110kv新涵变t接涵江~梧塘ⅰ回线路工程

110kv新涵变t接涵江~梧塘ⅰ回线路 卷册检索号 PLDS-2014K024-U01 110kV新涵变T接涵江,梧塘?回线路 配套光缆通信工程 可行性研究 莆田荔源电力勘察设计有限公司 发证机关:福建省住房和城乡建设厅 证书编号:A235004352 证书等级:乙级 二零一四年十月?莆田 批 准: 审 核: 校 核: 编 写: 目 录 1. 概述 ......................................................................................................................................... 1 1.1 设计依据 ........................................................................................................................... 1 1.2 可行性研究范围 ............................................................................................................. 1 1.3 工程概况及建设的必要性 ........................................................................................... 1 1.3.1 工程概况 ...................................................................................................................... 1 1.3.2 工程建设的必要性 .................................................................................................... 2 2. 光纤通信系统设计 .............................................................................................................. 2 ......................................... 3 2.1 传输系统设计指标 ................................................................ 2.1.1 光纤通信系统参考数字通道 .................................................................................. 3 2.1.2 传输系统误码特性指标 ........................................................................................... 3 2.1.3 传输系统抖动和漂移特性指标 ............................................................................. 4 2.1.4 传输系统可靠性特性指标 ...................................................................................... 5 2.1.5 中继段衰减色散指标计算 ...................................................................................... 5 .................................................................... 6 2.2 端站设备选型及配置 ................................ 2.2.1 光传输设备配置 ........................................................................................................ 6 2.2.2 PCM设备配置 ............................................................................................................ 6 2.2.3 配线单元配置 ............................................................................................................. 