新型集束導線及低壓配電網(wǎng)新模式的應用及發(fā)展

劉春旺　馬寶生

【摘 要】作為一種新型的低壓電器線材，與常規(guī)導線相比，絕緣導線束的電抗和電納分別是其0.21～0.34倍和11倍。低壓電網(wǎng)結構由于供電新模式趨于合理，與常規(guī)造價相比，工程造價低了13%～16%。本文主要從新型集束導線和低壓配電網(wǎng)的新模式的應用進行了詳細的探討，并針對其發(fā)展進行了闡述。

【關鍵詞】電氣；新型集束導線；低壓配電網(wǎng)；新模式應用；發(fā)展

0.概述

一種新型絕緣集束導線的問世，促成了低壓配電網(wǎng)供電新模式的實施。絕緣導線束是一種新型的低壓電氣線材，它的電抗和電納分別為常規(guī)導線的0.21～0.34倍和11倍；供電新模式使低壓電網(wǎng)結構更趨于合理，工程造價與常規(guī)改造相比降低13%～16%.遼寧省農(nóng)電局通過實施應用兩年多來已收到顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，有效地減輕了農(nóng)民的負擔，為當今農(nóng)村低壓電網(wǎng)的改造探索了一條新路子。

從80年代開始國外有些國家研究集束導線結構，如法國電力公司開發(fā)的絕緣導線束系統(tǒng)（ABC系統(tǒng)），是以零線為中線，將三相導線圍繞在其周圍絞合而成，到目前有80多國家試驗和推廣這種導線。我們從90年代初開始著手研制，于1992年研制成功。與國外類似產(chǎn)品不同的是四根導線由防老化絕緣導線相互平行連接在一起，從斷面看，四根導線成正方形對稱布置或以零線為中心三根對稱三角型布置。與國外類似產(chǎn)品單股絞合導線束相比，生產(chǎn)工藝簡單，機械強度大，節(jié)省有色金屬等優(yōu)點。

該項課題的研究得到了原電力部農(nóng)電司的大力支持，于1997年被農(nóng)電司立項為科研開發(fā)與推廣項目。該項成果的研究在遼寧推廣實施的同時，在山東、河南、吉林等省得到了重視，有些省已大面積推廣。

1.新模式供電的特點及可行性分析

新型導線的應用在生產(chǎn)上可能帶來一種革新，但重要的是能否帶來更好的總體效益。這就是基于新型導線束的特點研究其綜合配套實施的網(wǎng)絡新模式。所謂“新”的就是考慮導線、配變及附屬設備的最新選型、防竊電的技術措施、工程投資、施工及運行費用等綜合因素的基礎上推出一種嶄新的供電模式。

研究低壓電網(wǎng)新模式，強調(diào)了電源至用戶計量點一律實行三相四線制的供電方式，即小容量、密布點、短半徑、低損耗、就地平衡；強調(diào)了工程投資少，運行費用低的經(jīng)濟性；強調(diào)了施工簡便、運行的安全性和可靠性；同時加強了從技術措施抑制竊電的可行性。低壓網(wǎng)絡的新模式體現(xiàn)如下特點：

（1）供電模式主干線、分支線均采用三相四線制供電方式，比單相供電每相電流減少到1/3，在實施中每個計量點三相負荷均勻分配，迫使零線電流為最小。解決了以往低壓電網(wǎng)受地域布局影響使三相負載不平衡的這一難題。該模式在三相負荷平衡方面有一個重大突破。

（2）由于三相四線制導線束延伸到每一個角落，因此不受地域分布影響將分散的單相負荷可重組為比較對稱的三相負載。

（3）計量點至用戶的進戶線均采用單相四線對角線連接方式，使電抗小于0.1Ω。

由試驗村的實施表明，在整個低壓配電網(wǎng)中進戶線的長度占整個低壓網(wǎng)的70%左右。因此，應該認識到低壓網(wǎng)的改造中進戶線在整體效益中是一個不可忽視的組成部分。

（4）儀表箱的引入和引出均采用防老化絕緣導線束，并套在硬塑管內(nèi)，將3～6戶計量表集中在一起盡可能實現(xiàn)三相就地平衡。在儀表箱上設抄表示窗，加大透明度，并且用技術手段杜絕竊電、漏電、人情電和關系電，有效地抑制不明損失。

