電力配網(wǎng)改造分析

溫鏡權(quán)

摘要：該文總結(jié)了10KV配網(wǎng)改造設(shè)計(jì)、施工中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。論述了配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的總體規(guī)劃，饋線(xiàn)自動(dòng)化、桿塔、導(dǎo)線(xiàn)等設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)原則及鐵塔基礎(chǔ)的施工方法。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)變電所線(xiàn)路

110KV配網(wǎng)線(xiàn)路

1.1變電所(電源點(diǎn))的布置變電所(電源點(diǎn))的布置直接關(guān)系到運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性。已某縣城為例，該縣城由110KV南關(guān)變、35KV北關(guān)變、110KV西郊變供電，基本滿(mǎn)足供電要求。但存在以下問(wèn)題：110KV西郊變?cè)诹荷轿鞅苯?，距?fù)荷中心較遠(yuǎn)，有遠(yuǎn)水不解近渴之感：35KV北關(guān)變電所損耗較大，容量較小，當(dāng)110KV南關(guān)變停電時(shí)容量不能滿(mǎn)足要求；110KV南關(guān)變距負(fù)荷中心近、容量大，全縣城近65％的負(fù)荷由該所供電。由于歷史原因我們現(xiàn)在對(duì)此不好改造，建議縣級(jí)城區(qū)電源點(diǎn)規(guī)劃時(shí)根據(jù)負(fù)荷及地理情況，建兩座(有條件建三座)以上110KV變電所，滿(mǎn)足其中一所停電，其余所照樣能帶正常負(fù)荷的要求，構(gòu)成較理想的電源點(diǎn)，為10KV配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 10KV配網(wǎng)線(xiàn)路結(jié)構(gòu)隨著客戶(hù)對(duì)供電可靠性要求的提高，原來(lái)輻射狀單電源的結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)客戶(hù)的要求，可以采用雙電源并行，客戶(hù)雙電源進(jìn)線(xiàn)加備自投的方式，但其投資高，客戶(hù)各自投改造量也大。不適應(yīng)當(dāng)前一般縣級(jí)城鎮(zhèn)的應(yīng)用。另一種方式是兩條從不同變電所(電源點(diǎn))出線(xiàn)的配電線(xiàn)路在終端用聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)，中間用分段開(kāi)關(guān)分段(電纜線(xiàn)路用環(huán)網(wǎng)柜)。正常時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，分段開(kāi)關(guān)合上；故障時(shí)，自動(dòng)切除故障段，非故障段從另一變電所供電。分段開(kāi)關(guān)數(shù)量可根據(jù)線(xiàn)路長(zhǎng)短，配變多少來(lái)配置，分段開(kāi)關(guān)越多，故障時(shí)停電用戶(hù)越少，運(yùn)行越靈活，但切除故障時(shí)間越長(zhǎng)，造價(jià)越高。這種方式投資少、見(jiàn)效快，廣泛適用于縣級(jí)城鎮(zhèn)。我們共20條線(xiàn)路，每?jī)蓷l從不同變電所出線(xiàn)的線(xiàn)路組成一對(duì)，共組成10對(duì)手拉手線(xiàn)路，每對(duì)采用三開(kāi)關(guān)四分段為整個(gè)縣城供電。

1.3線(xiàn)路相序在手拉手雙電源配電網(wǎng)，聯(lián)絡(luò)、分段開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切除故障，恢復(fù)送電過(guò)程中，供電電源改變，故線(xiàn)路相序一定要對(duì)應(yīng)。線(xiàn)路相序宜以一個(gè)主變變電所為電源，背向變電所，從左到右(或從上至下)為A、B、C相，直至另一變電所?，F(xiàn)在變電所多用中置柜、電纜出線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)換相十分方便，若有架空一變電所，則應(yīng)以該所為電源側(cè)，背向變電所設(shè)置相序。我們以帶全縣城近65％負(fù)荷的110KV南關(guān)變電所為基準(zhǔn)設(shè)置線(xiàn)路相序。

