芙蓉南变至树木岭变110kV双回电缆工程说明书.docx
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芙蓉南变至树木岭变110kV双回电缆工程说明书
S025C—A—01
芙蓉南变至树木岭变110kV双回电缆工程
（2×XLPE-630绝缘电缆）
综合部分第1卷第1册
初步设计说明书
湖南电力咨询勘测设计事务所
二OO二年三月长沙
设计证书丙级证书
编号：
1820213
批准：
李儒钟
审核：
陈漾
校核:
刘彦民郭先浩
编写:
陈漾魏大杰李赫
总目次
分卷次序
卷册检索号
卷册名称
1
432—S025C—A
初步设计说明书及附图
2
432—S025C—Q
设备清册及主要材料估算
3
432—S025C—E
概算书
目次
1总述
2路径方案说明及协议情况
3电缆型号及输送容量
4电缆的运行环境
5电缆敷设方式
6电缆铝护套接地方式与过电压保护
7防火
8土建部分
9杆塔与基础
附件目次
附件1：
湖南省电力公司文件湘电公司计[2001]883号《关于下达芙蓉南220千伏变电站配套输变电工程设计任务的通知》。
附件2：
长沙电业局《关于体育城变电站、青园变至树木岭变2回110KV线路设计有关问题的函》。
附件3：
湖南省农业机械鉴定站湘农机鉴函[2002]1号《关于高压线路走向请实施第三方案的函》。
附件4：
路径协议
1总述
1.1设计依据
1）湖南省电力公司文件湘电公司计[2001]883号《关于下达芙蓉南220千伏变电站配套输变电工程设计任务的通知》（见附件1）。
2）与建设单位签订的本工程设计合同。
3）长沙电业局《关于体育城变电站、青园变至树木岭变2回110KV线路设计有关问题的函》。
1.2设计范围和建设规模
本工程为新建110kV电缆送电工程，从芙蓉南220kV变电站接至树木岭～新开铺（书院路）变110kV架空线路#17塔附近。
电缆路径（变电站围墙至配电装置已考虑50m）长4069m，架空部分为一基双回电缆终端塔。
从变电站出来约有3800m的电缆敷设在已规划好的电缆隧道中，该隧道的土建部分不在本工程设计范围。
本工程电缆采用XLPE-630，与电缆接头的导线采用LGJ-240型钢芯铝绞线。
1.3建设、设计、施工、运行单位和建设期限
建设单位：
湖南省电力建设开发总公司
设计单位：
湖南电力咨询勘测设计事务所
施工单位：
湖南省送变电建设公司
运行单位：
湖南省长沙电业局
建设期限：
2002年建成投运
1.4主要技术经济特性
本经济指标为概算指标。
表—1经济及材料指标
序
号
项目
单位
型号
指标
备注
1
线路综合造价
万元/km
见概算书
2
线路本体造价
万元/km
见概算书
3
110kV电缆
m
XLPE-630
41506
4
GIS电缆终端接头
个
E4-
6
5
户外电缆终端接头
个
GDZ
6
6
电缆中间接头
个
FAD-J6-
42
7
三相保护接地箱
只
BHX
4
8
三相交叉互联箱
只
JHX
8
9
三相直接接地箱
只
ZJX
8
10
接地钢材
T
-550
11
耐张绝缘子串
串
DM-22
6
12
地线耐张金具串
串
BN-2
2
13
氧化锌避雷器
只
YH10WZ-108/281
6
14
同轴电缆
m
SYV-100-7
120
15
钢芯铝绞线
m
LGJ-240/20
30
引下线用
16
钢材
T
17
水泥
T
18
防火堵料
T
FD-W
2
19
终端塔本体钢材
T
20
终端塔基础钢材
T
21
终端塔基础水泥
T
电力系统部分
建设必要性
为了配合芙蓉南220kV变电所电能外送，须建设芙蓉南变至树木岭变送电线路工程。
1.5.2电缆型号及输送容量
交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆在安装和经济方面具有突出优点，目前国内外已绝大部分使用XPLE电缆代替传统的油浸纸绝缘电缆。
交联聚乙烯热性能的主要特点：
软化点高，热变形小，在高温下机械强度大，抗热老化性好。
