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縣城電網(wǎng)改造中若干問(wèn)題的討論

該文根據(jù)縣城電網(wǎng)的特點(diǎn)，引出城網(wǎng)配電線路改造中存在的線徑選取，負(fù)荷劃塊、電桿選型、環(huán)網(wǎng)化和絕緣化等一系列技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)自己實(shí)際工作中的具體做法，結(jié)合城網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則，提出了一套切實(shí)可行的解決辦法。

縣城電網(wǎng)；電網(wǎng)改造；環(huán)網(wǎng)

隨著縣城電網(wǎng)改造的逐步深入，由于縣城電網(wǎng)本身固有的特點(diǎn)，在電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工中，遇到了許多農(nóng)網(wǎng)改造中不曾出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，針對(duì)奉化市供電局在10kV縣城配電網(wǎng)改造中碰到的一些問(wèn)題，以及相應(yīng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)提出與讀者探討交流。

1縣城電網(wǎng)特點(diǎn)

相對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)，縣城電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：負(fù)荷密度高。城市人口稠密，廠礦企業(yè)集中，必然構(gòu)成了高密度的用電負(fù)荷。這要求配電線路導(dǎo)線選取時(shí)考慮較大的線徑。

線路走廊緊張。人行道、綠化帶一般是線路的主要通道，但因?qū)挾扔邢?，?shì)必要求同桿多回路架線，同時(shí)拉線也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

供電可靠性要求高。城市一、二類負(fù)荷集中，停電將造成較大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失，故要求較高的供電可靠性。絕緣化率要求高。根據(jù)城市發(fā)展趨勢(shì)，架空電力線路入地電纜化是大勢(shì)所趨，電纜化率將是表征一個(gè)城市品位檔次的主要指標(biāo)。安全性要求高。因城市空間利用率高，電力線路與建筑物、活動(dòng)場(chǎng)所距離相對(duì)較近，誤碰誤觸可能性大，因此設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮安全裕度。

因上述特點(diǎn)，使縣城電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)相對(duì)具有一定的特殊性。2問(wèn)題及解決辦法縣城電網(wǎng)改造是一個(gè)系統(tǒng)的大工程，從線路規(guī)劃、測(cè)量定位、設(shè)計(jì)出圖到工程施工，接觸面廣，涉及工程環(huán)節(jié)多，這里主要針對(duì)上述城網(wǎng)特點(diǎn)引出的一些問(wèn)題，加以探討。

2.1線徑選擇及負(fù)荷劃塊

導(dǎo)線線徑小，負(fù)荷卡脖子，這是城網(wǎng)線路普遍存在的問(wèn)題。以我們所在縣城為例，10kV配電線路多建于20世紀(jì)70～80年代，LGJ-50、GJ-70的主導(dǎo)線一直沿用至今，而正是這樣的導(dǎo)線，去年迎峰度夏時(shí)，負(fù)荷電流曾達(dá)到250A以上。因而增大導(dǎo)線線徑，是城網(wǎng)線路改造迫切而重要的一個(gè)內(nèi)容。筆者以為，10kV配電線路線徑選擇，不宜盲目求大，應(yīng)通過(guò)途徑確定：

重新規(guī)劃供電區(qū)域，使線路的供電范圍向區(qū)域化、小塊化方向發(fā)展。因中國(guó)電網(wǎng)自建成以來(lái)，不曾有過(guò)上規(guī)模的改造，長(zhǎng)期積累形成的負(fù)荷劃塊不清、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重影響線路運(yùn)行和維護(hù)。所以首先應(yīng)通過(guò)負(fù)荷劃塊，確定新供電區(qū)域內(nèi)的最大用電負(fù)荷。負(fù)荷可按城區(qū)道路為界進(jìn)行劃塊，這樣劃分的負(fù)荷界線明確，同時(shí)也可防止用戶私拉亂接。線路最大用電負(fù)荷可通過(guò)以下公式估算確定：Pmax=K1K2Pt式中K1——負(fù)荷同時(shí)率系數(shù)；

