DLT 5158-2002 电力工程气象勘测技术规程.pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 D L / T 5 1 5 8 一 2 0 0 2 电力工程气象勘测技术规程 T e c h n i c a l c o d e o f m e t e o r o l o g i c a l s u r v e y i n g f o r e l e c t r i c a l p o w e r p r o j e c t s 主编部门: 西南电力设计院 批准部门: 中 华人民共和国国家经济贸易委员会 批准文号: 国家经济贸易委员会公告二00二年第 2 2 号 D L/ * F 5 1 5 8 - 2 0 0 2 前言 本标准是根据国家经
2、贸委电力司 关于确认1 9 9 9 年电力行 业标准制、 修订计划项目 的通知( 电 力 2 0 0 0 2 2 号)的 安排 制定的。 本标准是在总结国内电力工程气象勘测几十年经验的基础 上,结合近几年的研究成果进行编制的。在编制过程中,编制组 进行了 广泛的收资和调研, 同时参考了有 关国内的先进标准。本 标准共分6章和2个附录,主要侧重于第5章风和第6章导线覆 冰,此两章中对设计风速和导线覆冰厚度的计算方法、取值分析 作出了规定,还对架空送电线路的风区、冰区划分作出了规定。 对于第4 章常规气象条文从简, 但其内容基本覆盖了常规气象项 目。 本标准的附录A、附录B为标准的附录。 本标准由
3、电力行业电力规划设计标准化技术委员会提出并归 口o 本标准起草单位 :西南电力设计院。 本标 准 主要 起 草人:张 良忠、熊 海 星、尹亮、刘 渝、 廖 祥 林 。 本标准委托国家电力公司电力规划设计总院负责解释。 1 范围 本标准规定了电力工程气象勘测的内容与技术原则。适用于 新建、扩建和改建的大型发、送、变电工程及微波、光纤通信等 电力工程的气象勘测。 上述范围外的 电力工程气象勘测也可参照 执行 。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准 的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修 订, 使用本标准的 各方应探讨使用下列标准最新版本的 可能性。
4、 G B 5 0 0 0 9 -2 0 0 1 建筑结构荷载规范 J T J 2 1 3 -1 9 9 8 海港水文规范 中央气象局编定 ( 1 9 7 9 )地面气象观测规范 3总则 3 . 0 . 1 气象条 件的 分析 计算必须重视基础资料, 应对其进行代 表性,可靠性和一致性审查。 3 . 0 . 2 计算短缺资料地区的设计风速与冰厚时,尽可能应用几 种方法,对各方法的计算成果应进行综合分析,合理选定。 3 . 0 . 3工程地 ( 点)距当地气象站较远,且地形条件差异较大 时,应根据设计需要建立短期气象观测站、测风站、观冰站,以 获取必要的实测资料。 3 . 0 . 4 火力发电厂空
5、冷系统和风力发电 场需要的气象资料比较 特殊,当地气象站资料不能满足要求,应在工程地 ( 点)建立专 门气象站开展风速 、风向、气温等连续观测。 3 . 0 . 5 在电力工程施工过程中或竣工投产后, 当遭遇异常的大 风 、 导线覆冰等灾害事故时,应及时会同设计人员赴现场查勘, 对设计气象条件进一步分析论证 ,并建议采取相应的工程措施。 3 . 0 . 6电力工程气象勘测应在不断总结经验的基础上,积极慎 重地采用国内外成熟的新理论 、新方法和新技术。 4 常规气象 般规定 4 . 1 . 1 气压、气温、湿度、风速、地温、天气 日数等气象要素 的均值项 目采用日、旬 、月、年和累年平均值,降水
6、、蒸发采用 日、旬、月、年总量值和累年总量平均值,极值项目按设计要求 提供一定时间长度内的最大 ( 多) 、最小 ( 少)值及出现时间。 4 . 1 . 2 最大积雪深度、最大冻土深度、降雪 日数、积雪 日数、 结冰日数、雨淞日数、雾淞日数、冻融交替次数按年度 ( 每年 7 月到次年6 月)统计, 其它项目 按年统计。 4 . 1 . 3 常规气象资料统计年限除按项目要求外,一般应有2 0 年以上资料; 不足2 0 年时可选用邻近地形、 气候条件大体一致 的气象站长期资料,通过差值法、比值法和相关分析等途径进行 订正; 无资料地区宜通过设站对比观测移用邻近地区气象站资 料,或通过分析地区气候等
