農村低壓電網設計分析論文

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摘要：該文對農村低壓線路的路徑勘測定位、變壓器、導線截面、電桿、橫擔等的選擇進行了介紹。強調了正規設計。

關鍵詞：低壓電網；線路；規劃設計

農村低壓網絡主要是1kV及以下配電線路構成的以農牧民群眾生活照明、農副產品加工、農田灌溉、鄉鎮工業等用電形式的配電網絡。這種網絡往往受當地氣候、地形、用電負荷等條件的影響，勘測和規劃設計比較復雜，規劃設計的合理與否，直接影響當地經濟的發展和該網絡的安全運行及日常維護，這就要求勘測設計人員要全方位多領域廣角度的進行勘測分析。所以，筆者認為，農網低壓網絡的規劃設計，必須嚴格按照相關標準慎重進行。

1路徑的選擇

由于我國大部分農村民居依山而建，多數村組坐落在半山腰或溝溝岔岔之中，山體滑坡和山洪暴雨時有發生，而村組建設又幾乎無遠景規劃，經常發生今建明改現象。所以，在選擇路徑時要充分考慮河流改道、山洪沖刷、山體滑坡、土質松軟、地基塌陷等自然災害對線路構成的威脅和損毀，如果采用地埋線進行地下敷設時，還要考慮鼠害、地下水、地下空洞、凍土厚度及地下其它電纜、管道和設施對線路的影響和破壞，同時也要考慮當地經濟發展和村組建設的規劃等情況，盡量減少不必要的迂回或卡脖子現象，盡量減少跨越和檔距過大、轉角過多、線路過長等不利于運行和維護的因素，盡量減少增加農牧民負擔的現象，從而科學、合理的選擇線路走徑。

2網絡的選擇

為了使配電變壓器能夠三相負載平衡安全運行和在線路出現故障或檢修時減少停電面積，配電變臺應盡量安裝在網絡負荷的中心位置，盡量把供電半徑控制在500m以內。在規劃線路出線時，一般可將低壓線路從配電變臺出線口引出至少2條三線四線制回路（視現場具體情況分別選擇），實行分區分片和動力用戶專線供電，在線路發生故障或日常檢修時可減少停電面積，但要避免線路迂回現象。無論怎樣選擇出線回數，都要在保證變壓器三相負載平衡運行的前提條件下，根據現場的具體情況合理選擇。在有排灌、脫麥等季節性用電負荷較大的村組，盡量考慮設置一大一小可并聯的母子配電變壓器或可調容的變壓器。根據用電的季節和時間，視負荷大小來選擇投用大容量配變或小容量配變，在負荷超過大容量配變單臺供電能力的情況下，可將兩臺配電變壓器并列運行。在用電淡季可以退出容量較大的一臺變壓器以降低銅損和鐵損。這樣，就會避免一些村組配電變壓器存在的“大馬拉小車”或變壓器長期過載運行的不良局面。

3勘測定位

電桿坑、拉線坑及地埋溝、戶表集裝臺及配電變臺的勘測定位，是一項工程網絡規劃設計中最關鍵的一個環節，它是決定該網絡布局設計是否合理的重要一環。所以，無論新建工程還是改造工程，在勘測定位時，一定要遵循以配電變壓器為中心，三點一線、忌低好高、重前輕后、側深拒淺的原則進行（即：以三點為一條直線的原理定位電桿，忌諱把電桿或集裝臺修建在低洼之中，而要盡量定在來水不能及的地方；把集裝臺重點修建在墻院的前面，輕易不要選址到墻院的后面；在挖坑或溝時側重于深挖，堅決拒絕挖深過淺的現象）。尤其是沿街道架設線路時，要注意檔距盡量控制在40m，郊區盡量控制在50m，如遇特殊地段確需加大檔距時，應考慮電桿、導線、橫檔及相關配套材料的機械強度而確定。

配電變臺安裝位置的定位除了考慮負荷中心和供電半徑外，如果有較大的負荷，一般要將變壓器盡量安裝在較大負荷附近，盡量避免把配電變臺的位置選擇在學校、醫院、易燃易爆、不便于施工、巡視檢查、檢修維護及粉塵較大和人員比較密集的地方。如果是改造工程，則要通過10kV線路延伸的辦法，將配電變臺引入負荷的中心位置。

4配電變壓器的選擇

配電變壓器是一個低壓網絡的核心，就如同人的心臟一樣非常重要。變壓器選擇得過大，會形成“大馬拉小車”的現象，這樣不僅增加了銅損和鐵損，而且還造成設備的浪費和不合理使用的現象；選擇得小又會使其長期過載運行或負荷稍微增大而燒毀變壓器，造成更大的經濟損失。所以，配電變壓器的選擇必須根據平時負荷和最大負荷合理進行。必須注意的是，最后確定變壓器容量時，還要綜合考慮其它一些因素，比如環境溫度變化對變壓器的影響。同樣，變壓器臺數的合理選擇和技術經濟比較等等都是影響變壓器容量選擇的考慮因素。

5電桿、導線、橫擔等材料的選擇

5.1電桿的選擇

由于各村組有著不同的地形條件，而地形條件的不同又影響著電桿型號的不同，所以，在選擇電桿時要根據現場具體情況，因地制宜的進行勘測選擇。主要考慮導線架設后對地和建筑物的安全距離是否足夠，橫擔對相鄰建筑物或其它設施的安全距離是否合格。當架設雙層線路時，還要考慮上下兩層導線間的距離及下層導線對地的安全距離是否符合標準，一般上下兩層線路的橫擔直線桿不小于0.6m，轉角、分支桿不小于0.3m，同層導線弧垂應一致。當高低壓同桿架設時，橫擔間的垂直距離直線桿不應小于1.2m；分支和轉角桿不應小于1.2m，如遇跨越其它弱電線路及房屋、樹木和草垛時，還要考慮導線對其安全距離。如確實無法保持與其的安全距離時，要盡量加高電桿或采取穿絕緣護套管等措施。平常確定電桿高度可用以下公式來確定：

