配電系統(tǒng)電纜線路的設(shè)計與應(yīng)用分析

段發(fā)強(qiáng) 周偉民

（國網(wǎng)河南省電力公司 平頂山供電公司運(yùn)維檢修〈配電〉，河南 平頂山467001）

隨著我國建設(shè)的飛速發(fā)展和規(guī)劃的要求，配電系統(tǒng)電纜線路以其占地少、環(huán)境友好、對人身安全、供電可靠、維護(hù)工作量小等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用[1]。而電纜線路是電纜的骨架，它的優(yōu)劣關(guān)系到電纜本身功能的發(fā)揮和在電纜網(wǎng)中是否能起到應(yīng)有的作用。隨著環(huán)境保護(hù)理念的日益深入，人們對于配電系統(tǒng)電纜的勘察、設(shè)計、運(yùn)營等方面的環(huán)境保護(hù)意識也越來越高[2]。只有在配電系統(tǒng)電纜的線路設(shè)計中始終體現(xiàn)“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的新理念，才能符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀[3]。本文為此具體探討了配電系統(tǒng)電纜線路的設(shè)計與應(yīng)用措施。

1 配電系統(tǒng)電纜電氣參數(shù)特性與設(shè)計保護(hù)

1.1 配電系統(tǒng)電纜電氣參數(shù)特性

電纜線路相與相之間以及相與地之間的耦合電容很大，容抗相當(dāng)小，由此會產(chǎn)生數(shù)值很大的電容電流。電纜單位長度阻抗小于架空電纜線路單位長度阻抗，而相對于架空線來說電纜線路的長度一般要短得多，短線路問題會給繼電器的整定帶來一定的影響。電纜線路各序阻抗角比架空線路阻抗角小。阻抗角的變化會給阻抗繼電器的最大靈敏角的校整以及附加阻抗值的測量帶來一定的影響。電纜線路零序阻抗與正序阻抗的比值也與架空線有很大的不同[4]。

1.2 配電系統(tǒng)電纜的保護(hù)設(shè)計

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要部分，它在保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行等方面起著不可替代的重要作用。對繼電保護(hù)裝置的設(shè)計、運(yùn)行和配置提出了快速性、靈敏型、選擇性和可靠性四項基本要求，由于線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電壓等級的不同，有時候這些要求可能會出現(xiàn)相互矛盾的現(xiàn)象。一個優(yōu)秀的設(shè)計方案往往是綜觀全局后在保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行前提下的合理折中。隨著電力系統(tǒng)對可靠性要求的進(jìn)一步提高，也由于縱聯(lián)保護(hù)常常因通道等原因而不能投入運(yùn)行，因此在10kV 及35kV 配電線路上都要求采用兩套縱聯(lián)保護(hù)，以實現(xiàn)主保護(hù)的雙重化[5]。兩套主保護(hù)互為備用，原則上只要保護(hù)的性能十分完善，采用兩套原理相同的保護(hù)裝置實現(xiàn)主保護(hù)的雙重化是可行的。但由于系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化很大，也可能出現(xiàn)預(yù)料不到的稀有故障，兩套主保護(hù)采用不同原理應(yīng)當(dāng)是有益的。同時目前配電系統(tǒng)架空線路保護(hù)的常規(guī)配置如下：每回線路配置會為備用的兩套完整的、獨立的全線速動數(shù)字式分相電流差動保護(hù)。雙重化的三段式接地、相間距離保護(hù)作為后備保護(hù)；雙重化的定時限/反時限零序電流方向保護(hù)作為后備保護(hù)；線路重合閘保護(hù)；配電系統(tǒng)斷路器失靈保護(hù)[6]。

2 配電系統(tǒng)電纜的線路設(shè)計與應(yīng)用

2.1 平面設(shè)計

為了保證電纜運(yùn)行的最短距離與經(jīng)濟(jì)型，我國配電系統(tǒng)電纜的平面設(shè)計大多數(shù)是采用一條線設(shè)計，其實有時完全可以順應(yīng)地形、地勢，將上、下行線分別設(shè)計為各自獨立的平面線形，其平面造型亦很優(yōu)美，兩條線中間有時隔以山岡、草地甚至一片森林與大自然融為一體。