7、值线图确定。 4 . 2 相应气象要素和冻融次数 4 . 2 . 1近期连续不少于 5年最炎热时期 ( 3个月计)频率为 1 0 % 的日 平均湿球温度, 应用点绘累积频率曲 线或分级统计法获 得,其相应的日平均干球温度、相对湿度 、风速、气压应选取 1 0 %的日 平均湿球温度出现日的对应值。 4 . 2 . 2离地 l O m高 5 0年一遇 l 0 min平均最大风速相应的最低 气温,应在实测 l 0 m i n 平均最大风速系列中挑选与设计风速相等 或相近值出现时的最低气温 4 . 2 . 3 3 0年一遇最低气温相应的l O m 。平均最大风速,应在实 测 最低气温系列中 挑选与设计
8、最低气温相等或相近值出现时的 l 0 m i n 平均最大风速。 4 . 2 . 4覆冰同时气温应挑选历年最大一次覆冰过程中的最低气 温。 4 . 2 . 5 最近1 0 年最多冻融交替循环次数,应按每年寒冷季节 日极端最低气温从+3 . 0 以上降至 一 3 . 0 以下,然后再回升到 +3 . 0 以上算 1 次冻融交替循环,求得最近 1 0年最多冻融交替 次数。 4 . 3雪压 4 . 3 . 1 基本 雪压应按下式 计算 S o=S h P , g ( 4 . 3 . 1 ) 式中:S o 基本雪压, k N / m 2 ; S h 基本积雪深度, 为5 0 年一遇值, m ; P ,
9、 积 雪 密 度, t / m 3 ; g 重力加速度, 9 . 8 m 泞 4 . 3 . 2 基本雪压可按照“ B 5 0 0 0 9 定义。基本雪压值可按下列 方法确定。 1 当地有 1 0年以上年最大雪压资料 ( 包括积雪深度和密 度)时, 可直接进行频率计算, 确定5 0 年一遇基本雪压。 2 当地的年最大雪压资料不足 1 0年时,可通过附近气象站 的长期资料对比分析确定。 3 当 地无雪压资料时, 可通过对地形、 气候的 分析, 并参 照全国基本雪压分布图分析确定。 4 . 3 . 3山区的基本雪压应通过实际调查后确定,如无实测资 料,可 按当 地空旷 平坦地面的 基本雪压 值乘以
10、系数1 . 2 采用。 4 . 4 气象辐射 4 . 4 . 1 太阳总幅 射应按实测资料统计确定, 无资料地区总辐射 可按下式计算 Q = Qo ( 0 . 2 9+0 . 5 5 7 S) ( 4 . 4 . 1 一 1 ) 5 Q 一 Q o O .18 + (0 .55 + 11 11 )S (4 .4 .1 -2 )e 式中:Q 总辐射量, k Wh / m 2 ; Q o 理想大气总辐射量, k Wh / m 2 ; S 平均日 照 百分率, %; e 平均水汽 压, h P a o 公式 ( 4 . 4 . 1 - 1 )适用于我国西北干旱区 ( 包括新疆、甘肃 西部和柴达木盆地
11、) ,其它地区应采用公式 ( 4 . 4 . 1 - 2 ) 0 4 . 4 . 2 太阳直接辐射、 天空散射辐射和净全辐射 ( 辐射差额) 应按实测资料统计确定, 无实测资料地区可用邻近地区实测资料 进行修正后采用。 4. 5. 1 4 . 5 山区 气象要素估算 山区工程地 ( 点)气压可按下式计算 Pi二 P 2 1 0 Z l - z 2 1 8 4 0 0 ( 1 +a c )( 4 . 5 . 1 - 1 ) 式中:P i 高山工程地 ( 点)气压 ,h P a ; P 2 平 地气象站气压,h P a ; Z 1 高山工 程地 ( 点)海 拔高度, m; Z 2 平地气象站海拔高