L=L/6+S+fm+h

式中L——電桿高度（m）；

S——導線對地安全距離（m）；

fm——對應于選擇一檔距導線最大弧垂（m）；

h——橫擔至桿頂距離，一般取0.15m；

L/6——電桿埋深（m）。

5.2導線的選擇

在選擇導線時，首先應掌握該網絡下用電負荷的發展情況，主要考慮過去3~5年負荷的增減和現有負荷情況，結合當地經濟發展規劃，正確預測和估算未來負荷發展空間。與此同時，還要考慮電壓損失、環境溫度、導線發熱和未知機械損傷等因素，綜合各種情況之后來合理、經濟的選擇導線截面。一般可用下列方法進行導線的計算選擇。

方法1：按照允許電壓損失條件選擇導線截面S的簡化公式進行計算

S=P×L/C×DU

式中P——線路輸送的有功功率（kw）；

L——線路長度，單位（m）；

DU——電壓損失值，一般取7%~10%；

C——電壓損失系數，對于三相四線制鋁導線線路取46，單相鋁導線線路取7.7。

例如：某臺區環境溫度為25℃，低壓網絡中根據估算最大有功功率為25kW，0.38kV線路長870m，計算需要多大的鋼芯鋁絞線？

解：已知P=25kW，L=870m，求S=？

根據公式可得

S=25×870/46×8%

=37.83

考慮環境溫度不變和負荷不恒定的情況和導線容許電流的條件等因素，我們可以在該0.38kV線路中選用LGJ-35/6型導線。

方法2：通過計算負荷電流后與導線容許電流對比來選擇導線。

表1鋼芯鋁絞線容許電流表

標稱截面/mm2

鋁/鋼容許電流/A

16/3105

25/4135

35/6170

50/6220

70/10275

95/15335

根據公式P=31/2UI×cosφ可計算出配電變壓器承載負荷的總電流后，可根據表1進行對比選擇。

例如，某低壓臺區中架空線路均為三相四線制架設，其最大負荷為53kW，試計算最小應使用多大截面的鋼芯鋁絞線？

解：已知P=53kW，U=0.38kV，功率因數cosφ視為0.85。

根據公式可得

53=1.732×0.38×I×0.85

I=94.74A

根據選擇導線截面時按照實際負荷電流1.5倍來選擇的要求，應該選擇導線的載流量應為142.11A，所以，在綜合各種因素之后，根據表1可查得應選擇lGJ-35/6型鋁絞線。

值得注意的是，中性線采用小截面導線時，一般不應小于相線截面的50%，但純照明線路的中性線截面應與相線一致，對于進入比較密集的村鎮和沿街道架設低壓線路時，應盡量采用JKLV型集束導線或其它絕緣導線。在任何低壓網絡中禁止使用破股線或單股線。

5.3橫擔的選擇

橫擔的選擇也比較重要，一般要考慮架設導線的根數，導線的粗細、架設檔距的大小和現場具體條件等情況分別選擇。選擇的過大，就會造成材料的浪費，選擇的太小又會留下潛在的隱患，也不符合相關標準。我們常常習慣在三相四線制線路中使用∠50×5×1500型橫擔，單相線路習慣用∠50×5×800或∠50×5×500型橫擔，其實在選擇橫擔時，既要考慮架設導線的根數，還要考慮導線截面、檔距和氣候條件等因素。一般導線在50mm2以下，檔距在標準范圍之內且氣候條件正常的情況下，應該選擇如上三種型號的橫擔；但導線截面在50mm2及以上或檔距過大，檔距遠遠超出標準范圍，氣候條件惡劣，風沙揚塵天氣和雨雪天氣較多等情況下，就應該根據導線架設根數選用∠63×6型橫擔。在選擇橫擔的同時，還要考慮所選擇的橫擔如架設裸鋁導線時，還應滿足檔距在50m時，相間距離不應小于0.4m；檔距在70m及以下時，相間距離不應小于0.5m；靠近電桿兩導線水平距離不小于0.5m。當架設絕緣電線時，檔距在40m及以下時，相間距離不低于0.3m；檔距在50m及以下時，相間距離不低于0.35m；靠近電桿的兩導線間距離為0.4m。

其它材料諸如碟式絕緣子、針式絕緣子、U型抱箍、M型墊鐵的選擇，則要遵循以上幾種重要材料的選擇而對應選擇。

6其他須注意的幾個問題

在采用地埋形式敷設線路時，要充分考慮氣候條件、土質及導線散熱等情況，特別是土質含酸堿量過高、凍土層較厚的寒冷地區，以及地下水過多的地方不要采用地埋的形式。

地埋線在地下需要接頭或T接時，最好引到地面進行并修建接線墩。

夏天氣溫過高，冬天氣溫太低，白晝溫差較大的地區不宜采用架空集束導線和絕緣電纜。

架空裸鋁導線的連接最好使用壓接管，T接或引線最好使用并溝線夾；配變高壓側的連接部分盡量使用設備線夾，低壓側的連接則要根據連接部位的金屬分別使用銅鼻子或銅鋁過渡鼻子。

拉線中必須使用拉線絕緣子，戶表集裝箱內必須安裝合適的膠蓋閘刀。