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1、 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 1金沙新岚头金沙新岚头110kV输变电工程输变电工程 金沙金沙220kV变电站新岚头变电站新岚头110kV变电站变电站110kV线路工程线路工程 (OPGW)通信工程 (光缆本体部分) 施工设计 说 明 书 证书等级：丙级证书等级：丙级 发证机关：贵州省建设厅发证机关：贵州省建设厅 工程设计证书号：工程设计证书号： A252002247 遵义光明电力设计咨询有限公司遵义光明电力设计咨询有限公司 二二 0 一五一五 年年 十十 月月 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头
2、110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 2金沙金沙220kV变电站新岚头变电站新岚头110kV变电站变电站110kV线路工程线路工程 (OPGW)通信工程 (光缆本体部分) 批 准： 审 核： 校 对： 编 写： 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 3第一卷 光缆本体部分说明书 目录 1 工程概况 1.1 设计依据 1.2 设计范围 1.3 线路本体工程概况 1.4 两端进站情况 1.5 光缆线路路由概况及 OPGW、无金属光缆设计要求 1.6 设计气象条件 1.7 OPGW 设计原则 2 OPGW 及
3、分流地线设计选型 2.1 系统短路电流确定 2.2 短路电流等效时间的确定 2.3 线路入地总短路电流 2.4 OPGW 及另一根地线短路电流分配 2.5 组合配置方案热稳定校核和分流长度 3 OPGW 设计选型结果 3.1 OPGW 短路电流 3.2 OPGW 设计选型推荐方案 4 分流地线的选型结果 4.1 设计选型推荐各种分流地线方案 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 45 OPGW 与分流地线的使用量 6 OPGW 金具设计 6.1 金具设计 6.2 OPGW 的防振设计 7 OPGW 接头和盘长要求 8 OP
4、GW 对铁塔的要求 9 主要设备材料估算 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 51 工程概况 1.1 设计依据 a关于金沙新岚头 110kV 输变电工程可行性研究的审查意见 b 中标通知书 1.2 设计范围 金沙 220kV 变电站新岚头 110kV 变电站光纤通信工程 OPGW 本体相关设计。 1.3 线路本体工程概况 本工程光缆挂在新建的金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110千伏线路上 线路工程名称：金沙 220kV220kV 变电站新岚头 110kV110kV 变电站110 千伏线路工程 线路起点：金沙
5、220kV220kV 变电站110KV 出线构架挂点 线路终点：新岚头 110kV110kV 变电站进线构架 线路长度：29km 经过地形：一般山地 35%；丘陵 65% 最高海拔：1250m 冰区划分：全线按 10mm 冰区 线路回路数：单回路 导线：全线采用 LGJ-240/30 钢芯铝绞线 地线：一根为 JLB23A -80，另一根为 OPGW。 全线路最大设计档距离：650 米，同档最大高差：102 米。 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 6交叉跨越情况： 被跨越物名称 跨越次数 备 注 公路 15 次 35K
6、V 电力线 7 次 采用跨越架跨越 110KV 电力线 1 次 采用跨越架跨越 10kV 线路 24 次 通信线 32 次 220V 41 次 380V 3 次 房屋 2 次 河流 2 次 10kV 改道 2.0KM 采石场 无 房屋撤迁 700 m2 1.4 两端进站情况 金沙 220kV 变 110kV 出线：OPGW 光缆进入门架后，用一接头盒与 24 芯无金属光缆连接，无金属光缆再随门架入地进入电缆沟，沿电缆沟进入集控通信机贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 7房，此段长约 300m。 新岚头变进线：OPGW 光
7、缆进入门架后，用一接头盒与 24 芯无金属光缆连接，无金属光缆再随门架入地进入电缆沟，沿电缆沟进入集控通信机房，此段长约 200m。 1.5 光缆线路路由概况及 OPGW、无金属光缆设计要求 1.5.1 光缆路由概况 光缆路是由是利用新建的金沙 220kV220kV 变电站新岚头 110kV110kV 变电站110 千伏线路同杆塔架设 OPGW 光缆。 （光缆路由图见下图） a、线路全长 29 公里。 b、全线采用 OPGW 光缆 1.5.2 OPGW 及无金属光缆光纤设计要求 1）光纤芯数 24 芯；光纤为单模光纤；工作波长为 1310nm 及 1550nm，光纤应符合 ITU-T G.65
8、2 建议。 2）OPGW 光缆的制造应遵循 IEEE 技术标准同时符合相关标准的最新版本。光缆内光纤应有 5-7的余长。3）光纤的几何特性（成缆后）设计要求模场直径：9.1m0.5m金沙 220kV 变 新岚头110kV变 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 8包层直径：125m1m包层不圆度：1%模场同心度：1m涂层直径：24510m4）光纤的光学特性（成缆后）设计要求有效群拆射指数：1.4645（1.31/1.55m）截止波长：1260nm。零色散波长：1300-1320nm。5）光纤的传输参数（成缆后）设计要求 损
