電網改造中存在問題研究論文

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摘要：該文根據縣城電網的特點，引出城網配電線路改造中存在的線徑選取，負荷劃塊、電桿選型、環網化和絕緣化等一系列技術問題，根據自己實際工作中的具體做法，結合城網規劃導則，提出了一套切實可行的解決辦法。

關鍵詞：縣城電網；電網改造；環網

隨著縣城電網改造的逐步深入，由于縣城電網本身固有的特點，在電網規劃、設計與施工中，遇到了許多農網改造中不曾出現過的問題，針對奉化市供電局在10kV縣城配電網改造中碰到的一些問題，以及相應設計經驗，現提出與讀者探討交流。

1縣城電網特點

相對農村電網，縣城電網具有以下特點：

（1）負荷密度高。城市人口稠密，廠礦企業集中，必然構成了高密度的用電負荷。這要求配電線路導線選取時考慮較大的線徑。

（2）線路走廊緊張。人行道、綠化帶一般是線路的主要通道，但因寬度有限，勢必要求同桿多回路架線，同時拉線也是一個不容忽視的問題。

（3）供電可靠性要求高。城市一、二類負荷集中，停電將造成較大的社會影響和經濟損失，故要求較高的供電可靠性。

（4）絕緣化率要求高。根據城市發展趨勢，架空電力線路入地電纜化是大勢所趨，電纜化率將是表征一個城市品位檔次的主要指標。

（5）安全性要求高。因城市空間利用率高，電力線路與建筑物、活動場所距離相對較近，誤碰誤觸可能性大，因此設計時要充分考慮安全裕度。

因上述特點，使縣城電網的規劃、設計相對具有一定的特殊性。

2問題及解決辦法

縣城電網改造是一個系統的大工程，從線路規劃、測量定位、設計出圖到工程施工，接觸面廣，涉及工程環節多，這里主要針對上述城網特點引出的一些問題，加以探討。

2.1線徑選擇及負荷劃塊

導線線徑小，負荷卡脖子，這是城網線路普遍存在的問題。以我們所在縣城為例，10kV配電線路多建于20世紀70～80年代，LGJ-50、GJ-70的主導線一直沿用至今，而正是這樣的導線，去年迎峰度夏時，負荷電流曾達到250A以上。因而增大導線線徑，是城網線路改造迫切而重要的一個內容。筆者以為，10kV配電線路線徑選擇，不宜盲目求大，應通過以下途徑確定：

（1）重新規劃供電區域，使線路的供電范圍向區域化、小塊化方向發展。因中國電網自建成以來，不曾有過上規模的改造，長期積累形成的負荷劃塊不清、電網結構不合理現象普遍存在，嚴重影響線路運行和維護。所以首先應通過負荷劃塊，確定新供電區域內的最大用電負荷。負荷可按城區道路為界進行劃塊，這樣劃分的負荷界線明確，同時也可防止用戶私拉亂接。線路最大用電負荷可通過以下公式估算確定：

Pmax=K1•K2•Pt

式中K1——負荷同時率系數；

K2——配變負荷率系數；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和（kVA）。

據測算，對于居民負荷，系數K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應結合當地實際情況確定，該系數隨負荷性質和配變容載比配置情況而異，一般民用電負荷取下限值，工業用電負荷取上限值。

（2）根據線路當前最大負荷Pmax，可用增長率法進行15～20年負荷預測，算出遠期線路最大負荷。

（3）以15～20年后線路最大負荷電流不超過導線經濟運行電流為原則，確定導線線徑。

根據經驗，城網10kV配電線路導線選取以主線采用LGJ-185～240，分支線以LGJ-120～150為宜，以LGJ-240導線為例，按每平方毫米經濟電流密度1.2A計算線路遠期可供經濟負荷達5MVA以上。如鄰線故障，考慮手拉手負荷轉移，這時線路短時按導線的最大允許載流量運行，可帶負荷達1MVA以上。

2.2無拉線桿型

拉線帶來的負面影響是顯而易見的，從城市發展來看，取消拉線勢在必行。對此，采用不打拉線的鋼管桿或窄基鐵塔，是目前城市電網中較常見的做法。在考慮占地面積、運輸、安裝及美觀等因素后，我們認為城區中使用鋼管桿更具優勢。但因鋼管桿價格昂貴，一基耐張鋼管桿連同基礎的造價幾乎是一基普通拉線砼桿的8~15倍，為此在如何降低無拉線耐張桿工程造價上作了探索，經驗如下：

（1）對于線路轉角在5°以下時，根據導線張力，采用允許使用彎矩為75kNm或100kNm的高強度砼桿作耐張桿或硬轉角桿。由于城區線路多處于人行道上，表層為砼層，具有較好的抗傾覆能力，具體應根據土質進行抗傾覆驗算，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。

（2）對于單回轉角45°或雙回路轉角20°以下時（以JKLYJ-10-240導線，安全系數K=6計算），根據轉角大小可采用不同使用彎矩的自制角鐵橫擔鋼管桿。在工程使用中發現，廠方因考慮鋼管桿橫擔的通用性，設計較保守，單根橫擔重量可達百余千克，甚至幾百千克，在鋼管桿總重中占有相當的比重，而鋼管桿是按重量計價的，故像普通砼桿一樣采用自制角鐵橫擔可以降低相當的費用。同時自制橫擔因安裝靈活，具有明顯的優越性。