12、度, m; a 常数,a =1 / 2 7 3 ; t 空气柱平均温度, 。 、 一 告 ( t , + t 2 ) ( 4 . 5 . 1 一 2 ) 式中:t 1 高山 工程地 ( 点) 气温; t 2 平地气象站气温 4 . 5 . 2 山区 工程地 ( 点) 气温应按当地或附近地区的 气温随高 度变化公式计算; 无资料的 可按中 纬度地区自由 大气年平均气温 直减率 0 . 6 0 C / 1 0 0 m计算。 4 . 5 . 3 山区 工程地 ( 点) 降水量应按当地或附近 地区降水随高 度的变化关系计算,还应考虑地形对降水的影响。 4 . 5 . 4山区无资料地区的湿度、 蒸发、天
13、气日数 ( 雨、雪、 雾、积雪、雷暴日等)可按附近平地气象站资料进行订正 5 风 般规定 5 . 1 . 1 设计风速的计算高度和重现期,电厂、变电所要求离 地 l o m高、 5 0 年一遇;3 3 0 k V及以下架空送电线路要求离地 1 5 m 高、 1 5 年一遇; 5 0 0 k V 架空送电线路要求离地2 0 m高、 3 0 年一 遇; 架空送电线路大跨越 2 2 0 k V - 3 3 0 k V线路重现期要求采用 3 0 年 一遇, 5 0 0 k V线 路重现期要求采用5 0 年一遇; 也可根据设 计要求确定。 5 . 1 . 2 应用气象站风速资料时应进行高 度订正和次时换
14、算,高 度订正可用指数公式; 次时 换算可用当 地推广 使用的公 式。应尽 量搜集自 记风仪记录的风速资料, 严格审定定时2 m in 平均风速 资料。 5 . 1 . 3 设计风速计算应进行大风调查。 大风调查应有两人以上 进行,并当场记录。山区风速和滨海风速宜广泛进行搜资调查, 掌握区域性资料。对风灾现象应进行拍照,有条件的可进行录 音、摄像。 确定设 计风速是一个 综合分析过程, 宜进行研究 量化。风区 划分应依据充分,划分合理 ,能反映工程地的真实情况。 5 . 1 . 4 风力发电场建设应通过当地气象资料分析计算风资源概 况,同时 在风力发电场场址建立专用测风站, 连续观测风速风 向
15、, 并与当 地气象站同期 观测资料进行 相关分析, 作出 风力发电 场风力资源的评价。 5 . 2 设计风速 5 . 2 . 1 气象站设计风速应经过以下几个步骤进行计算。 1 对气象站风速原始资料要进行代表性、 可靠性和一致性 审查,对突出的特大风速可通过大型天气过程分析、资料系列的 不均一性分析、地区比审、气象要素相关 、查阅史籍记载等方法 进行审查 。 2 风速高度订正,可按指数公式进行 V z 一 V 1(瓷 )“ 式中:V Z 高度为Z 处的 风速, m / s ; V l z , 高度处的 风速, m / s ; 2 设计高度,m; ( 5 . 2 . 1 一 1 ) Z 1 风速
16、器离地高度, m ; a 地面粗糙度系数。 地面粗糙度系数可按表5 . 2 . 1 - 1 选用。气象台站在开阔平坦 地区, 地面粗糙度一般按 B类考虑。 表 5 . z . 1 - 1 地面粗糙度系数 a表 类别地面特征 A0. 1 2 近海海 面 、 海 岛 、 海 岸 、 湖 岸及 沙漠地 区 B0. 1 6 田野 、乡村 、丛林 、丘陵 及房 屋 比较稀 疏 的中 小城镇 和 大城 市郊区 C0. 2 2 有密集 建筑 群的城 市市区 D0. 3 0有密 集建筑 群且房 屋较高 的大城 市市 区 3 气象站风速资料为定时观测 2 mi n 平均或瞬时极大值时, 应进 行观测次数和风速时
17、距的 换算, 统一订正至我国G B 5 0 0 0 9 所要求的自记 1 0 mi n 平均风速,次时换算公式为 V 1 0 m m=a v T,;n +b ( 5 . 2 . 1 一 2 ) 式中:V l 0,;. 1 O m i n 平均最大风速, m / s ; V T m m 定时2 m i n 平均或瞬时最 大风速, m / s ; a , b 系 数, 可通过搜集当地分析成果或根据资料计 算确定。也可参照表5 . 2 . 1 - 2采用。 表 5 . 2 . 1 - 2 风速次时换算公式系数a , b值表 时距地 区a 一一 时 距 地 区ab 瞬 日 寸 与 1 0 n l ln