9、耗系数：0.35dB/km（=1.31m，每盘每纤单向最大值） 。 0.21dB/km（=1.55m，每盘每纤单向最大值） 。 色散：零色散最大斜率3.5ps/nm.km（=1.31m，每盘每纤最大值） ；18ps/nm.km（=1.55m，每盘每纤最大值） 。 熔接衰耗：0.05dB/个（工程条件下双向平均值） 。 6）无金属光缆技术要求 应用方式：沿电缆沟敷设。 抗拉强度：大于 1500N。 抗侧压力：大于 1000N/mm。 弯曲半径：大于静态 10D；动态 20D。 光缆配盘：按 2-5km 考虑。 温度范围：运行、储存、运输-40+700C；安装+5+400C。 1.6 设计气象条件
10、 贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 9根据原施工图设计，本工程设计气象条件及组合见下表： 气象条件 项目 气温 (0C) 风速 (m/s) 冰厚 (mm) 最高气温 40 0 0 最低气温 -10 0 0 设计覆冰 -5 10 10（15） 最大风速 -5 25 0 外过电压 15 10 0 内过电压 15 15 0 安装情况 -5 10 0 年平均气温 15 0 0 雷暴日 53 日/年 冰比重 0.9g/cm3 1.7 OPGW 设计原则 OPGW 应满足两个功能，即架空地线和光纤通信。OPGW 的设计原则是，OP
11、GW产品必须满足送电线路设计规程对地线的全部要求， 同时在设计的机械应力的变化、温度变化和短路电流条件下，OPGW 能够满足对于光纤通信性能和光纤传输衰耗的要求。 OPGW 主要设计原则如下： a. 满足 DL/T 5092-1999“110500kv 架空送电线路设计规程”对地线的全部要求。 b. 满足 DL/T621-1997“交流电气装置的接地设计技术规程”对地线热稳定要求。 c.满足电力系统光纤通信工程设计技术规定 （报批稿规定的要求） 。 d.满足光纤复合架空地线 （DL/T832-203）规定的要求。 2 OPGW 及分流地线设计选型 2.1 系统短路电流确定 贵州电网公司 遵义供
12、电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路(OPGW)施工设计说明书 10在中性点直接接地系统中，以单相接地短路的故障最多，约占 90%左右。在电力线发生接地短路时， 有部分地线返回电流通过 OPGW 使其发热， 这时 OPGW的温升不能超过允许值， 否则将影响光纤传输衰耗或造成对光纤的损坏。 根据 电力系统光纤通信工程设计技术规定 （报批稿）2.1 条规定，计算送电线路短路电流，应考虑 5-10 年电力系统发展的规划或远景规划。在 OPGW 选型时，通常是根据 OPGW 允许短路电流容量（kA2t）来效验 OPGEW 的热稳定，也就是由短路故障发生时，OPGW 的短路电流
13、通流量和短路电流等效时间来效验。本工程根据“十二五”毕节地区 110kV 电网规划来进行短路电流的计算。金沙 220kV220kV 变电站新岚头 110kV110kV 变电站110 千伏线路 2015 年金沙 220kV220kV 变电站侧110kV 单相短路电流是 16 KA。鉴于 OPGW 的运行寿命一般都大于 30 年，同时考虑遵义电网的远景规划及负荷增长情况，为保证本工程 OPGW 不成为贵州电网建设抗短路能力的制约因素，建议本工程 OPGW 的短路电流容量按更远景年的短路电流水平来选取，2016 年规划新岚头 110kV110kV 变侧单相短路电流为5.56KA，新岚头 110kV1
14、10kV 变侧单相短路电流取为 6.0KA。 2.2 短路电流等效时间的确定 根据电力系统光纤通信工程设计技术规定 （报批稿）规定 2.2 条规定，短路电流持续时间，对于高可靠线路取 0.26-0.3S，一般线路取 0.5S。本工程短路电流持续时间取值为 0.3S。 2.3 线路入地总短路电流 根据以上论述， 计算在金沙 220kV220kV 变电站新岚头 110kV110kV 变电站4Km短路时总入地电流见下表。 金沙220kV220kV变电站110kV110kV母线单相短路电流取16KA， 金沙电厂出口4Km贵州电网公司 遵义供电局 金沙220kV变电站新岚头110kV变电站110kV线路
15、(OPGW)施工设计说明书 11塔短路时总入地电流表： 短路点塔号 电流方向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 距金沙 220kV220kV变电站（kmkm） 0.3 0.6 1.2 1.5 2.1 2.7 3.0 3.6 4.2 总入地电流(KA) 15.79 15.07 13.8 13.26 12.33511.5611.2 10.62 10.12.4 OPGW 与另一根地线的短路电流分配 2.4.1 分流计算公式 在装有一根 OPGW 的电力线路，当导线发生单相接地短路故障时，强力的短路电流会通过OPGW返回电源点， 使OPGW温升发热， 引起损坏， 为降低OPGW中的短路电流， 另一根
16、用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线等导电性能好的电线分担OPGW 中的短路电流，该根地线称为分流线。在系统短路时，故障电流在地线中产生的总返回电流在 OPGW 及另一根地线（分流线）中的分布，取决于 OPGW和分流线的电气参数。为保证 OPGW 的安全运行，OPGW 的设计要求分流地线有较强的分流能力， 在短路及雷击事故中能有效分流。 分流线应有足够低的阻抗，尽可能地分担 OPGW 中的短路电流。OPGW 与分流地线的电流分配不仅与线体自阻抗、OPGW 与分流线间互阻抗有关，而且还与导线与 OPGW、导线与分流地线间的互阻抗有关，为简化计算忽略导线与两地线间的互感影响，其电流分配比例可近似按下式计算： 总入地电流=地线返回电流+铁塔入地电流 IOPGW