7 2.2.4 公务设备 ...................................................................................................................... 7 2.2.5 监测系统 ...................................................................................................................... 7 2.2.6 同步系统 ...................................................................................................................... 7 2.3 通信机房 ........................................................................................................................... 7 2.4 通信电源 ........................................................................................................................... 7 2.5 防雷接地 ........................................................................................................................... 7 3. 光缆通信线路设计 .............................................................................................................. 8 3.1 光缆路由及敷设方式 .................................................................................................... 8 3.2 电力线路概况 .................................................................................................................. 8 3.2.1 基本情况 ...................................................................................................................... 8 3.2.2 设计气象条件 ............................................................................................................. 9 3.2.3 导、地线型号 ............................................................................................................. 9 3.3 OPGW选型 ..................................................................................................................... 9 3.3.1 OPGW选型原则 ........................................................................................................ 9 3.3.2 OPGW内光纤要求 .................................................................................................. 10 3.3.3 故障电流计算 ........................................................................................................... 11 3.3.4 OPGW雷电特性 ...................................................................................................... 11 3.3.5 OPGW及良导体地线结构及特性 ....................................................................... 12 3.3.6 OPGW余长计算 ...................................................................................................... 13 3.3.7 接地方式 .................................................................................................................... 13 3.3.8 OPGW金具 ............................................................................................................... 13 3.3.9 杆塔条件校验 ........................................................................................................... 13 3.3.10 接续盒安装及盘长配置 ...................................................................................... 14 3.3.11 进场光缆.................................................................................................................. 14 4. 数据通信网.......................................................................................................................... 15 5. 附表、附图.......................................................................................................................... 15 附表1 通信设备材料汇总表 附表2 传输电路主要参数计算表 附图1 莆田地区光缆网络图 附图2 莆田地区华为网络拓扑图 附图3 莆田地区阿尔卡特网络拓扑图 附图4 地线配置图 附图5 光缆结构示意图 附图6 数据通信网网络图 附图7 新#23塔三通熔接示意图 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 1. 概述 1.1 设计依据 a) 国网莆田供电公司发展策划部工程设计委托书; b) 《莆田电网2014,2018年滚动规划》(系统通信部分); c) 《电力系统光缆通信工程可行性研究内容深度规定》DLGJ151-2000; d) 同步数字系列(SDH)长途光缆传输工程设计暂行规定 YD5021-96; e) 《110,750kV架空输电线路设计技术规定》(GB 50545-2010); f) 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路工程可研设计文件。 1.2 可行性研究范围 a) 光纤通信系统设计 b) 通信站体设计 c) 光缆线路设计 d) 投资估算 1.3 工程概况及建设的必要性 1.3.1 工程概况 目前国网莆田供电公司正在对220kV涵江变110kV及以上线路进行迁改(施工中)，迁改后对110kV涵梧?、?回及110kV涵塘线通道进行调整，将110kV涵塘线调整至原110kV涵梧?回通道，110kV涵梧?回调整至原110kV涵梧?回通道，110kV涵梧?回调整至原110kV涵塘线通道。因此本期110kV新涵变T接的涵江,梧塘?回线路为迁改前的涵江,梧塘?回线路(与涵江,白塘线路同塔双回架设)。原110kV涵梧?回与涵塘线(以下文中改称为110kV涵梧?、?回)同塔双回架设，投运于2002年。线路长为9.178km(其中0.268km为电缆)，本线路以220kV涵江变电站往110kV梧塘变电站为线路前进方向，共采用杆塔41基。导线使用情况:架空导线采用LGJ-185/25型钢芯铝绞线;埋地电缆采用YJL03-64/110-1×400交联聚乙烯电缆。地线使用情况:全线架设双地线，左侧地线为JLB35-70型良导体地线，右侧地线为OPGW复合光缆。线路主要设计气象条件: 最大风速Vmax=35m/s(旧)，覆冰C=0mm，低温Tmin=-5?，年平均雷暴日65天。按d2级污秽区设计绝缘配合;耐张串及悬垂串采用棒形悬式复合绝缘子，跳线串采用防风偏支柱绝缘子。 本工程为新建110kV架空送电线路工程,起于已建110kV涵梧?回线#23塔、#24塔附近，止于拟建110kV新涵变电站，新建线路长约2.40km。全线采用双回同塔 1 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 架设，导线一并架设，往220kV渭阳变方向线路空载运行。 本次结合该输变电工程的建设，沿新涵变,梧塘变和新涵变,涵江变110kV线路同塔架空敷设两根OPGW光缆。