交联聚乙烯绝缘电缆的最高允许运行温度为90℃，而短路时的允许温度则高达250℃。
综合以上优点，本工程采用XLPE－630的交联聚乙烯电力绝缘电缆。
根据长沙电业局提供的资料，芙蓉南变至树木岭变送电线路工程电缆的最大输送容量为150MVA。
2路径方案说明及协议情况
2.1芙蓉南220KV变电所110KV出线布置
芙蓉南变电所110KV出线共14回，排列如下图：
芙蓉南变电所
本工程占用芙蓉南变自南向北第1、2个出线间隔。
路径方案
由于芙蓉南220kV变电所位于城区，无架空出线走廊。
因此从芙蓉南220kV变电所110kVGIS配电装置室用电缆头引出，从所内电缆通道走线至蔡家冲路北侧出变电所围墙（A），向西沿蔡家冲路电缆隧道经二次外护套交叉互联（B、C）至与长沙大道电缆隧道交叉口，然后电缆线路转向北沿长沙大道电缆隧道经五次外护套交叉互联（D、E、F、G、H）至电缆分支隧道分支点1、分支点2。
（电缆从变电站至此均敷设在已规划好的电缆隧道内）详见S025C-A-02、03图。
从芙蓉南变电站至分支点1路径长度为3805m，至分支点2路径长度为3850m。
分支后的路径提出以下三个方案：
方案一：
电缆从分支点1（长沙城建坐标，）采用电缆分支隧道引出，穿过长沙大道后在树雨新（书）线#18塔附近（塔位1：
长沙城建坐标，）采用双回路电缆终端塔与架空导线接头。
然后利用原树木岭至新开铺及书院路110kV双回架空线路接至树木岭220kV变电所。
详见S025C-A-03图。
此方案优点为电缆路径短，路径全长为3885m。
缺点为：
a）.树雨新（书）线#18塔塔基位于长沙大道规划的路边20m绿化带
内。
位置距规划的省政府新址不足1000m。
b）.树雨新（书）线#18塔塔基位于湖南省农机鉴定站新征购土地红线
内，#18塔基于1999年因长沙大道的修建移位至现址。
湖南省农机鉴定站新征购土地经农业部批准立项，将兴建农业部农产品加工机械质检中心。
如按此方案实行，架空线路走廊将对质检中心的整体规划带来很大的不利影响，土地所有者单位湖南省农机鉴定站不同意此方案。
方案二：
电缆从分支点2（长沙城建坐标，）采用电缆分支隧道穿过长沙大道，在电缆隧道与电缆沟接头处（长沙城建坐标，）采用电缆沟沿湖南省农机鉴定站内规划马路向东至电缆沟转弯处（长沙城建坐标,）,然后转向东北穿过规划公路至塔位2（长沙城建坐标,）点处立塔。
采用双回路电缆终端塔与架空导线接头。
然后利用原树木岭至新开铺及书院路110kV双回架空线路接至树木岭220kV变电所。
详见S025C-A-03图。
此方案优点为电缆路径相对较短，路径全长为4011m。
且已避开农业部农产品加工机械质检中心，位于原线路架空走廊下。
缺点为：
a）.此处位置较为紧张，电缆终端塔下无位置放置预留的电缆。
b）.电缆终端塔至树雨新（书）线#17塔仅56m。
且位于湖南省农机
鉴定站内二条规划马路的交叉口附近，待湖南省农机鉴定站整体规划实施后，此处是作为沿规划马路的开发用地。
湖南省农机鉴定站认为原架空线路对鉴定站国家级实验室“国家水田机械质量监督检验中心”造成不利影响，直接影响到检验结果的准确性，因此不同意此方案。
方案三：
电缆从分支点2（长沙城建坐标，）采用电缆分支隧道穿过长沙大道，在电缆隧道与电缆沟接头处（长沙城建坐标，）采用电缆沟沿湖南省农机鉴定站内规划马路向东至电缆沟转弯处（长沙城建坐标,）,然后转向东北穿过规划公路，在树雨新（书）线#17塔附近（塔位3：
长沙城建坐标,）处立塔。
此方案路径全长为4069m。
采用双回路电缆终端塔与架空导线接头。
然后利用原树木岭至新开铺及书院路110kV双回架空线路接至树木岭220kV变电所。
详见S025C-A-03图。
此方案优点：
a）.此处地势平坦，位置较宽敞，利于电缆终端塔的布置及施工。
b）.电缆终端塔立于此处后，对长沙大道及湖南省农机鉴定站的整体规划的影响很小。
c）.将原树雨新（书）线#17塔～#18塔之间的架空线路走廊取消后，消除了其对湖南省农机鉴定站内二个国家级实验站的影响。
湖南省农机鉴定站强烈要求按此方案实施。