1.4線(xiàn)路走廊線(xiàn)路走廊應(yīng)與建設(shè)局等有關(guān)部門(mén)協(xié)商確定，一般宜在人行道樹(shù)的位置(人行道上，距路沿石0.5m)沿城市道路架設(shè)，假如條件受限也可在綠化帶位置架設(shè)。我們主干線(xiàn)路選在南北道路西側(cè)人行道樹(shù)位置，分支線(xiàn)路選在東西道路北側(cè)人行道樹(shù)位置。這樣比較美觀(guān)大方，不與通訊線(xiàn)路干擾。在滿(mǎn)足技術(shù)條件的要求下，桿塔位置要離開(kāi)路口，不宜正對(duì)房門(mén)口，以便順利施工。

線(xiàn)路建設(shè)中雙回同桿架設(shè)節(jié)省走廊，也比較經(jīng)濟(jì)，而且故障時(shí)切除故障段所停的客戶(hù)數(shù)量較少，故在負(fù)荷較密集的路段宜采用雙回同桿架設(shè)線(xiàn)路，以道路為分界線(xiàn)，路左側(cè)用左側(cè)線(xiàn)路供電，路右側(cè)用右側(cè)線(xiàn)路供電。在負(fù)荷較小的道路段宣架設(shè)單回線(xiàn)路。我們?cè)谪?fù)荷密集的水泊中路、水路南路架設(shè)了雙回同桿線(xiàn)路，其余沿道路架設(shè)了單回線(xiàn)路。

1.5導(dǎo)線(xiàn)選擇采用電力電纜有利于美化環(huán)境，提高供電可靠性，但價(jià)格高，不便檢修，可在最繁華路段采用；架空線(xiàn)路，便于施工和檢修。絕緣架空線(xiàn)有普通型和輕型，普通型絕緣層較厚，答應(yīng)與樹(shù)木頻繁接觸，輕型絕緣層較薄，答應(yīng)與樹(shù)木不頻繁接觸，可根據(jù)具體情況選用。絕緣線(xiàn)雷擊后易斷線(xiàn)，風(fēng)荷較大，弧垂較大，檔距要求較小，適用市區(qū)選用，郊區(qū)可選裸鋼芯鋁絞線(xiàn)。

導(dǎo)線(xiàn)截面宜用10～20年(中長(zhǎng)期)猜測(cè)負(fù)荷，一般城區(qū)走廊受限，改造新建難度大，主干線(xiàn)路建設(shè)后壽命較長(zhǎng)，故障時(shí)還要轉(zhuǎn)移負(fù)荷，故導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)徑宜選大一點(diǎn)，現(xiàn)在看來(lái)一般應(yīng)不小于150mm²，以防重復(fù)投資。我們主干選用240、185mm²兩種，分支選用120、70mm²兩種。

1.6桿塔及基礎(chǔ)受力桿如轉(zhuǎn)角、T接、耐張桿，由于在大區(qū)拉線(xiàn)受限，宜用鋼管塔，直線(xiàn)桿宜根據(jù)荷載選用相應(yīng)彎距的砼桿。選用砼桿時(shí)根據(jù)線(xiàn)路重要性及經(jīng)濟(jì)條件可采用普通砼桿和預(yù)應(yīng)力砼桿。我們同桿架設(shè)低壓線(xiàn)和通訊線(xiàn)路，采用18m普通砼桿。

鋼管塔基礎(chǔ)一般有兩種，即深埋式和淺埋式。一般設(shè)計(jì)采用淺埋式，開(kāi)挖面積較大，在位置受限的城區(qū)不便施工。我們選用深埋式灌注樁基礎(chǔ)。直徑1.5m左右。施工時(shí)采用人工開(kāi)挖，實(shí)踐證實(shí)既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又不需其它配套設(shè)備，無(wú)噪音，無(wú)污染。深埋灌注樁鐵塔基礎(chǔ)和人工開(kāi)挖的施工工藝在城區(qū)應(yīng)廣泛推廣。

1.7金具、絕緣子選擇絕緣架空線(xiàn)用的新型金具較多，如耐張線(xiàn)夾的型式就有楔式、螺栓式，材料有鋁合金、鑄鋼，可根據(jù)具體情況合理選用，但應(yīng)注重校驗(yàn)握力。節(jié)能型金具雖一次性投資較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還是合算的，應(yīng)優(yōu)選選用。在選用金具時(shí)注重選用配套絕緣罩。復(fù)合絕緣子，重量輕，防污閃，施工方便，減少運(yùn)行維護(hù)工作量，應(yīng)優(yōu)先選用。因絕緣線(xiàn)雷擊后易斷線(xiàn)，故在架空絕緣線(xiàn)路中應(yīng)優(yōu)先選用防雷絕緣子。