K2——配變負(fù)荷率系數(shù)；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和。

據(jù)測(cè)算，對(duì)于居民負(fù)荷，系數(shù)K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定，該系數(shù)隨負(fù)荷性質(zhì)和配變?nèi)葺d比配置情況而異，一般民用電負(fù)荷取下限值，工業(yè)用電負(fù)荷取上限值。根據(jù)線路當(dāng)前最大負(fù)荷Pmax，可用增長(zhǎng)率法進(jìn)行15～20年負(fù)荷預(yù)測(cè)，算出遠(yuǎn)期線路最大負(fù)荷。

以15～20年后線路最大負(fù)荷電流不超過(guò)導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電流為原則，確定導(dǎo)線線徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，城網(wǎng)10kV配電線路導(dǎo)線選取以主線采用LGJ-185～240，分支線以LGJ-120～150為宜，以LGJ-240導(dǎo)線為例，按每平方毫米經(jīng)濟(jì)電流密度1.2A計(jì)算線路遠(yuǎn)期可供經(jīng)濟(jì)負(fù)荷達(dá)5MVA以上。如鄰線故障，考慮手拉手負(fù)荷轉(zhuǎn)移，這時(shí)線路短時(shí)按導(dǎo)線的最大允許載流量運(yùn)行，可帶負(fù)荷達(dá)1MVA以上。

2.2無(wú)拉線桿型

拉線帶來(lái)的負(fù)面影響是顯而易見(jiàn)的，從城市發(fā)展來(lái)看，取消拉線勢(shì)在必行。對(duì)此，采用不打拉線的鋼管桿或窄基鐵塔，是目前城市電網(wǎng)中較常見(jiàn)的做法。在考慮占地面積、運(yùn)輸、安裝及美觀等因素后，我們認(rèn)為城區(qū)中使用鋼管桿更具優(yōu)勢(shì)。但因鋼管桿價(jià)格昂貴，一基耐張鋼管桿連同基礎(chǔ)的造價(jià)幾乎是一基普通拉線砼桿的8~15倍，為此在如何降低無(wú)拉線耐張桿工程造價(jià)上作了探索，經(jīng)驗(yàn)如下：

對(duì)于線路轉(zhuǎn)角在5°以下時(shí)，根據(jù)導(dǎo)線張力，采用允許使用彎矩為75kNm或100kNm的高強(qiáng)度砼桿作耐張桿或硬轉(zhuǎn)角桿。由于城區(qū)線路多處于人行道上，表層為砼層，具有較好的抗傾覆能力，具體應(yīng)根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，在保證允許使用彎矩的前提下，選擇是否安裝卡盤。這樣處理后的桿子可免打拉線。

對(duì)于單回轉(zhuǎn)角45°或雙回路轉(zhuǎn)角20°以下時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)角大小可采用不同使用彎矩的自制角鐵橫擔(dān)鋼管桿。在工程使用中發(fā)現(xiàn)，廠方因考慮鋼管桿橫擔(dān)的通用性，設(shè)計(jì)較保守，單根橫擔(dān)重量可達(dá)百余千克，甚至幾百千克，在鋼管桿總重中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，而鋼管桿是按重量計(jì)價(jià)的，故像普通砼桿一樣采用自制角鐵橫擔(dān)可以降低相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用。同時(shí)自制橫擔(dān)因安裝靈活，具有明顯的優(yōu)越性。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，為減少自制角鐵橫擔(dān)規(guī)格，該種鋼管桿統(tǒng)一采用φ230梢徑為宜，拔梢率一般1/60，以全高13m桿子為例，最大允許使用彎矩可設(shè)計(jì)150kNm、200kNm、250kNm等多種，以供不同受力桿型需要。但因受梢徑限制，最大允許使用彎矩不宜超過(guò)250kNm。這種桿子重量約在1000～1500kg之間。