缺点为：
电缆路径较长，比方案一长144m，比方案二长58m。
综上所述，从方案实施的可行性及电缆终端塔的布置及施工考虑推荐方案三。
详见S025C-A-03图
路径协议
本线路已取得沿线单位湖南省农机鉴定站及长沙市城市规划局对路径的协议。
详见附件3、附件4。
（其中长沙市城市规划局的路径协议已由湖南省送变电建设公司统一与市规划局签署）
电缆线路两端的连接方式
芙蓉南变电所的出线间隔如所示。
用GIS电缆终端接头与所内设备进行电气出线联接。
电缆终端塔与架空线的连接有二个方案。
方案一：
采用GDZ型户外干式电缆终端及干式避雷器，安装于电缆终端塔的横担间。
为了防止电缆及终端头的摆动，采用悬吊式干式避雷器与1组合成绝缘子串接，两端固定在上下横担上，干式电缆终端头与架空引线接于二者之间。
方案二：
采用户外油式电缆终端及避雷器，安装于电缆终端塔特设的平台上。
综上所述，方案一铁塔的结构简单，节约钢材近2t。
但电缆长度较长。
方案二要将架空线引至平台，引线较长，受风容易摆动，对终端头受力不利。
两者费用相差不大。
因此推荐方案一。
与体育城电缆T接塔一致。
电缆终端固定详见S025C-A-09图。
3电缆型号及输送容量
按照长沙电业局提供的资料，至树木岭电缆的输送容量为150MVA，输送电流为787A。
电缆的载流量以满足容量配合为依据并适当留有裕度进行设计选择，由于本工程电缆采用电缆隧道及电缆沟敷设（排列方式详见S025C-A-07图），经计算，选用XLPE－630单芯绝缘电力电缆，当环境温度为50℃时，其最大输送容量约为，可满足系统容量要求。
XLPE单芯铜导体，波纹铝护套，PVC外护套电缆结构及主要参数如下：
1导体
2导体屏蔽层
3交联聚乙烯（XLPE）绝缘层
4绝缘屏蔽层
5波纹铝护套
6聚氯乙烯（PVC）外护套
标称截面:
630mm2
标称电压：
110kV
总外径约为:
电缆重量约为:
m
XLPE绝缘水平：
工频耐压水平：
160kV/30min
冲击耐压水平：
550kV
电缆护层绝缘水平：
1min工频耐压电压：
25kV
雷电冲击耐压电压（峰值）：
4电缆的运行环境：
本工程地处长沙市郊。
参照以往工程的运行情况以及厂家所提供的参数，电缆的运行环境如下：
气象条件：
最高气温：
40C
最低气温：
-10C
年平均气温：
15C
导体额定温度：
正常运行：
90C
短路情况：
250C
土壤热阻率：
污秽等级：
2级
5电缆敷设方式
电缆的敷设方式是根据工程所处的环境和方便运行维护来考虑的。
本工程电缆部分起于芙蓉南220kV变电所的110kVGIS室，止于架空线路终端塔，全长4069m。
电缆出变电站后沿蔡家冲电缆隧道敷设至与长沙大道电缆隧道连接处，向北沿长沙大道电缆隧道敷设至湖南省农机鉴定站大门后沿电缆沟敷设至电缆终端塔。
其中从变电站GIS出口至分支点2（路径长为3850m）电缆敷设在已规划好的电缆主隧道内，由分支点2至分支隧道与电缆沟接头处（路径长为37m）敷设在穿长沙大道电缆分支隧道内，由接头处至电缆终端塔敷设在湖南省农机鉴定站内电缆沟里（电缆沟长为182m）。
全长共分8段，变电站～B点574m、B～C点574m、C～D点574m、D～E点503m、E～F点503m、F～G点503m、G～H点419m、H～电缆终端419m。
6电缆铝护套接地方式与过电压保护
电缆在正常运行情况下要在铝护套上产生感应电动势，其数值与电缆长度和负荷电流的增加成正比，电缆的外护套（PVC外护套）要耐受在铝护套上产生的感应电势，如果感应电势过高会使PVC外护套绝缘损坏，造成多点接地时，铝护套上产生较大的感应环流，增大了电能损耗，并使电缆温度升高，降低输送容量。
为消除电缆铝护套上的环流损失，达到经济运行的目的，同时将铝护套的感应电势控制在安全范围内，采用护套交叉互联单点接地的方式。
由于电缆长度较长，同时考虑尽量减少交叉互联硐室的数量，本工程电缆共分8段。
其中前6段分为2个大段采用护套交叉互联与长沙电力勘测设计室共用交叉互联硐室，后2段的外护套在中间接头处断开，采取一端直接接地、一端经保护器接地。
