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县城电网改造中若干问题的探讨 (包头市九原电力有限责任公司，内蒙古，包头 014060) 摘 要：文章根据县城电网的特点，引出城网配电线路 改 造中存在的线径选取、负荷划块、电杆选型、环网化和 绝缘化等一系列技术问题，并根据自 己实际工作中的具体 做法，结合城网规划导则，提出了一套切实可行的解决办 法。 关键词：县城电网；电网改造；环网 中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号： 10076921(XX)15012102 随着县城电网改造的逐步深入，由于县城电网本身固 有的特点，在电网规划、设计与施工中 ，遇到了许多农网 改造中不曾出现过的问题，针对奉化市供电局在 10 kV 县 城配电网改造中 碰到的一些问题，以及相应设计经验，现 提出与读者探讨交流。 1 县城电网特点 相对农村电网，县城电网具有以下特点： 1.1 负荷密度高 城市人口稠密，厂矿企业集中，必然构成了高密度的 用电负荷。这要求 配电线路导线选取时考虑较大的线径。 1.2 线路走廊紧张 人行道、绿化带一般是线路的主要通道，但因宽度有 限，势必要求同 杆多回路架线，同时拉线也是一个不容忽 视的问题。 1.3 供电可靠性要求高 城市一、二类负荷集中，停电将造成较大的社会影响 和经济损失 ，故要求较高的供电可靠性。 1.4 绝缘化率要求高 根据城市发展趋势，架空电力线路入地电缆化是大势 所趋，电缆化 率将是表征一个城市品位档次的主要指标。 1.5 安全性要求高 因城市空间利用率高，电力线路与建筑物、活动场所 距离相对较近， 误碰误触可能性大，因此设计时要充分考 虑安全裕度。 因上述特点，使县城电网的规划、设计相对具有一定 的特殊性。 2 问题及解决办法 县城电网改造是一个系统的大工程，从线路规划、测 量定位、设计出图到工程施工，接触面 广，涉及工程环节 多，这里主要针对上述城网特点引出的一些问题，加以探 讨。 2.1 线径选择及负荷划块 导线线径小，负荷卡脖子，这是城网线路普遍存在的 问题。以我们所在县城为例，10 kV 配 电线路多建于 20 世 纪 7080 年代，LGJ-50、GJ-70 的主导线一直沿用至今， 而正是这样的导 线，去年迎峰度夏时，负荷电流曾达到 250 A 以上。因而增大导线线径，是城网线路改造迫 切而 重要的一个内容。笔者以为，10 kV 配电线路线径选择，不 宜盲目求大，应通过以下途 径确定： 2.1.1 重新规划供电区域，使线路的供电范围向区域 化、小块化方向发展。因中国电网 自建 成以来，不曾有 过上规模的改造，长期积累形成的负荷划块不清、电网结 构不合理现象普遍 存在，严重影响线路运行和维护。所以 首先应通过负荷划块，确定新供电区域内的最大用电 负荷。 负荷可按城区道路为界进行划块，这样划分的负荷界线明 确，同时也可防止用户私拉 乱接。线路最大用电负荷可通 过以下公式估算确定： Pmax=K1K2Pt 式中：K1负荷同时率系数； K2配变负荷率系数； Pt单条线路配电变压器容量之和。 据测算，对于居民负荷，系数 K1 、K2 可取 0.350.5 之间，具体应结合当地实际情况确 定，该系数 随负荷性质和配变容载比配置情况而异，一般民用电负荷 取下限值，工业用电负 荷取上限值。 2.1.2 根据线路当前最大负荷 Pmax，可用增长率法进 行 1520 年负荷预测，算出远期线 路最大负荷。 