以面向新涵变构架为线路前进方向，其中左侧光缆起自原#17，经原#22、新#1，终止于新涵变构架(24芯);右侧光缆起自梧塘变构架，经原#22、新#1，终止于新涵变构架(48芯);在原#22塔上利用一三通接头盒将原梧塘变方向光缆、涵江变方向光缆和本次新建的左侧光缆进行熔接，具体详见附图7。本次共新建24芯OPGW光缆约4.45km(其中随线路架设2.4km，单独架设1.87km)，48芯OPGW光缆约6.25km(其中随线路架设2.4km，单独架设3.5km)，纤芯型号均为G.652B;本工程建成后形成新涵,梧塘,48+12芯光缆通道，新涵,涵江12芯光缆通道，涵江,梧塘12芯光缆通道。 另外，结合莆田地区目前的通信网现状及通信规划，本次在110kV新涵变配置2套622Mb/s的光传输设备，1套PCM设备，1套数据通信网接入层设备;在莆田地调配置1套PCM设备。 1.3.2 工程建设的必要性 根据调度关系，110kV新涵变建成后将由莆田地调调度管理，为了保证电网的可靠、安全运行，110kV新涵变至莆田地调至少需组织两个光纤通信通道作为主要通道。 远景110kV新涵变至莆田地调信息种类及通道数量要求如下: 生产调度电话 2×64kb/s 调度自动化信息 2×2Mb/s 生产管理电话 (1,4)×64kb/s 数据通信网 10/100Mb/s 预留 2Mb/s 根据变电所至调度及信息传输的需求，如果采用电力线载波通道或一点多址微波通信作为主通道，不满足宽带信息传输的要求;如果采用数字微波通信，工程造价高，建设周期长且频率申请难。根据莆田地区电网规划及通信规划，为了保证电网的安全可靠，本期建设的光纤通道是十分必要的。 2. 光纤通信系统设计 光纤通信系统设计采用最坏情况设计法。具体可分为以下几部分: 2 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 2.1 传输系统设计指标 以下传输指标论述都是根据《本地传输网同步数字系列(SDH)光缆传输工程设计规范》确定的。 2.1.1 光纤通信系统参考数字通道 a) 假设参考通道(HRP) 我国国内最长假想参考通道(HRP)的长度为6900 km，其中长途部分为6500km，中继部分长途传输点和本地传输点的最长距离为280km。本次设计采用的HRP为280km。 b) 假想参考数字链路(HRDS) 对于本地传输网SDH数字段使用280km和50km两种假想参考数字段(HRDS)。本次设计采用的HRDS为280km。 2.1.2 传输系统误码特性指标 传输系统基本复用帧结构如下图所示: ×N×1AU-4139264kbit/s STM-NAUGVC-4C-4 34368kbit/s×344736kbit/sTU-3×1TUG-3VC-3C-3指针处理 ×7TU-2复 用TUG-2VC-2 定位校准×3TU-22048kbit/s映 射VC-12C-12 图2.1.2 基本复用映射结构图 在测试时间不少于1个月条件下，传输系统的假想参考通道误码性能指标符合表2.1.2-1要求，数字通道的误码率指标符合表2.1.2-2要求。工程设计的HRDS误码性能指标应分别较其恶化10倍。 表2.1.2-1 280km假想参考通道的误码指标(长期系统指标) 速率 通道类型 ESR SESR BBER SEPI (Kbit/s) 2240 VC-12 6.88E-06 1.38E-06 3.44E-08 待研究 3 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 48960 VC-3 1.38E-05 1.38E-06 3.44E-08 待研究 150336 VC-4 2.75E-05 1.38E-06 6.88E-08 待研究 60133 VC-4-4C NA 1.38E-06 6.88E-08 待研究 2405376 VC-4-16C NA 1.38E-06 6.88E-08 待研究 9621502 VC-4-64C NA 1.38E-06 6.88E-07 待研究 NA表示不适用 表2.1.2-2 280km假想参考数字段的误码指标(长期系统指标) 速率(Kbit/s) ESR SESR BBER SEPI STM-0 2.75E-06 2.75E-07 6.88E-09 待研究 STM-1 5.50E-06 2.75E-07 1.38E-08 待研究 STM-4 NA 2.75E-07 1.38E-08 待研究 STM-16 NA 2.75E-07 1.38E-08 待研究 STM-64 NA 2.75E-07 1.38E-07 待研究 NA表示不适用 2.1.3 传输系统抖动和漂移特性指标 SDH网络接口容许最大输出抖动不应超过表2.1.3所规定的数值(括号中数值 为数字段要求)。 表2.1.3 SDH网络接口最大输出允许抖动 网络接口限值 测量滤波器参数 STM等级 B1(Ui) B2(Uip-p) f1(hz) f3(khz) f4(Mhz) p-p STM-1(电) 1.5(0.75) 0.075(0.075) 500 65 1.3 STM-1(光) 1.5(0.75) 0.15(0.15) 500 65 1.3 STM-4(光) 1.5(0.75) 1.5(0.75) 1000 250 5 STM-16(光) 1.5(0.75) 1.5(0.75) 5000 1000 20 STM-64(光) 1.5(0.75) 1.5(0.75) 20KHz 4Mhz 80 SDH设备STM-N输入口的抖动容限应符合YD/T 1299-2004《同步数字系列(SDH) 4 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 网络性能技术要求,抖动和漂移》的要求,能至少容忍下图模板所施加的输入抖动和漂移。 