单点接地只能解决正常运行的损耗问题，对于铝护套开路端所受的工频短路过电压和冲击过电压的保护，则利用在波纹铝护套与大地之间加装氧化锌保护器解决。
过电压保护器目前普遍采用非线性电阻的氧化锌（ZnO）阀片，本工程也选用这种非线性电阻的氧化锌阀片做为铝护套的过电压保护器。
保护器装在相应中间接头处，作星形结线，其间的连接引线用无电感同轴电缆，星形的中点直接与地网相连。
经计算，电缆铝护套在正常负荷电流时最大感应电压小于50V，符合运行规范要求。
本工程电缆全长每回路40693m，且电缆一端与系统相连，另一端与架空线相连，为防止雷电冲击波侵入后危及系统的安全，须在电缆终端塔上装设YH10WZ-108/281避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。
7防火
因本工程电缆沟较短，仅在电缆隧道与电缆沟连接处及电缆沟中点处设置防火隔墙。
蔡家冲电缆隧道及长沙大道电缆隧道防火由长沙电力勘测设计室统一考虑。
8.土建部分
概述
本电缆工程位于长沙大道东侧，穿过长沙大道机动车道及绿化地带，
根据电气推荐方案为钢筋砼电缆隧道，内空为×，长37m，标高与长沙大道西侧已有电缆隧道相接，非机动车道及湖南省农机鉴定站围墙内人行道及穿过机动车道用钢筋砼电缆沟，内空为×，长90m，其余部分为砖砌电缆沟内空为×，长98m，电缆沟总长为188m。
电缆支架
电缆支架为L50×5镀锌角铁，支架固定在砖砌电缆沟为直接预埋于沟
壁，钢筋砼电缆隧道和钢筋砼电缆沟预埋镀锌螺栓M16L=250，支架间距均为。
每米沟道材料
电缆隧道：
C20砼C10砼m3
I级钢筋φ10-26kg，II级钢筋φ
镀锌螺栓M16L=250每个角铁支架L50×5
过道路钢筋砼电缆沟：
C20砼C10砼m3
I级钢筋φ10～φ
镀锌螺栓M16L=250每个角铁支架L50×5
砖砌电缆沟：
砖砌体m3C20砼C10砼m3
I级钢筋φ6～φ角铁支架L50×5
排水方式
原则是以自然坡度方式排水，过长沙大道的电缆隧道与原有电缆隧道
相接，底高出50mm，向东以1%起坡穿进机动车道及绿化带与电缆沟相接，电缆沟与电缆隧道相接处以1:
3的坡度和的水平段底与底相接，电缆沟内每隔40~60m设排水点一个，排入农机站附近的下水道。
9.杆塔与基础
电缆终端塔
本电缆工程采用的DLT型终端塔为本工程新设计的一种杆塔。
设计条件与新树线匹配。
导线采用LGJ-240、地线GL-50，按设计覆冰厚度15 mm、最大风速25m/s、正常应力设计。
终端塔的下导线横担以下2m至塔顶的所有螺栓采用扣紧式防松螺母。
腿部采用防卸螺栓和防卸脚钉。
钢结构构件采用16Mn（Q345）和A3（Q235）钢材，全部采用热镀锌防锈。
铁塔型式详见《铁塔及铁塔基础一览图》，图号：
S025C-A-09
铁塔设计根据《110~500kV架空送电线路设计技术规程》DL/T5092-1999、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》SDGJ94-90、《钢结构设计规范》GBJ17-88、《混凝土结构设计规范》GBJ10-89等规程规范来指导设计工作。
铁塔基础
铁塔基础采用现浇阶梯式刚性基础。
基础型式详见《铁塔及铁塔基础一览图》，图号：
S025C-A-09。
混凝土强度为C15级，钢材A3（Q235）。
基础设计根据《110~500V架空送电线路设计技术规程》DL/T5092-1999、《送电线路基础设计技术规定》SDGJ62-84（试行）、《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89等规程、规范指导设计工作。
根据地质报告，本工程位于地震烈度六度，杆塔与基础设计不考虑地震的影响。
附件4：
路径协议
同意按方案三路径实施。
湖南省农业机械鉴定站（章）
二00二年三月七日
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