2.1.3 以 1520 年后线路最大负荷电流不超过导线经 济运行电流为原则，确定导线线径 。 根据经验，城网 10 kV 配电线路导线选取以主线采用 LGJ-185240，分支线以 LGJ-120150 为宜，以 LGJ-240 导线为例，按每平方毫米经济电流密度 1.2 A 计算线路远 期可供经济负荷达 5 MVA 以上。如邻线故障，考虑手拉手 负荷转移，这时线路短时按导线的最大允许载流量运 行， 可带负荷达 1 MVA 以上。 2.2 无拉线杆型 拉线带来的负面影响是显而易见的，从城市发展来看， 取消拉线势在必行。对此，采用不打 拉线的钢管杆或窄基 铁塔，是目前城市电网中较常见的做法。在考虑占地面积、 运输、安装 及美观等因素后，我们认为城区中使用钢管杆 更具优势。但因钢管杆价格昂贵，一基耐张钢 管杆连同基 础的造价几乎是一基普通拉线砼杆的 815 倍，为此在如 何降低无拉线耐张杆工 程造价上作了探索，经验如下： 2.2.1 对于线路转角在 5以下时，根据导线张力，采 用允许使用弯矩为 75 kNm 或 100 kNm 的 高强度砼杆作耐 张杆或硬转角杆。由于城区线路多处于人行道上，表层为 砼层，具有较好的 抗倾覆能力，具体应根据土质进行抗倾 覆验算，在保证允许使用弯矩的前提下，选择是否安 装卡 盘。这样处理后的杆子可免打拉线。 2.2.2 对于单回转角 45或双回路转角 20以下时， 根据转角大小可采用不同使用弯矩的自制角铁横担钢管杆。 在工程使用中发现，厂方 因考虑钢管杆横担的通用性，设 计较保守，单根横担重量可达百余 kg，甚至几百 kg，在 钢管杆总重中占有相当的比重，而钢管杆是按重量计价的， 故像普通砼杆一样采用自制角铁 横担可以降低相当的费用。 同时自制横担因安装灵活，具有明显的优越性。 根据经验，为减少自制角铁横担规格，该种钢管杆统 一采用 230 梢径为宜，拔梢率一般 1/6 0，以全高 13m 杆 子为例，最大允许使用弯矩可设计 150 kNm、200 kNm、250 kNm 等多种，以 供不同受力杆型需要。但因受梢径限制， 最大允许使用弯矩不宜超过 250 kNm。这种杆子重 量约在 1 0001 500kg 之间。 2.2.3 基础是钢管杆不可缺少的部分，钢管杆与基础 连接 一般有插入式和法兰式两种， 前者 的特点是立杆灵 活，容易控制横担与线路夹角，但不利于杆子重复利用； 后者的特点是杆子 可重复利用。当采用自制横担时，横担 与线路的夹角控制也不再是问题。比较两者，更倾 向于后 者。因为使用寿命长是钢管杆的一个短期内不易发觉的优 点，当若干年后，线路改道 ，砼杆纷纷拆除报 废时，钢 管杆只要未到使用年限，拆迁后可如新使用。 2.3 环网化改造 根据中国电网的现状，像发达国家那样配电线路实现 复线供电尚不现实，因而线路手拉手环 网仍是提高供电可 靠性的一种有效手段。在 10 kV 城网线路中，环网开闭所 以其操作灵活， 供电可靠性高的特点，应用日益广泛。但 是环网开闭所也有一定的使用局限性，一方面投资 大，建 一座开闭所动辄几十万元，另一方面需占用土地，虽然占 地不大，但对寸土如金的城 市来说，如非规划预先留地， 是很难在建成区内找到合适位置的。以上两项特点使其在 以老 城区改造为主的城网改造中较难获得应用。对此，采 用的做法是： 2.3.1 所有线路均实现异电源手拉手环网。 随着电网 的发展，即使如我们所在的县级城 市， 也具备了三座 35 kV 变电所、二座 110 kV 变电所和一座热电厂的多电源供电。 