根據經驗，為減少自制角鐵橫擔規格，該種鋼管桿統一采用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計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250kNm。這種桿子重量（不計地腳螺栓）約在1000～1500kg之間。

（3）基礎是鋼管桿不可缺少的部分，鋼管桿與基礎連接一般有插入式和法蘭式兩種，前者的特點是立桿靈活，容易控制橫擔與線路夾角，但不利于桿子重復利用；后者的特點是桿子可重復利用。當采用自制橫擔時，橫擔與線路的夾角控制也不再是問題。比較兩者，更傾向于后者。因為使用壽命長是鋼管桿的一個短期內不易發覺的優點，當若干年后，線路改道，砼桿紛紛拆除報廢時，鋼管桿只要未到使用年限，拆遷后可如新使用。

2.3環網化改造

根據中國電網的現狀，像發達國家那樣配電線路實現復線供電尚不現實，因而線路手拉手環網仍是提高供電可靠性的一種有效手段。在10kV城網線路中，環網開閉所以其操作靈活，供電可靠性高的特點，應用日益廣泛。但是環網開閉所也有一定的使用局限性，一方面投資大，建一座開閉所動輒幾十萬元，另一方面需占用土地，雖然占地不大，但對寸土如金的城市來說，如非規劃預先留地，是很難在建成區內找到合適位置的。以上兩項特點使其在以老城區改造為主的城網改造中較難獲得應用。對此，采用的做法是：

（1）所有線路均實現異電源手拉手環網。隨著電網的發展，即使如我們所在的縣級城市，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配電線路實現異電源環網提供了基礎保證。以我們的經驗，線路實行手拉手環網，以一對一為佳，不宜多條線路混串，一方面不便管理，另一面易錯拉錯合引發事故。

（2）環網線路上分段安裝柱上斷路器，利用柱上斷路器的速斷、過流保護有選擇地切除故障線路，減少停電范圍。線路分段不宜過多，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。

（3）負荷熱倒是環網線路提高供電可靠性的有效手段，為此環網線路配對時，應考慮線路單側停電時，導線一拖二的帶負荷能力。

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線兩種方式。

電纜線路因投資巨大，前幾年即使城區電網中，也只是小范圍使用。近年來，隨著中國城市化進程的加快，城市建設向著高標準、高品位方向發展，城區“無桿化”呼聲越來越高，架空線路電纜化已是大勢所趨，但考慮到投資費用，電纜線路的使用應結合城市市政建設，按照總體規劃、分步實施的原則，把城區等級較高地段，如繁華商業街道、高等級住宅小區、公共娛樂廣場等場所按照重要性排序，分步、分批進行無桿化改造。

使用架空絕緣導線是近年來配電線路絕緣化改造中用得最為廣泛的一種方式。架空絕緣導線的優點是不言而喻的，它通過覆蓋于導線表面的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，在安全距離保證的前提下，它通過縮小線間距離使導線排列更緊湊，與建筑物靠得更近，從而使普通導線不能穿越地方，它能暢通無阻。

電纜和架空絕緣導線的推廣使用，對線路支接設備、線路金具、安裝工藝等，帶來了新的技術問題，以下是我們在使用電纜及絕緣導線中的一些經驗：

（1）電纜分支箱是電纜線路中搭接負荷的常用設備，電纜分支箱選型時，需盡量選用帶SF6分支總斷路器的設備。同時，為便于線路施工接地，要求斷路器配備隔離開關與接地開關。

（2）為不使電纜分支箱體積過大，影響城市美觀，分支線回數一般設計2~3回，至多4回，并根據負荷發展，應預留分支回路。

（3）架空絕緣導線分支與主線搭接，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剝皮帶來的絕緣層損壞。

（4）為解決架空絕緣導線線路檢修時掛接地線困難的問題，可在線路的適當位置安裝JYD型穿刺接地線夾。該線夾的特點如上JJC型并溝線夾，安裝時無需剝皮破壞絕緣層，而能保證接地線的正常懸掛。

（5）架空絕緣導線接頭，在導線搭接處剝皮后用JT型或JBY型接續，然后套上熱縮絕緣層和XLPE絕緣層。如此處理的絕緣導線保證了絕緣層的完整性。

（6）柱上電氣設備如斷路器、變壓器、熔絲等與絕緣導線連接處，可采用專用絕緣罩絕緣。

2.5可持續化發展

因條件限制，縣城電網改造中許多方面不可能做到一步到位，如線路電纜化、環網化、絕緣化改造，應根據縣城電網總體規劃，按照分步實施的原則，盡量避免重復建設和“短命工程”。為此，我們的做法是：

（1）線路設計時，根據遠期規劃設計桿型和檔距。例如線路近期雖單回路，遠期需多回路架設，則按多回路選擇桿子強度和安排檔距，以免將來回路增加時桿子推倒重來，造成重復建設。

（2）電纜溝砌筑或排管敷設時，根據遠期規劃預留電纜管線，避免重復剖路。

（3）向規劃部門提供電網發展規劃，要求在城市總體規劃中預留高壓走廊及開閉所、變電所場地。

（4）加強與城市規劃部門聯系，避免在規劃變動區、未定區內新建線路。

3結束語

城網改造的最終目的是建立一個運行安全、調度靈活、結構合理的供電網絡。除此之外，結合城市整體規劃，從電力基礎設施建設中，體現并提升城市的格調與品位，是一個不容忽視的問題。為此，應積極采用新技術、新設備、新工藝，使電力最終為城市的建設與發展服務。