UI A0 峰 斜率 20dB/10 倍频程 峰 A1 抖 动 和 A2 漂 移 ( 对 A3 ) 数 A4 0 抖动频率 对数 ( ) f0 f12 f11 f10 f9 f8 f1 f2 f3 f4 图2.1.3 SDH设备输入抖动和漂移容限 2.1.4 传输系统可靠性特性指标 根据国家标准的规定，具有主备用系统自动倒换功能的数字光缆通信系统，280km数字段双向全程分别约为每5年1次全阻故障。 2.1.5 中继段衰减色散指标计算 中继段示意图如图2.1.5所示: 图2.1.5 中继段示意图 光通信传输距离受限主要取决于两个因素，色散受限和光功率受限。根据《本地传输网同步数字系列(SDH)光缆传输工程设计规范》的光接口要求(见下表2.1.5-1)，结合本工程特点，分别初选各类光口见表2.1.5-1所示，各中继段的衰减色散指标计算及结论详见附表2《光纤传输电路主要参数表》所示(光纤的各类传输特性参数计算暂按平均盘长2.5km的常规情况计算，待阶段再做计算调整)。 表2.1.5-1 光接口分类(第一类) 5 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 应用 局内 短距离局间 中、长距离局间 标称波长(nm) 1310 1310 1550 1310 1550 1550 光纤类型 G.652 G.652 G.652 G.652 G.652 G.653 距离(KM) ,2 ,15 ,15 ,40 ,80 ,80 STM-1 I-1 S-1.1 S-1.2 L-1.1 L-1.2 L-1.3 STM-4 I-4 S-4.1 S-4.2 L-4.1 L-4.2 L-4.3 STM-16 I-16 S-16.1 S-16.2 L-16.1 L-16.2 L-16.3 2.2 端站设备选型及配置 2.2.1 光传输设备配置 1)设备配置 根据福建省及莆田地区通信网规划确定主要配置，结合目前莆田电网SDH网络现状，以节省投资，提高网络可靠性为原则。 110kV新涵变:本次新增华为622Mb/s光端机1套，2块S4.1光口板(分别往梧塘变和涵江变方向);新增阿尔卡特622Mb/s光端机1套，2块S4.1光口板(往梧塘变方向) 梧塘变:在原阿尔卡特1662SMC光端机上配置2块S4.1光接口板(往新涵变方向)。 本期设备除配置光线路板及支路板外，还需配置10/100M自适应以太网口、2Mb/s支路板、交叉时钟板、相关的公务及监测设备等。 注:梧塘变和涵江变华为光端机上的光接口板利旧。 2)通道组织 通道一:110kV新涵变SDH,020-梧塘变1662SMC,城厢变ODF,006-荔城变1662SMC,城北变ODF,099-地调1660SM。 通道二:110kV新涵变SDH,010-涵江变M3000,渭阳变ODF,011-荔城变M3000,城东变ODF,110-地调M3000。 备调通道:110kV新涵变SDH,002-梧塘变M2050,021-城厢变M3000,011-荔城变M3000。 2.2.2 PCM设备配置 考虑福建省电力公司每年中标的PCM厂家均不相同，同时为保证通信的可靠性，因此，为满足电力系统各类低速率业务接入需要，本工程考虑在110kV新涵变 6 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 和莆田地调各配置1套PCM复接设备及相应的接口单元，从而实现110kV新涵变至莆田地调的信息的点对点传输。 2.2.3 配线单元配置 110kV新涵变:新配置1套72芯光纤配线单元(含配线架)，2套20回系统数字配线单元，2套100回系统(含50,保安单元)音频配线单元。 110kV梧塘变:新配置1套72芯光纤配线单元。 莆田地调:2套20回系统数字配线单元，2套100回系统(含50,保安单元)音频配线单元。 2.2.4 公务设备 各站均配置公务系统，用于设备的运行维护，具有选呼及全呼功能。 2.2.5 监测系统 通信电路的管理是确保电路畅通、提高电路可靠性的一个重要环节。SDH帧结构中包含了丰富的开销比特，因而具备强大的管理能力，能从性能管理、故障管理、配置管理、帐务管理、安全管理五个方面便捷地对传输设备进行集中监视和管理。 本工程利用莆田地调已有网管管理各站的设备。 2.2.6 同步系统 本工程新配置SDH设备所需的时钟从莆田地调已有SDH设备时钟输出端口引 ,接，其他站为从站时钟，从站时钟特性应符合G.813要求，时钟精度??4.6×106。 2.3 通信机房 110kV新涵变新增的通信设备安装在新建的通信机房内，110kV梧塘变、莆田地调新增设备安装在现有通信机房内。 2.4 通信电源 根据“两型一化”变电站建设要求，本工程不单独设置通信电源，110kV新涵变站内通信设备直接由站内直流系统经DC/DC(220/-48V)转换引出供电，设备列入变电二次部分。 2.5 防雷接地 2a) 机房内所有设备的机壳和接地端子就近与环形接地母线或槽钢用大于35mm多股铜导线直接可靠连接，环形接地母线或槽钢应与接地系统可靠连接。 