这为 10 kV 配电 线路实现异电源环网提供了基础保证。以 我们的经验，线路实行手拉手环网，以一对一为佳 ，不宜 多条线路混串，一方面不便管理，另一面易错拉错合引发 事故。 2.3.2 环网线路上分段安装柱上断路器，利用柱上断 路器的速断、过流保护有选择地切 除故 障线路，减少停 电范围。线路分段不宜过多，每条线路分 34 段为宜，否 则除增大线路投资 外，还影响断路器切除故障选择性。 2.3.3 负荷热倒是环网线路提高供电可靠性的有效手 段，为此环网线路配对时，应考虑 线路单侧停电时，导线 一拖二的带负荷能力。 2.4 绝缘化改造 配电线路绝缘化改造主要有采用电缆和架空绝缘导线 两种方式。电缆线路因投资巨大，前几 年即使城区电网中， 也只是小范围使用。近年来，随着中国城市化进程的加快， 城市建设向 着高标准、高品位方向发展，城区“无杆化” 呼声越来越高，架空线路电缆化已是大势所趋 ，但考虑 到投资费用，电缆线路的使用应结合城市市政建设，按照 总体规划、分步实施的 原则，把城区等级较高地段，如繁 华商业街道、高等级住宅小区、公共娱乐广场等场所按照 重要性排序，分步、分批进行无杆化改造。使用架空绝缘 导线是近年来配电线路绝缘化改造 中用得最为广泛的一种 方式。架空绝缘导线的优点是不言而喻的，它通过覆盖于 导线表面的 XLPE 绝缘层可减少线路接地、相间短路等故障， 从而提高供电可靠性；在通道狭窄的城镇， 在安全距离保 证的前提下，它通过缩小线间距离使导线排列更紧凑，与 建筑物靠得更近，从 而使普通导线不能穿越地方，它能畅 通无阻。电缆和架空绝缘导线的推广使用，对线路支接 设 备、线路金具、安装工艺等，带来了新的技术问题，以下 是我们在使用电缆及绝缘导线中 的一些经验： 2.4.1 电缆分支箱是电缆线路中搭接负荷的常用设备， 电缆分支箱选型时，需尽量选用 带 SF6 分支总断路器的设 备。同时，为便于线路施工接地，要求断路器配备隔离开 关与接地开关。 2.4.2 为不使电缆分支箱体积过大，影响城市美观， 分支线回数一般设计 23 回，至多 4 回，并根据负荷发展， 应预留分支回路。 2.4.3 架空绝缘导线分支与主线搭接，耐张杆引流搭 接可使用 JJC 型穿刺绝缘并沟线夹， 避免了普通并沟线夹 使用时剥皮带来的绝缘层损坏。 2.4.4 为解决架空绝缘导线线路检修时挂接地线困难 的问题，可在线路的适当位置安装 J YD 型 穿刺接地线夹。 该线夹的特点如上 JJC 型并沟线夹，安装时无需剥皮破坏 绝缘层，而能保证 接地线的正常悬挂。 2.4.5 架空绝缘导线接头，在导线搭接处剥皮后用 JT 型或 JBY 型接续，然后套上热缩绝缘 层和 XLPE 绝缘层。 如此处理的绝缘导线保证了绝缘层的完整性。 2.4.6 柱上电气设备如断路器、变压器、熔丝等与绝 缘导线连接处，可采用专用绝缘罩 绝缘。 2.5 可持续化发展 因条件限制，县城电网改造中许多方面不可能做到一 步到位，如线路电缆化、环网化、绝缘 化改造，应根据县 城电网总体规划，按照分步实施的原则，尽量避免重复建 设和“短命工程 ”。为此，我们的做法是： 2.5.1 线路设计时，根据远期规划设计杆型和档距。 例如线路近期虽单回路，远期需多 回路 架设，则按多回 路选择杆子强度和安排档距，以免将来回路增加时杆子推 倒重来，造成重复 建设。 2.5.2 电缆沟砌筑或排管敷设时，根据远期规划预留 电缆管线，避