基礎(chǔ)是鋼管桿不可缺少的部分，鋼管桿與基礎(chǔ)連接一般有插入式和法蘭式兩種，前者的特點(diǎn)是立桿靈活，容易控制橫擔(dān)與線路夾角，但不利于桿子重復(fù)利用；后者的特點(diǎn)是桿子可重復(fù)利用。當(dāng)采用自制橫擔(dān)時(shí)，橫擔(dān)與線路的夾角控制也不再是問(wèn)題。比較兩者，更傾向于后者。因?yàn)槭褂脡勖L(zhǎng)是鋼管桿的一個(gè)短期內(nèi)不易發(fā)覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)若干年后，線路改道，砼桿紛紛拆除報(bào)廢時(shí)，鋼管桿只要未到使用年限，拆遷后可如新使用。

2.3環(huán)網(wǎng)化改造根據(jù)中國(guó)電網(wǎng)的現(xiàn)狀，像發(fā)達(dá)國(guó)家那樣配電線路實(shí)現(xiàn)復(fù)線供電尚不現(xiàn)實(shí)，因而線路手拉手環(huán)網(wǎng)仍是提高供電可靠性的一種有效手段。在10kV城網(wǎng)線路中，環(huán)網(wǎng)開(kāi)閉所以其操作靈活，供電可靠性高的特點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。但是環(huán)網(wǎng)開(kāi)閉所也有一定的使用局限性，一方面投資大，建一座開(kāi)閉所動(dòng)輒幾十萬(wàn)元，另一方面需占用土地，雖然占地不大，但對(duì)寸土如金的城市來(lái)說(shuō)，如非規(guī)劃預(yù)先留地，是很難在建成區(qū)內(nèi)找到合適位置的。以上兩項(xiàng)特點(diǎn)使其在以老城區(qū)改造為主的城網(wǎng)改造中較難獲得應(yīng)用。對(duì)此，采用的做法是：

所有線路均實(shí)現(xiàn)異電源手拉手環(huán)網(wǎng)。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，即使如我們所在的縣級(jí)城市，也具備了三座35kV變電所、二座110kV變電所和一座熱電廠的多電源供電。這為10kV配電線路實(shí)現(xiàn)異電源環(huán)網(wǎng)提供了基礎(chǔ)保證。以我們的經(jīng)驗(yàn)，線路實(shí)行手拉手環(huán)網(wǎng)，以一對(duì)一為佳，不宜多條線路混串，一方面不便管理，另一面易錯(cuò)拉錯(cuò)合引發(fā)事故。

環(huán)網(wǎng)線路上分段安裝柱上斷路器，利用柱上斷路器的速斷、過(guò)流保護(hù)有選擇地切除故障線路，減少停電范圍。線路分段不宜過(guò)多，每條線路分3～4段為宜，否則除增大線路投資外，還影響斷路器切除故障選擇性。

負(fù)荷熱倒是環(huán)網(wǎng)線路提高供電可靠性的有效手段，為此環(huán)網(wǎng)線路配對(duì)時(shí)，應(yīng)考慮線路單側(cè)停電時(shí)，導(dǎo)線一拖二的帶負(fù)荷能力。

2.4絕緣化改造配電線路絕緣化改造主要有采用電纜和架空絕緣導(dǎo)線兩種方式。

電纜線路因投資巨大，前幾年即使城區(qū)電網(wǎng)中，也只是小范圍使用。近年來(lái)，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市建設(shè)向著高標(biāo)準(zhǔn)、高品位方向發(fā)展，城區(qū)“無(wú)桿化”呼聲越來(lái)越高，架空線路電纜化已是大勢(shì)所趨，但考慮到投資費(fèi)用，電纜線路的使用應(yīng)結(jié)合城市市政建設(shè)，按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，把城區(qū)等級(jí)較高地段，如繁華商業(yè)街道、高等級(jí)住宅小區(qū)、公共娛樂(lè)廣場(chǎng)等場(chǎng)所按照重要性排序，分步、分批進(jìn)行無(wú)桿化改造。使用架空絕緣導(dǎo)線是近年來(lái)配電線路絕緣化改造中用得最為廣泛的一種方式。架空絕緣導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的，它通過(guò)覆蓋于導(dǎo)線表面的XLPE絕緣層可減少線路接地、相間短路等故障，從而提高供電可靠性；在通道狹窄的城鎮(zhèn)，在安全距離保證的前提下，它通過(guò)縮小線間距離使導(dǎo)線排列更緊湊，與建筑物靠得更近，從而使普通導(dǎo)線不能穿越地方，它能暢通無(wú)阻。

