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县城电网改造中若干问题的探讨 论文
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文章来源:信息中心 添加人:admin   添加时间:2008/8/30 17:19:20

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)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。

(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。

(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。

(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。

(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70~80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:

(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 = K1•K2•Pt

式中 K1——负荷同时率系数;

 K2——配变负荷率系数;

 P t ——单条线路配电变压器容量之和(kVA)。

据测算,对于居民负荷,系数K1、K2可取0.35~0.5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)根据线路当前最大负荷Pmax,可用增长率法进行15~20年负荷预测,算出远期线路最大负荷。

(3)以15~20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-185~240,分支线以LGJ-120~150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8~15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:

(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)对于单回转角45°或双回路转角20°以下时(以JKLYJ-10-240导线,安全系数K = 6计算),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千克,甚至几百千克,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φ230梢径为宜,拔梢率一般1/60,以全高13 m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(不计地脚螺栓)约在1000~1500 kg之间。

(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:

(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)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3~4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。

(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。

 

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