農(nóng)村低壓電網(wǎng)研究論文

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摘要：該文對(duì)農(nóng)村低壓線路的路徑勘測(cè)定位、變壓器、導(dǎo)線截面、電桿、橫擔(dān)等的選擇進(jìn)行了介紹。強(qiáng)調(diào)了正規(guī)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：低壓電網(wǎng)；線路；規(guī)劃設(shè)計(jì)

農(nóng)村低壓網(wǎng)絡(luò)主要是1kV及以下配電線路構(gòu)成的以農(nóng)牧民群眾生活照明、農(nóng)副產(chǎn)品加工、農(nóng)田灌溉、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)等用電形式的配電網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)往往受當(dāng)?shù)貧夂颉⒌匦巍⒂秒娯?fù)荷等條件的影響，勘測(cè)和規(guī)劃設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展和該網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行及日常維護(hù)，這就要求勘測(cè)設(shè)計(jì)人員要全方位多領(lǐng)域廣角度的進(jìn)行勘測(cè)分析。所以，筆者認(rèn)為，農(nóng)網(wǎng)低壓網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)慎重進(jìn)行。

1路徑的選擇

由于我國(guó)大部分農(nóng)村民居依山而建，多數(shù)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(shí)有發(fā)生，而村組建設(shè)又幾乎無(wú)遠(yuǎn)景規(guī)劃，經(jīng)常發(fā)生今建明改現(xiàn)象。所以，在選擇路徑時(shí)要充分考慮河流改道、山洪沖刷、山體滑坡、土質(zhì)松軟、地基塌陷等自然災(zāi)害對(duì)線路構(gòu)成的威脅和損毀，如果采用地埋線進(jìn)行地下敷設(shè)時(shí)，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(shè)施對(duì)線路的影響和破壞，同時(shí)也要考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和村組建設(shè)的規(guī)劃等情況，盡量減少不必要的迂回或卡脖子現(xiàn)象，盡量減少跨越和檔距過(guò)大、轉(zhuǎn)角過(guò)多、線路過(guò)長(zhǎng)等不利于運(yùn)行和維護(hù)的因素，盡量減少增加農(nóng)牧民負(fù)擔(dān)的現(xiàn)象，從而科學(xué)、合理的選擇線路走徑。

2網(wǎng)絡(luò)的選擇

為了使配電變壓器能夠三相負(fù)載平衡安全運(yùn)行和在線路出現(xiàn)故障或檢修時(shí)減少停電面積，配電變臺(tái)應(yīng)盡量安裝在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的中心位置，盡量把供電半徑控制在500m以?xún)?nèi)。在規(guī)劃線路出線時(shí)，一般可將低壓線路從配電變臺(tái)出線口引出至少2條三線四線制回路（視現(xiàn)場(chǎng)具體情況分別選擇），實(shí)行分區(qū)分片和動(dòng)力用戶(hù)專(zhuān)線供電，在線路發(fā)生故障或日常檢修時(shí)可減少停電面積，但要避免線路迂回現(xiàn)象。無(wú)論怎樣選擇出線回?cái)?shù)，都要在保證變壓器三相負(fù)載平衡運(yùn)行的前提條件下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況合理選擇。在有排灌、脫麥等季節(jié)性用電負(fù)荷較大的村組，盡量考慮設(shè)置一大一小可并聯(lián)的母子配電變壓器或可調(diào)容的變壓器。根據(jù)用電的季節(jié)和時(shí)間，視負(fù)荷大小來(lái)選擇投用大容量配變或小容量配變，在負(fù)荷超過(guò)大容量配變單臺(tái)供電能力的情況下，可將兩臺(tái)配電變壓器并列運(yùn)行。在用電淡季可以退出容量較大的一臺(tái)變壓器以降低銅損和鐵損。這樣，就會(huì)避免一些村組配電變壓器存在的“大馬拉小車(chē)”或變壓器長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行的不良局面。

3勘測(cè)定位

電桿坑、拉線坑及地埋溝、戶(hù)表集裝臺(tái)及配電變臺(tái)的勘測(cè)定位，是一項(xiàng)工程網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是決定該網(wǎng)絡(luò)布局設(shè)計(jì)是否合理的重要一環(huán)。所以，無(wú)論新建工程還是改造工程，在勘測(cè)定位時(shí)，一定要遵循以配電變壓器為中心，三點(diǎn)一線、忌低好高、重前輕后、側(cè)深拒淺的原則進(jìn)行（即：以三點(diǎn)為一條直線的原理定位電桿，忌諱把電桿或集裝臺(tái)修建在低洼之中，而要盡量定在來(lái)水不能及的地方；把集裝臺(tái)重點(diǎn)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(shí)側(cè)重于深挖，堅(jiān)決拒絕挖深過(guò)淺的現(xiàn)象）。尤其是沿街道架設(shè)線路時(shí)，要注意檔距盡量控制在40m，郊區(qū)盡量控制在50m，如遇特殊地段確需加大檔距時(shí)，應(yīng)考慮電桿、導(dǎo)線、橫檔及相關(guān)配套材料的機(jī)械強(qiáng)度而確定。