電纜和架空絕緣導(dǎo)線的推廣使用，對(duì)線路支接設(shè)備、線路金具、安裝工藝等，帶來(lái)了新的技術(shù)問(wèn)題，以下是我們?cè)谑褂秒娎|及絕緣導(dǎo)線中的一些經(jīng)驗(yàn)：電纜分支箱是電纜線路中搭接負(fù)荷的常用設(shè)備，電纜分支箱選型時(shí)，需盡量選用帶SF6分支總斷路器的設(shè)備。同時(shí)，為便于線路施工接地，要求斷路器配備隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)。

為不使電纜分支箱體積過(guò)大，影響城市美觀，分支線回?cái)?shù)一般設(shè)計(jì)2~3回，至多4回，并根據(jù)負(fù)荷發(fā)展，應(yīng)預(yù)留分支回路。架空絕緣導(dǎo)線分支與主線搭接，耐張桿引流搭接可使用JJC型穿刺絕緣并溝線夾，避免了普通并溝線夾使用時(shí)剝皮帶來(lái)的絕緣層損壞。

為解決架空絕緣導(dǎo)線線路檢修時(shí)掛接地線困難的問(wèn)題，可在線路的適當(dāng)位置安裝JYD型穿刺接地線夾。該線夾的特點(diǎn)如上JJC型并溝線夾，安裝時(shí)無(wú)需剝皮破壞絕緣層，而能保證接地線的正常懸掛。架空絕緣導(dǎo)線接頭，在導(dǎo)線搭接處剝皮后用JT型或JBY型接續(xù)，然后套上熱縮絕緣層和XLPE絕緣層。如此處理的絕緣導(dǎo)線保證了絕緣層的完整性。

柱上電氣設(shè)備如斷路器、變壓器、熔絲等與絕緣導(dǎo)線連接處，可采用專用絕緣罩絕緣。2.5可持續(xù)化發(fā)展

因條件限制，縣城電網(wǎng)改造中許多方面不可能做到一步到位，如線路電纜化、環(huán)網(wǎng)化、絕緣化改造，應(yīng)根據(jù)縣城電網(wǎng)總體規(guī)劃，按照分步實(shí)施的原則，盡量避免重復(fù)建設(shè)和“短命工程”。為此，我們的做法是：

線路設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)桿型和檔距。例如線路近期雖單回路，遠(yuǎn)期需多回路架設(shè)，則按多回路選擇桿子強(qiáng)度和安排檔距，以免將來(lái)回路增加時(shí)桿子推倒重來(lái)，造成重復(fù)建設(shè)。電纜溝砌筑或排管敷設(shè)時(shí)，根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃預(yù)留電纜管線，避免重復(fù)剖路。

向規(guī)劃部門提供電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，要求在城市總體規(guī)劃中預(yù)留高壓走廊及開(kāi)閉所、變電所場(chǎng)地。加強(qiáng)與城市規(guī)劃部門聯(lián)系，避免在規(guī)劃變動(dòng)區(qū)、未定區(qū)內(nèi)新建線路。

3結(jié)束語(yǔ)

城網(wǎng)改造的最終目的是建立一個(gè)運(yùn)行安全、調(diào)度靈活、結(jié)構(gòu)合理的供電網(wǎng)絡(luò)。除此之外，結(jié)合城市整體規(guī)劃，從電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，體現(xiàn)并提升城市的格調(diào)與品位，是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。為此，應(yīng)積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，使電力最終為城市的建設(shè)與發(fā)展服務(wù)。

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