2.2 縱面設(shè)計

（1）凸形豎曲線半徑設(shè)置：配電系統(tǒng)電纜由于受地形地貌的制約，連續(xù)小半徑短平曲線與連續(xù)大縱坡小半徑豎曲線的組合時常出現(xiàn)。這種情況下很容易做到平縱對應(yīng)，滿足規(guī)范要求。但這種組合往往忽略了視距要求，這種情況下往往難以通過調(diào)整平曲線半徑來解決。此時，宜在不過多增加工程量的前提下適當(dāng)加大凸曲線半徑，以便增大視距，保證在曲線上任何一點均能看清前方平曲線的變化。也就是說，在條件允許的情況下，應(yīng)選取較大的凸曲線半徑[7]。（2）凹形豎曲線半徑設(shè)置：一般凹曲線半徑容易滿足規(guī)范要求，但有時設(shè)計者為了追求凹凸曲線指標(biāo)的均衡，而增大凹曲線半徑。這樣勢必造成工程量的增加，對造價控制不利。而且由于配電系統(tǒng)電纜縱坡較大，起伏頻繁，凹曲線半徑設(shè)置過大，勢必增加工程。因此在設(shè)計中不宜一味追求高指標(biāo)而增大凹曲線半徑。

2.3 平縱面組合設(shè)計

配電系統(tǒng)電纜平縱面組合設(shè)計往往受地形、橋涵、通道構(gòu)造設(shè)置的制約，直接影響到工程造價。故應(yīng)充分考慮地形起伏走向、構(gòu)造物引起縱面起伏，以減少工程量。平豎曲線的半徑要協(xié)調(diào)，豎曲線的半徑一般為平曲線半徑的10-20 倍可以取得良好效果。當(dāng)平、豎曲線半徑均較小時，兩者不得重合，應(yīng)避免出現(xiàn)不宜重合的曲線[8]。

2.4 越嶺線的設(shè)計

越嶺線的特點是線路需要克服很大的高差，線路的長度和平面位置主要取決于線路縱坡的安排。越嶺線布局主要應(yīng)解決的問題是：埡口選擇，過嶺標(biāo)高選擇和埡口兩側(cè)線路展線的擬定。它們是相互聯(lián)系、相互影響的。布局時應(yīng)綜合考慮，處理好三者的關(guān)系。其中，埡口是體現(xiàn)越嶺線方案的重要控制點，應(yīng)在基本符合線路走向的較大范圍內(nèi)選擇，要全面考慮埡口的位置、標(biāo)高、地形條件，地質(zhì)情況和展線條件。越嶺高差較小，地質(zhì)條件穩(wěn)定，展線降坡后能與山麓控制點直接地銜接，不需無效延長線路，這種埡口最為理想。如埡口雖低，但地質(zhì)條件不好，或兩側(cè)山坡不適于展線，或展線后與山麓控制點接線不順，則應(yīng)稍微偏離總方向另行選擇。埡口以下的兩側(cè)山坡線是越嶺線的主要組成部分，山坡的地形、地質(zhì)條件直接影響線路的質(zhì)量、造價和路基的穩(wěn)定，應(yīng)綜合考慮。

總之，配電系統(tǒng)電纜線路首先應(yīng)在保護(hù)配置方面要求選擇的設(shè)備充分考慮電纜的特點，提出保護(hù)的配置建議和要求。在線路走向設(shè)計中結(jié)合具體工程的電纜長度、參數(shù)、敷設(shè)方式等實際情況研究分析，在實踐中檢驗和不斷修正。

［1］程小平.減少整定程序計算時間的技術(shù)措施[J].繼電器，2010，28（12）.

［2］蔡光德.發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)整定中的若干問題[J].電力系統(tǒng)自動化，2011，12（11）.

［3］高有權(quán)，苑鳳軍.低壓廠用系統(tǒng)保護(hù)的整定配合[J].電力自動化設(shè)備，2012，22（8）.

［4］莊偉民.差動保護(hù)比率制動整定中動作電流與制動系數(shù)等關(guān)系分析[J].繼電器，2010，28（9）.

［5］歐陽青.不同原理構(gòu)成的主變差動保護(hù)技術(shù)特性比較分析[J].繼電器，2011，29（11）.

［6］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].中國電力出版社，2008.

［7］王維儉.大型機(jī)組繼電保護(hù)理論基礎(chǔ)[M].水利電力出版社，2009.

［8］崔家佩，孟慶炎.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全裝置整定計算[M].水利電力出版社，2009.