b) 通信电源-48V负极输入端在设备侧接压敏电阻。 7 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 3. 光缆通信线路设计 3.1 光缆路由及敷设方式 本次结合该输变电工程的建设，沿新涵变,梧塘变和新涵变,涵江变110kV线路同塔架空敷设两根OPGW光缆。以面向新涵变构架为线路前进方向，其中左侧光缆起自原#17，经原#22、新#1，终止于新涵变构架(24芯);右侧光缆起自梧塘变构架，经原#22、新#1，终止于新涵变构架(48芯)。 新建的OPGW敷设至变电站门型架后，在门型架上与普通非金属光缆接头，采用普通非金属光缆沿二次电缆沟敷设至远动通信机房。 3.2 电力线路概况 3.2.1 基本情况 3.2.1.1 沿线路径概况 线路由已建110kV涵梧?回线#22塔T接后，左转下穿110kV涵梧?、?回线路，跨东圳水渠再下穿在建四回同塔线路(220kV涵新?、?回、110kV涵白线、110kV涵塘线)，接着右转与在建四回同塔线路并行，沿规划绿地经西坡村至荔涵大道北侧，接着跨荔涵大道沿邠河路河道旁规划绿地，最后右转进入位于梧梓村西南侧拟建的新涵110kV变电站，线路总长约为2.40km。 3.2.1.2 线路概况 中性点 线路电压 110kV 直接接地 接地方式 双回塔建设(本期导线曲折系1.2 回路数 线路长度 2.40km 只上一回) 数 输送容量 持续极限输送容量134MVA(环境温度40?，导线温度80?) 设计 基本风速33m/s(10m高)，覆冰为0mm，设计雷暴日65天 气象条件 1×JL/LB20A-300/25铝包钢导线 地线 两根地线均为OPGW光缆 芯铝绞线 导线悬垂串采用FXBW-110/70-3棒型悬式复合绝缘子，耐张串采用绝缘子 FXBW-110/120-3棒型悬式复合绝缘子，跳线串采用FSP-110/0.8-2防风型号 偏复合绝缘子组装成串 1GGD7-SZG1、SJG2、SJG4， 杆塔型式 1D12-SZC2，1D13-SJC1、SJC4、SDJC 基础型式 全掏挖基础、板式直柱基础、灌注桩基础 接地装置 方、圆环带射线接地和垂直接地形式 工程地形、 本线路工程路径所经区域的地貌单元主要为丘陵坡地和海积平原，主要 地貌 分布有相思树及果树，海拔高度在4,130m之间 8 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 线路途经地段平坦地段上部地层主要为耕植土，中部为淤泥，下部地层 主要为砂质粘土 地质 山丘地段上部地层主要为粉质粘土，中部为全风化岩，下部地层主要为 强风化 平行靠近或跨越可利用乡镇道路，交通条件一般 主要公路 下穿110kV电力双回线1次，下穿220、110kV电力四回线1次，跨水 主要交叉跨越 渠3次、跨10kV及以下线路3次，通讯线3次、水泥路3次、机耕路4 次，养鸭棚4座，跨荔涵大道1次 3.2.1.3 新线路段铁塔使用情况 具体杆塔使用情况详见线路本体部分。 3.2.2 设计气象条件 本工程气象条件组合表见表3.2.2。 表3.2.2 气象条件组合表 项 目 气温(?) 风速(m/s) 覆冰厚度(mm) 最高气温 40 0 0 最低气温 –5 0 0 年平均气温 15 0 0 基本风速 15 33 0 导线覆冰 –5 10 0 安装工况 0 10 0 雷电过电压工况 15 15 0 操作过电压工况 15 18 0 年平均设计雷暴日 65d 3.2.3 导、地线型号 导线型号:JL/LB20A-300/25型铝包钢芯铝绞线。JL/LB20A-300/25导线计算拉断力为84580牛顿(新线系数0.95)，导线设计安全系数取2.5，最大设计应力96.42兆帕，最大年平均运行应力取瞬时破坏应力的25%为63.44兆帕。导线应力均为年平均气温控制。 地线型号:新建线路段两根地线均为OPGW-70光缆，梧塘变构架,原#22塔两根地线分别为OPGW-70光缆和OPGW-68光缆，原#22,涵江变构架两根地线分别为OPGW-68光缆和JLB35-70良导体。 3.3 OPGW选型 3.3.1 OPGW选型原则 OPGW具有光纤通信和架空地线两项功能，其选型既要满足通信的要求，同时 9 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 也要满足地线的电气及机械特性的要求，OPGW选型主要考虑以下几个因素: a) OPGW内光纤及光纤单元特性 b) OPGW热稳定特性 OPGW热稳定特性包括系统发生单相接地时故障电流特性及雷电特性。故障电流特性即电力线发生单相接地短路时，地线返回电流通过OPGW使其发热，其温升不得超过允许值，以免造成对光纤的损坏。由于110kV线路短路电流持续时间很短(0.5s)，因此可视为绝热过程，其短路时发出的热量全部用于提高OPGW的温度。 雷电流幅值虽然很大，但由于放电时间短，经计算其对OPGW的热稳定一般不起控制作用。 c) OPGW 机械及抗疲劳特性 OPGW的机械强度及疲劳强度特性应能与另一根地线匹配。根据“电力系统光缆通信工程可行性研究内容深度规定”，OPGW在最大使用应力时，安全系数大于导线安全系数。 在拉力为70,额定拉断力，或者在最高线温及最大短路电流引起的伸长工况下，光纤应不受力。 