18、 平 均 风 速 华北 西北 东北 0 . 6 50. 5 0 一、 一 时 ! 5to 一 半 均 一 风 一 东北0 . 9 73 . 9 6 华北0 . 8 87 . 8 2 0 4 北0 . 8 55 . 2 1 西南0 . 7 56 . 1 7 云南0. 6 2 58 . 0 4 四川1 . 2 5 西南 0 . 6 6F 0 沼 。 山东0. 8 5 55 . 4 4 云南 贵 州 0. 7 0一1 . 6 0 山西 南 、 北 部 0. 8 3 47 . 4 0 山 两中部0 . 7 4 98 . 5 6 华东及 安徽 长江以南 0. 7 8 8 . 4 1 华南0. 7 3一2
19、 . 8 0 安徽 长江 以 北1 . 0 33 . 7 6 江苏1 . 1 8 41 . 4 9 华东 华 中 0. 6 9一 1 . 3 8 华中0. 7 37 . 0 0 广东1 . 0 03 . 1 1 福建0. 9 1 4 . 9 6 广 西0 . 7 9 34 . 7 1 渤海 海 面 0. 7 51 . 0 0 河 北 、北京 0 . 8 1 4 . 7 2 大 津0 . 8 6 44. 6 4 北 海0 . 9 0 42. 7 9 4 进行频率计算。当气象站有2 5 年以上的年最大风速资料 时,可直接进行频率计算推求气象站设计风速。当气象站风速资 料短缺时, 可选择邻近地区地形
20、、 气候条件相似, 有长期风速资 料的气象站进行相关分析,展延资料序列后计算设计风速。气象 站 设计风速应采 用P - 皿 型分布或工 型极值分布进行频率计算。 5 . 2 . 2 大风调查的原则及要求为: 1 应先拟定调查提纲,确定调查范围和调查点,以及搜资 调查单位和内容。调查要求认真、仔细、真实;调查资料应全 1 0 面 、清楚 、可靠 。 2 一般应在工程地 ( 点)附近3 k m - 5 k m范围内进行。大 风调查,对于特殊地区 ( 如峡谷、海岸等)可适当扩大调查范 围。对发电、变电、微波站、光纤站工程调查点不得少于 3 个, 每个调查点调查对象不得少于2 人;对送电线路工程应进行
21、沿线 调查,宜 5 k m -1 0 k m布设一个调查点,对山口、谷口、山顶等 特殊地形点应进行微地形、 微气候调查,了 解风速的增大影响。 对区域性大风灾和电力工程风灾事故,可组织专门调查,调查范 围和调查点根据实际情况决定。 3 大风调查对象应是电力、邮电线路设计、运行维护和事 故抢修人员;长期从事气象、勘测、巡线和供电安全检查人员; 林区生产管理人员;民政救灾人员和当地居民。 4 大风调查内容应包括: 1 )大风发生时间、持续时间、风向、风力、同时天气现 象 ( 雷雨、 冰雹、 寒潮、 热带风暴) 、 主要路径、 影响 范围、 重现期 ( 一般用经验频率估算) 。 2 )大风对电 力、
22、邮电通信线路、 房舍、树木、 农作物和 其它建筑物的损毁情况。 3 )风灾事故现场的地形、 高程、 气候、 植被情况 5 调查应搜集的 相关资料包括: 1 )县志等史料中 记载的历史风灾情况和气象站、 档案馆 等有关单位保存的风灾灾情报告。 2 )工程地 ( 点)附近已建电力、邮电通信工程和有关建 筑物的设计风速、运行维护情况,以及发生风灾的灾 J晴报告和事故修复标准。 3 )区域建筑、气象部门对风速风压的研究成果、报告和 地区风压图。 6 调查资料应在现场整理、评审和编写调查报告。 5 . 2 . 3 山区风速应按工程实际情况通过大风调查和对比观测, 分析移用附近气象站设计风速。在一般情况下
23、,可用山区风速调 整公式 ( 5 . 2 . 3 )计算 V o =K , V q ( 5 . 2 . 3 ) 式中:V O 山 区设计风速, m / s ; K , 山区风速调整系数; V y 气 象 站 设 计 风 速, m/s, 山区风速调整系数,尽可能采用实测资料分析成果;无实测 资料可按表 5 . 2 . 3 采用。 表5 . 2 . 3 山区风速调整系数 山 区 地 形 条 件调松 系数 山 问盆地 、谷地等 闭塞地形 与大风方 向一致的谷 口 、山口 R 7 - 0 . 9 2 1 0 - 1 . 2 3 5 . 2 . 4 海滨风速 应按以 下原则执 行: 1 沿海海面和海岛的
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