。所以综合相比之下，内径5.3m的隧道最符合电缆施工运行的要求。4.2 黄浦江北岸隧道黄浦江北岸隧道需按照敷设按500kV电缆3回，220kV电缆2回，预留34回220kV电缆考虑。根据现有地下管线施工方式，隧道截面直径小于3.4m可使用顶管施工，大于3.4m则需要使用盾构方式施工。通过计算，按照黄浦江北岸隧道内电缆敷设的要求，3.4m直径的隧道截面不能满足。所以必须采用盾构方式进行施工。因此我们仍使用上述的三种断面内径进行比较，内径4m和4.8m的隧道形式，隧道断面和电缆布置方式如图4.2-1：内径4m的隧道布置与前面基本相同，主要是增加了接头区的数量。这样500kV电缆无需穿至另一侧

30、完成接头。但通道仍比较狭窄，两侧支架影响500kV电缆接头安装，两侧电缆敷设较困难等问题依然存在。内径4.8m的隧道仍分上下双层结构，三回500kV电缆布置在下半区。下层检修通道宽1.0m，高1.85m；上层检修通道宽0.9m，高度在1.43m2.0m之间（顶面为弧形），基本可满足运行工作需要。隧道内的电缆布置空间则比较宽裕，可预留隧道内各种辅助装置的布置空间（若有需要该空间也能多布置23回电缆，整个布置空间也可再优化）。图4.2-1内径5.3m的隧道布置如图4.1-2中所示。在这种规划条件下，4m、4.8m、5.3m的隧道直径都基本可满足电缆敷设的要求，但也都有各自的缺陷。4m隧道信道较窄，

31、4.8m隧道通道高度有限。而5.3m的隧道能满足更多回路数的敷设，空间略显浪费。应该充分结合路径沿途的实际情况针对不同条件选择最适合的断面。4.3 黄浦江南岸隧道黄浦江南岸隧道需按照500kV电缆3回，预留34回220kV电缆考虑，在此情况下3.4m直径的隧道也能满足规划的要求。如前所述，3.4m及以下直径隧道可使用顶管方式施工，费用与盾构方式相比有较大的节省。因此对该部分的隧道采用内径为3.4m和4.0m的隧道进行比较，隧道形式，隧道断面和电缆布置方式如图4.3-1：因为线路敷设回路数较少，采用支架两侧布置的方式后内径3.4m的隧道即可满足规划要求，检修通道宽度大于1.2m。该方式截面较小，路径选择比较灵活。并且可以采用顶管方式施工，投资节约。但是最上层支架布置电缆略显局促，并且有一回电缆无专设接头层，需在同一层支架上布置2根电缆和一个接头。内径4.0m的隧道则避免了以上问题，检修通道宽度达到1.5m，并