（5）以往的農(nóng)村配電網(wǎng)中由于變壓器負載率過低，再加上變壓器本身空載損耗大，因此僅是變壓器的鐵損就占整個配網(wǎng)損失的50%左右。模式采用了新型節(jié)能的非晶鐵芯變壓器，通過試驗村的實測和計算表明，變壓器鐵損只占整個低壓網(wǎng)損的15%，這也是新模式大幅度降低網(wǎng)損的重要環(huán)節(jié)。

（6）由于農(nóng)村配電網(wǎng)的配電變壓器一般均小于315kVA，因此分裂導線束單芯截面25mm2足以滿足要求。針對負荷密度大，負荷發(fā)展較快的供電區(qū)域或城網(wǎng)配變?nèi)萘枯^大時，宜采用分裂導線多分支多回路供電方式。

2.試驗實例

（1）新模式實施方案首批選在沈陽市東陵區(qū)深井子鎮(zhèn)康紅村、后康村和五三鄉(xiāng)營城子村，所謂常規(guī)改造是指主干線按三相四線制單股鋁導線供電，分支線按單相供電，進戶線采用6mm2鋁線供電。

（2）工程預算：工程預算以《遼寧省電氣照明工程單位估價表》1996版為依據(jù)?？导t村和營城子村工程竣工后的決算表明，新模式改造比常規(guī)模式改造的工程造價分別節(jié)省資金13.09%和16.33%。

（3）綜合效益分析：

1）電能損失分析：通過改造前的舊網(wǎng)絡和采用分裂導線改造后的新模式進行線損理論計算。由理論計算結果可見，采用分裂導線的新供電模式對降低低壓網(wǎng)損有顯著效果?？导t村采用銅線改造，線損僅為改造前的1/5.08，下降了80.3%.營城子村采用鋁線改造，線損分別下降為59%.使農(nóng)民承擔每kw.h不足0.40元電費。與改造前相比每kW.h降低了0.25元，有效地減輕了農(nóng)民的負擔。

2）電壓降分析：針對康紅村電網(wǎng)新模式理論計算及實施后實測表明：供電半徑為500m處的電壓損失率不足3%，假設變壓器的負載率在80%的條件下，經(jīng)理論計算可得兩個實施點的線路末端電壓損失率均在5%以下。

3）工程造價分析：采用絕緣導線束，其工程造價與常規(guī)改造相比，采用銅導線節(jié)省投資13%，采用鋁導線可節(jié)省投資16%.由工程預算和施工表明，新模式之所以投資少主要體現(xiàn)在各種金具和施工費用的節(jié)約，而導線的價格與常規(guī)導線相比沒有差異。

4）與絞合式絕緣導線比較分析：低壓絕緣導線束由于有效長度變短，所以與城網(wǎng)采用的絞合絕緣線材比較，不僅節(jié)省有色金屬而且使損耗也得到了明顯降低。

3.新型導線束及配電網(wǎng)新模式歸納起來具有如下的優(yōu)點

（1）與常規(guī)裸導線相比，減少了電抗，增大了電納，有效地提高了網(wǎng)絡的自然功率因數(shù)。

（2）與鋼芯鋁絞線相比，在相同截面下采用兩芯分裂導線束的載流量比常規(guī)單根相線提高了19%，采用四芯分裂導線，其載流量提高41%。

（3）與絞合式交聯(lián)聚乙烯絕緣架空線相比具有導線的耐張力更趨于均勻，縮短電氣距離，有效長度減少1.7%～2.7%，因而線路的電抗、電阻相應的減小，從而改善了電壓質(zhì)量并使導線自身的線損率下降2個百分點。同時導線束中其中一根有明顯的結構特征，任何時候均能可靠地判斷中性線與相線，而絞合式電線多年運行后由于相序顏色退色難易判斷。

（4）通過實例可知與農(nóng)網(wǎng)常規(guī)改造模式相比，新模式有效地降低了工程造價16%～19%，網(wǎng)損率下降20個百分點，電壓提高了5個百分點。

（5）在實施中每個計量點三相負荷均勻分配，將分散的每個居民用戶的單相負荷可重組為比較對稱的三相負載，迫使中性線電流為最小，有效地減小了低壓中性線上的功率損耗。

4.結語

總之，通過對新型導線束和低壓配電網(wǎng)新模式的試驗表明，已經(jīng)從降損節(jié)能方面獲取的經(jīng)濟效益和社會效益較為顯著，促使農(nóng)民的負擔得到有效的減輕，在今后我國電網(wǎng)的改造中，探索出合理發(fā)展的道路。 [科]