配電變臺(tái)安裝位置的定位除了考慮負(fù)荷中心和供電半徑外，如果有較大的負(fù)荷，一般要將變壓器盡量安裝在較大負(fù)荷附近，盡量避免把配電變臺(tái)的位置選擇在學(xué)校、醫(yī)院、易燃易爆、不便于施工、巡視檢查、檢修維護(hù)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(guò)10kV線路延伸的辦法，將配電變臺(tái)引入負(fù)荷的中心位置。

4配電變壓器的選擇

配電變壓器是一個(gè)低壓網(wǎng)絡(luò)的核心，就如同人的心臟一樣非常重要。變壓器選擇得過(guò)大，會(huì)形成“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，這樣不僅增加了銅損和鐵損，而且還造成設(shè)備的浪費(fèi)和不合理使用的現(xiàn)象；選擇得小又會(huì)使其長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行或負(fù)荷稍微增大而燒毀變壓器，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，配電變壓器的選擇必須根據(jù)平時(shí)負(fù)荷和最大負(fù)荷合理進(jìn)行。必須注意的是，最后確定變壓器容量時(shí)，還要綜合考慮其它一些因素，比如環(huán)境溫度變化對(duì)變壓器的影響。同樣，變壓器臺(tái)數(shù)的合理選擇和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較等等都是影響變壓器容量選擇的考慮因素。

5電桿、導(dǎo)線、橫擔(dān)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(hào)的不同，所以，在選擇電桿時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，因地制宜的進(jìn)行勘測(cè)選擇。主要考慮導(dǎo)線架設(shè)后對(duì)地和建筑物的安全距離是否足夠，橫擔(dān)對(duì)相鄰建筑物或其它設(shè)施的安全距離是否合格。當(dāng)架設(shè)雙層線路時(shí)，還要考慮上下兩層導(dǎo)線間的距離及下層導(dǎo)線對(duì)地的安全距離是否符合標(biāo)準(zhǔn)，一般上下兩層線路的橫擔(dān)直線桿不小于0.6m，轉(zhuǎn)角、分支桿不小于0.3m，同層導(dǎo)線弧垂應(yīng)一致。當(dāng)高低壓同桿架設(shè)時(shí)，橫擔(dān)間的垂直距離直線桿不應(yīng)小于1.2m；分支和轉(zhuǎn)角桿不應(yīng)小于1.2m，如遇跨越其它弱電線路及房屋、樹(shù)木和草垛時(shí)，還要考慮導(dǎo)線對(duì)其安全距離。如確實(shí)無(wú)法保持與其的安全距離時(shí)，要盡量加高電桿或采取穿絕緣護(hù)套管等措施。平常確定電桿高度可用以下公式來(lái)確定：

L=L/6+S+fm+h

式中L——電桿高度（m）；

S——導(dǎo)線對(duì)地安全距離（m）；

fm——對(duì)應(yīng)于選擇一檔距導(dǎo)線最大弧垂（m）；

h——橫擔(dān)至桿頂距離，一般取0.15m；

L/6——電桿埋深（m）。

5.2導(dǎo)線的選擇

在選擇導(dǎo)線時(shí)，首先應(yīng)掌握該網(wǎng)絡(luò)下用電負(fù)荷的發(fā)展情況，主要考慮過(guò)去3~5年負(fù)荷的增減和現(xiàn)有負(fù)荷情況，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，正確預(yù)測(cè)和估算未來(lái)負(fù)荷發(fā)展空間。與此同時(shí)，還要考慮電壓損失、環(huán)境溫度、導(dǎo)線發(fā)熱和未知機(jī)械損傷等因素，綜合各種情況之后來(lái)合理、經(jīng)濟(jì)的選擇導(dǎo)線截面。一般可用下列方法進(jìn)行導(dǎo)線的計(jì)算選擇。

方法1：按照允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面S的簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算

S=P×L/C×DU

式中P——線路輸送的有功功率（kw）；

L——線路長(zhǎng)度，單位（m）；

DU——電壓損失值，一般取7%~10%；

C——電壓損失系數(shù)，對(duì)于三相四線制鋁導(dǎo)線線路取46，單相鋁導(dǎo)線線路取7.7。

例如：某臺(tái)區(qū)環(huán)境溫度為25℃，低壓網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)估算最大有功功率為25kW，0.38kV線路長(zhǎng)870m，計(jì)算需要多大的鋼芯鋁絞線？

解：已知P=25kW，L=870m，求S=？

根據(jù)公式可得

S=25×870/46×8%

=37.83

考慮環(huán)境溫度不變和負(fù)荷不恒定的情況和導(dǎo)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(dǎo)線。