2配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備

配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備功能強(qiáng)大，技術(shù)含量高，投資也高，適用于大中城市。饋線(xiàn)自動(dòng)化相對(duì)來(lái)說(shuō)能滿(mǎn)足一般縣級(jí)城鎮(zhèn)需要，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于升級(jí)，宜在一般縣級(jí)城鎮(zhèn)推廣使用。饋線(xiàn)自動(dòng)化大體分兩種類(lèi)型，現(xiàn)分別介紹如下：

2.1電壓一時(shí)間型典型的電壓一時(shí)間型，由變電所斷路器和線(xiàn)路上的分段器構(gòu)成，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，變電所跳閘，線(xiàn)路失電，各分段器跳閘，斷路器重合后各分段器順序延時(shí)重合，合閘到故障段時(shí)，斷路器又跳閘，故障段兩端的分段器被閉鎖，再重合時(shí)，正常段恢復(fù)送電。故障段以后的正常段由聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)閉合后從另一變電所供電。

該方案優(yōu)點(diǎn)是：邏輯簡(jiǎn)單，判定準(zhǔn)確，免維護(hù)(可達(dá)15年免維護(hù)期)，有可靠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)(30余年)，不需蓄電池。缺點(diǎn)是：故障隔離時(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)樽冸娝鶖嗦菲饕M(jìn)行2次重合，故障點(diǎn)前的分段器要進(jìn)行2次分合閘，而每臺(tái)分段器在合閘時(shí)都有7s的合閘時(shí)間，一般在1min左右，假如分段開(kāi)關(guān)較多，可能達(dá)2min。若故障是相間金屬短路時(shí)，故障點(diǎn)后的開(kāi)關(guān)要用低電壓逆向閉鎖是不可靠的，將使另一端正常段也會(huì)有1min以上的停電。我們采用該方案。

電壓一時(shí)間型在近年來(lái)又有一種變型，即電壓—電流—時(shí)間型，該方案分段開(kāi)關(guān)可直接斷開(kāi)故障電流，在邏輯判定中使用故障電流值，使故障隔離時(shí)間縮短一半。但該方案定值較難整定，判定錯(cuò)誤時(shí)會(huì)引起誤動(dòng)作。

2.2電流型該方案發(fā)生故障時(shí)變電所的斷路器跳閘，同時(shí)各分段開(kāi)關(guān)將電流參數(shù)傳送至子(主)所，子(主)所根據(jù)各分段開(kāi)關(guān)傳來(lái)的電流參數(shù)，算出故障段的位置，發(fā)出指令，將故障段兩端的開(kāi)關(guān)閉鎖在分閘位置，恢復(fù)非故障段的供電。

本方案的特點(diǎn)是：需要通訊通道(光纜)、子(主)所。有些廠(chǎng)家介紹該方案不如電壓一時(shí)間型造價(jià)高，通信中斷時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為電壓一時(shí)問(wèn)方式運(yùn)行。

綜上所述，筆者認(rèn)為一般縣級(jí)供電企業(yè)宜采用電壓一時(shí)間型方案，但要規(guī)劃保留升級(jí)可能，以便以后可以不斷完善。

3小結(jié)

以上為某縣供電公司10KV配網(wǎng)改造的經(jīng)驗(yàn)，適用于中等發(fā)展水平的縣級(jí)城鎮(zhèn)。同時(shí)我們?cè)诟脑熘写嬖谝韵轮饕獑?wèn)題：道路規(guī)劃不到位，造成施工時(shí)，需拆遷臨時(shí)房屋，施工難度較大；地下設(shè)施圖紙不齊全，造成荷載計(jì)算困難，造成不安全因素；在原線(xiàn)路改造時(shí)施工難度大，停電時(shí)間較長(zhǎng)；公用變、低壓改造、下戶(hù)線(xiàn)與高壓主干線(xiàn)改造不同步，造成設(shè)計(jì)難度增加，施工費(fèi)用增加。