d) OPGW在送电线路中的配合 OPGW应满足送电线路设计规程对地线的要求、杆塔使用条件及本工程特定地形条件的要求。 3.3.2 OPGW内光纤要求 全线所有纤芯均为单模G.652B，1.31um、1.55um双工作窗口。G.652B 具体要求如表3.3.2所示。 表3.3.2 G.652B 光纤特性参数表 适用范围 本工程所有各段的缆内纤芯 参数类型 参数指标 备注 符合ANSI/EIA 359-A规范要纤芯色分 求 纤芯使用寿命 25年 工作波长 1310nm，1550nm窗口 模场直径 9.3,0.5 ,m 包层直径 125,1 ,m 模场同心度偏差 ?1.0 ,m 纤芯/包层同心度偏差 ?0.8 ,m 包层不圆度 ,2% , ,1270 nm(22m光缆上测cc截止波长 得) 10 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 1310nm附近衰, 0.36dB/km 减系数 衰减特性 1550nm附近衰(成缆测得) , 0.22dB/km 减系数 接头衰减系数 , 0.02dB/个(双向平均值) 1310nm附近色, 3.5ps/ nm.km 散系数 1550nm附近色色散特性 , 18ps/ nm.km 散系数 1/2偏振模色散PMD 典型值 , 0.2ps/(km) 成缆后纤芯综合余长 0.5,0.7% 以37.5mm的弯曲半径松绕 弯曲衰减特性 100圈后，衰减增加值应小于 0.05dB 3.3.3 故障电流计算 3.3.3.1 系统短路电流 根据福建电网规划，远景110kV新涵变,110kV梧塘变变110kV单相故障电流最大约15.2kA，远景110kV新涵变,220kV涵江变变110kV单相故障电流最大约17.3kA，具体短路电流在电力线上的分布将在初步设计详细提供。 3.3.3.2 系统故障切除时间 根据福建电网情况，110kV线路系统故障切除时间取0.5s。 3.3.3.3 OPGW热稳定计算 在中心点接地的电力系统中，当电力线路发生单相接地短路故障时，有很大的故障电流将流过架空地线，故障电流的热效应将在OPGW和普通架空地线上产生热量，以致损坏光缆通信线路，为确保光缆通信线路安全、可靠运行，必须保证OPGW的温升不得超过OPGW正常工作的允许值。 根据本工程线路情况及系统短路电流情况，初步选定两根地线均为OPGW-70作为本工程热稳定配合计算，OPGW允许最高温度取200?(具体以中标厂家提供的为准)，经初步计算，本工程所采用的地线组合基本满足线路短路电流的要求，具体地线配置详见附图4《地线配置图》。 热稳定计算结果将在初步设计中详细提供。 3.3.4 OPGW雷电特性 雷击地线时，雷电流流经地线引起线体瞬间发热，严重时可能造成断股事故，根据DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，110kV有地线线路耐雷水平最高要求不小于75kA，同时雷电流幅值成概率分布，大于100kA的机率 11 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 很低，标准雷电波按波头时间1.5μs考虑，波尾40μs考虑，即使雷电流幅值取150kA，由于流经地线持续时间很短，通流量远小于OPGW允许的通流量，所以对OPGW的热稳定不会有影响，也不会因线体发热使纤芯受损。 为了测试雷击对OPGW的影响，IEC 1396-1993标准对雷击试验作出了规定。根据我国线路运行经验，以及国外对雷击试验的总结认为:当地线单股直径大于2.5mm时，则雷击将不会造成地线损伤。结合本工程实际情况，本工程选用的OPGW的外层为铝包钢线且单股直径为3.8mm，可以满足防雷要求。同时为了提高OPGW的耐雷水平，线路设计时OPGW光缆及架空地线宜采用接地连线,全线逐级接地,加速积聚在光缆上的电荷向地面泄放。同时在输电线路两端变电站进出线段1,2km的范围内,其杆塔的工频接地电阻不宜大于10Ω,其他线路段不宜大于20Ω。 3.3.5 OPGW及良导体地线结构及特性 本工程新建线路段初选地线两根分别均为OPGW-70光缆。OPGW的技术参数见表3.3.5。具体OPGW的技术参数以中标厂家产品参数为准。 表3.3.5 OPGW-70技术参数表 项目 单位 参 数 值 类型 -- G.652 数量 芯 24/48 光 纤 1310nm dB/km 0.36 衰减 1550nm dB/km 0.21 中心线 不锈钢管 根数/直径(mm) 1×3.8 结 构 第一层 铝包钢 根数/直径(mm) 6×3.8 承载截面积 (mm2) 68.05 外层绞向 -- 右向 外径(D) (mm) 11.4 单位重量 (kg/km) 475 额定拉断力(RTS) (kN) 77.0 弹性模量 (N/mm2) 162000 热膨胀系数 (1/?) 13.0×10-6 20? 直流电阻 (Ω/km) 约1.264 允许短路电流(0.5s) (kA) 6.77 短路电流容量(40-200?) (kA2s) 22.9 最大允许工作张力(MAT) (kN) 40,RTS 年平均运行张力(EDS) (kN) 16,,20,RTS 极限运行张力 (kN) 70,RTS 允许最小弯曲半径 (mm) 15D-20D 12 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 国外标准物料号 -- 500082913 3.3.6 OPGW余长计算 纤芯余长是OPGW的重要参数。