方法2：通過(guò)計(jì)算負(fù)荷電流后與導(dǎo)線容許電流對(duì)比來(lái)選擇導(dǎo)線。

表1鋼芯鋁絞線容許電流表

標(biāo)稱(chēng)截面/mm2

鋁/鋼容許電流/A

16/3105

25/4135

35/6170

50/6220

70/10275

95/15335

根據(jù)公式P=31/2UI×cosφ可計(jì)算出配電變壓器承載負(fù)荷的總電流后，可根據(jù)表1進(jìn)行對(duì)比選擇。

例如，某低壓臺(tái)區(qū)中架空線路均為三相四線制架設(shè)，其最大負(fù)荷為53kW，試計(jì)算最小應(yīng)使用多大截面的鋼芯鋁絞線？

解：已知P=53kW，U=0.38kV，功率因數(shù)cosφ視為0.85。

根據(jù)公式可得

53=1.732×0.38×I×0.85

I=94.74A

根據(jù)選擇導(dǎo)線截面時(shí)按照實(shí)際負(fù)荷電流1.5倍來(lái)選擇的要求，應(yīng)該選擇導(dǎo)線的載流量應(yīng)為142.11A，所以，在綜合各種因素之后，根據(jù)表1可查得應(yīng)選擇lGJ-35/6型鋁絞線。

值得注意的是，中性線采用小截面導(dǎo)線時(shí)，一般不應(yīng)小于相線截面的50%，但純照明線路的中性線截面應(yīng)與相線一致，對(duì)于進(jìn)入比較密集的村鎮(zhèn)和沿街道架設(shè)低壓線路時(shí)，應(yīng)盡量采用JKLV型集束導(dǎo)線或其它絕緣導(dǎo)線。在任何低壓網(wǎng)絡(luò)中禁止使用破股線或單股線。

5.3橫擔(dān)的選擇

橫擔(dān)的選擇也比較重要，一般要考慮架設(shè)導(dǎo)線的根數(shù)，導(dǎo)線的粗細(xì)、架設(shè)檔距的大小和現(xiàn)場(chǎng)具體條件等情況分別選擇。選擇的過(guò)大，就會(huì)造成材料的浪費(fèi)，選擇的太小又會(huì)留下潛在的隱患，也不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我們常常習(xí)慣在三相四線制線路中使用∠50×5×1500型橫擔(dān)，單相線路習(xí)慣用∠50×5×800或∠50×5×500型橫擔(dān)，其實(shí)在選擇橫擔(dān)時(shí)，既要考慮架設(shè)導(dǎo)線的根數(shù)，還要考慮導(dǎo)線截面、檔距和氣候條件等因素。一般導(dǎo)線在50mm2以下，檔距在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)且氣候條件正常的情況下，應(yīng)該選擇如上三種型號(hào)的橫擔(dān)；但導(dǎo)線截面在50mm2及以上或檔距過(guò)大，檔距遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，氣候條件惡劣，風(fēng)沙揚(yáng)塵天氣和雨雪天氣較多等情況下，就應(yīng)該根據(jù)導(dǎo)線架設(shè)根數(shù)選用∠63×6型橫擔(dān)。在選擇橫擔(dān)的同時(shí)，還要考慮所選擇的橫擔(dān)如架設(shè)裸鋁導(dǎo)線時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足檔距在50m時(shí)，相間距離不應(yīng)小于0.4m；檔距在70m及以下時(shí)，相間距離不應(yīng)小于0.5m；靠近電桿兩導(dǎo)線水平距離不小于0.5m。當(dāng)架設(shè)絕緣電線時(shí)，檔距在40m及以下時(shí)，相間距離不低于0.3m；檔距在50m及以下時(shí)，相間距離不低于0.35m；靠近電桿的兩導(dǎo)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(duì)應(yīng)選擇。

6其他須注意的幾個(gè)問(wèn)題

在采用地埋形式敷設(shè)線路時(shí)，要充分考慮氣候條件、土質(zhì)及導(dǎo)線散熱等情況，特別是土質(zhì)含酸堿量過(guò)高、凍土層較厚的寒冷地區(qū)，以及地下水過(guò)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(shí)，最好引到地面進(jìn)行并修建接線墩。

夏天氣溫過(guò)高，冬天氣溫太低，白晝溫差較大的地區(qū)不宜采用架空集束導(dǎo)線和絕緣電纜。

架空裸鋁導(dǎo)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(cè)的連接部分盡量使用設(shè)備線夾，低壓側(cè)的連接則要根據(jù)連接部位的金屬分別使用銅鼻子或銅鋁過(guò)渡鼻子。

拉線中必須使用拉線絕緣子，戶(hù)表集裝箱內(nèi)必須安裝合適的膠蓋閘刀。