在多股绞合导线受拉力后以及运行过程中，线体将发生伸长变形。如果纤芯余长不够，将使光纤受力，造成光纤疲劳，引起传输衰减增加或光纤受损等问。合理确定工程中所需OPGW纤芯余长，使其在任何情况下不受拉力影响，是OPGW订货中考虑的重要问题之一。 绞合线体的伸长主要有二种形式:(1)塑性伸长和蠕变(初伸长);(2)运行过程中随环境条件的变化而产生的伸长。 OPGW的塑性伸长和蠕变与制造材料及结构有关。根据其蠕变率，采用降温法补偿，根据本工程所初选OPGW结构特性，采用降温15?来弥补。 架空线环境条件在不断变化，随着环境改变线长有伸长缩短。 考虑到在线路发生单相短路故障时，短路电流流经OPGW，将使OPGW的温度急剧升高。在OPGW最高允许温度时，OPGW线长伸长远大于正常运行时OPGW的线长伸长，应予以特别注意。 根据本工程技术特性，经初步计算，在本工程特定的地形条件下，OPGW纤芯余长不小于5‰，可以满足要求。 由于各生产厂家所生产的OPGW在结构形式、材质、特性等方面各不相同，在设计中确定一个固定的纤芯余长难以满足不同型号光缆的要求，建议在OPGW招标中要求生产厂商根据其OPGW的特性，确定合适纤芯余长，以保证OPGW在各种情况下能正常运行。 3.3.7 接地方式 OPGW光缆和地线均用一段铝包钢线使用并沟线夹逐基与铁塔牢靠地连接，以利短路电流畅通。 3.3.8 OPGW金具 OPGW金具一般由OPGW生产厂家配套供应，由线夹及联接金具组成，线夹分单、双悬垂型及耐张型。为遏止OPGW振动，应装设防振锤，对于特殊地段应采用特殊防振措施，防振鞭或螺旋型阻尼条等。为了光缆从杆塔顶引下至接线盒接合光缆，每隔2米安装一个引下夹具将光缆固定在杆塔身上。 3.3.9 杆塔条件校验 本工程为新建的输电线路，线路主体设计已考虑所选的OPGW及良导体地线的荷载，杆塔及基础的强度均满足要求。对于利旧线路段，所选OPGW光缆的力学特 13 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 性均小于原地线设计条件，故杆塔及基础的强度均满足要求。 3.3.10 接续盒安装及盘长配置 光缆接续盒均安装在离地面8m高的杆塔身上。 OPGW复合光纤地线生产时，其制造长度受诸多因素的制约，一般按线路的耐张段长度5km左右，定长供货，其配置量计算中应考虑由于弧垂，高差，牵引头、引下线、预留线等引起的增量。 3.3.11 进场光缆 从电站或变电所至通信机房采用无金属普通光缆。埋地段光缆需穿,40mm HDPE 管再套,50mm钢管敷设，普通光缆直埋部分，要在地面上增设光缆标示砖，电缆沟内光缆需穿,40mm HDPE管敷设，同时在电缆沟每个转弯、交跨及每只手孔处，均需悬挂光缆标识牌。 普通光缆技术要求: a) 光缆具有B级阻燃及防腐性能，能防蚁和鼠咬且为无金属结构，护层结构应符合ITU-T或IEC有关标准。 b) 光纤芯数:24/48芯G.652B c) 光纤性能参数要求同3.3.2节。 d) 光纤必须有 ?0.5%的余长 e) 抗张强度: ?1500N(工作时) ?2500N(敷设时) f) 抗压强度:?1500N/10cm(工作时) ?2000N/10cm(敷设时) g) 光缆在承受“工作时”张力或压力的情况下，光缆伸延率应不大于0,2%，同时光缆内每一根光纤的衰耗不应变化。光缆在承受“敷设时”张力或压力一小时，张力或压力解除后，每一根光纤的衰耗不应变化。 h) 各项机械性能测试符合IEC有关标准。 i) 经过各种试验后均应满足下述要求: 1)光缆内全部光纤和其他部件均应完好。 2)护套应无目力可见的裂纹。 3)光纤衰耗不应变化。 i)允许的曲率半径:光缆外径的20倍(敷设时) 光缆外径的10倍(工作时) 14 110kV新涵变T接涵江~梧塘?回线路配套光缆通信工程 可行性研究设计 j)运行温度:-40?,+70? k)单盘光缆温度特性 1)温度范围-40?,+70?，光缆内光纤衰耗不变。 2)以上温度范围内，光缆缆芯及护层不得有任何损伤，充填防水材料不应硬化和滴漏。 3)光缆的环境温度应按IEC规定做两个高低温循环，并应使缆芯温度达到环境温度。 4)护层为非金属，光缆应做低温下冲击试验。 l)渗水性能:符合IEC最新规定。 m)护套应具有良好的防潮性能，符合IEC708-1标准。 n)光缆外护层绝缘电阻?2kΩ?km(500VDC测试)。 o)光缆内的光纤必须由不褪色不迁染的色谱来辨别光纤的线序和端别。 p)光缆外护层的耐压强度不小于15kVDC2分钟。 r)管道光缆寿命应大于25年。 4. 数据通信网 福建电力已建成覆盖省调、地调的ATM宽带通信综合数据网。目前，正在实施覆盖至超高压局、110,500kV厂站和各县调、营销网点的IP数据通信网。数据通信网主要用于承载通信监测、图像DMIS、营销等电网安全三、四区数据。 为接入110kV新涵变的各类数据通信，如DMIS、MIS、通信监测、图像等。本期工程在110kV新涵变配置1台IP路由器及2台网络交换机，作为110kV新涵变的综合数据业务平台，并通过110kV新涵变,涵江变,渭阳变的光缆通道经渭阳变接入莆田地调的通信数据网络。 5. 附表、附图 15