電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)

張莉

（廣西福源電力設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司　廣西貴港　537100）

電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)

張莉

（廣西福源電力設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司廣西貴港537100）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求日益嚴(yán)格。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的質(zhì)量的好壞將直接影響到人民群眾的用電質(zhì)量和用電安全。針對(duì)這樣的情況，本文將從電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)過(guò)程之可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的具體步驟入手，深入分析電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念，為電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)提供一定的參考意見(jiàn)，滿足人民群眾對(duì)于安全用電的需要。

電力系統(tǒng)；低壓配電；線路設(shè)計(jì)

引言

電力系統(tǒng)中配電線路的設(shè)計(jì)和電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量等息息相關(guān)，在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，供配電系統(tǒng)是服務(wù)于用戶的體系，其安全運(yùn)行更加影響企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)、用戶用電的質(zhì)量和安全。所以，作為供配電系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該從實(shí)際工作情況出發(fā)，切實(shí)從線路設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題著手，做好電力系統(tǒng)的低配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。在此形勢(shì)下，筆者結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，展開(kāi)詳細(xì)的論述。

1　電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的總體思路

在電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)各影響因素進(jìn)行綜合考量。①在低壓配電線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了滿足高壓和低壓線路的檔距不同的具體要求，要盡可能地保證所設(shè)計(jì)好的低壓線路不和10kV的高壓線路架設(shè)在一起，防止出現(xiàn)安全隱患；②在配電室內(nèi)部，為了防止發(fā)生安全事故，在低壓設(shè)備和高壓設(shè)備之間應(yīng)當(dāng)放置相應(yīng)的保護(hù)設(shè)施；③在電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡可能地配置低壓線路遠(yuǎn)離通信設(shè)施，防止出現(xiàn)安全問(wèn)題；最后，由于使用的低壓線路的進(jìn)戶線材質(zhì)為硬芯絕緣管，這就需要在施工的過(guò)程中，添加塑料管進(jìn)行防護(hù)，防止出現(xiàn)安全事故。

2　電力系統(tǒng)中中低壓配電線路設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

2.1低壓配電線路變壓器的選擇

2.1.1變壓器的使用位置選擇

我國(guó)很多地區(qū)都是多個(gè)用戶共用一個(gè)變壓器的模式，造成這種局面的主要原因是地區(qū)用電模式相對(duì)統(tǒng)一，工業(yè)用電相對(duì)較少。針對(duì)這一點(diǎn)，常將變壓器安裝在負(fù)荷量最大的位置，以降低負(fù)載壓力，并且以輻射的方式從低壓出口向其它負(fù)荷點(diǎn)擴(kuò)展，降低供電半徑、電能損耗。但對(duì)于用戶較為分散且用電模式存在差異的地區(qū)地區(qū)，要以其用電分布情況為前提，使用小容量、對(duì)臺(tái)變壓器分區(qū)域供電模式。同時(shí)，變壓器的位置選擇還要考慮今后的檢修和更換等工作，減少不必要的麻煩。通常將變壓器安裝在地理位置較高且不經(jīng)過(guò)集市等鬧市區(qū)，以免造成不必要的傷害和線路破損。

2.1.2關(guān)于變壓器容量的選擇

一般來(lái)說(shuō)，地區(qū)用電負(fù)荷具有較大的波動(dòng)性，并且發(fā)展空間較大，一些地區(qū)發(fā)展速度較快，應(yīng)根據(jù)地區(qū)獨(dú)有的特點(diǎn)，綜合考慮天氣、環(huán)境等因素，采用負(fù)荷波動(dòng)性大的變壓器。因此，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，應(yīng)該采用具有調(diào)節(jié)變壓器，適應(yīng)不同季節(jié)，不同環(huán)境的用電負(fù)荷。

2.2低壓配電線路的選擇

2.2.1低壓配電線路路徑的選擇

線路的選擇包括線路導(dǎo)線截面大小、線路路徑選擇、桿塔的絕緣子選擇等。地區(qū)電網(wǎng)改造要以地區(qū)自身的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合地區(qū)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展速度和方向，選擇合理的接入點(diǎn)，并且要適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。線路的選擇不能影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此其路線選擇往往要避開(kāi)農(nóng)田地區(qū)，而多數(shù)選擇靠近主干道地區(qū)，其目的在于節(jié)約線路資源，便于施工。

2.2.2導(dǎo)線型號(hào)和截面的選擇

電力系統(tǒng)中低壓配電線路設(shè)計(jì)工作最為關(guān)鍵的就是輸電導(dǎo)線的設(shè)計(jì)，這一部分承擔(dān)著運(yùn)輸電能的作用，在設(shè)計(jì)中，也需要注意其導(dǎo)線的排列間距，如表1所示。針對(duì)這樣的情況，在電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)中，要充分地考慮好低壓配電線路導(dǎo)線型號(hào)和截面半徑的具體規(guī)格，盡可能地減少輸電線路導(dǎo)線材質(zhì)問(wèn)題所引發(fā)的質(zhì)量問(wèn)題。

表1　配電線路導(dǎo)線最小線間距離（單位：m）

在設(shè)計(jì)中，需要對(duì)配電線路經(jīng)過(guò)的各地區(qū)的氣候變化等進(jìn)行深入調(diào)查，再慎重選擇低壓配電線路的材質(zhì)的選擇，防止因?yàn)閷?dǎo)線長(zhǎng)期地暴露于外界的環(huán)境之下所引發(fā)的問(wèn)題；其次，為了盡可能地減少電力在傳輸?shù)倪^(guò)程之的損耗，在選擇電力系統(tǒng)低壓配電線路的導(dǎo)線型號(hào)時(shí)，選擇的導(dǎo)線的截面積要符合一定的要求；最后，要選擇的導(dǎo)線的材質(zhì)要具有一定的拉伸強(qiáng)度，并具有耐腐蝕性。與此同時(shí)，導(dǎo)線的截面和導(dǎo)線的材質(zhì)也要保證導(dǎo)線在通電的情況下，可以避免不被電流所傳輸出來(lái)的熱量所燒壞，保證整條線路的正常運(yùn)行。

2.2.3配電線路金具和絕緣子的選擇

①橫擔(dān)選擇：橫擔(dān)選擇首要考慮因素為其彎曲強(qiáng)度。一般要求10kV的低壓配電線路的最低橫擔(dān)值為∠63mm×63mm×6mm的角鋼橫擔(dān)，而對(duì)于0.4kV配電線路規(guī)格，應(yīng)為∠50mm×50mm× 5mm的角鋼。②絕緣子的選擇：絕緣子性能決定了整個(gè)線路的穩(wěn)定性，一般要求低壓配電線路絕緣子的選擇要符合國(guó)家規(guī)定。對(duì)于10kV的直線桿和5度以下的小轉(zhuǎn)角桿，應(yīng)選擇針式絕緣子或者瓷橫擔(dān)絕緣子，型號(hào)為XP-7型懸式絕緣子，而對(duì)于地區(qū)常用的0.4kV直線桿，可選擇低壓X-4.5懸掛線夾、針式絕緣子和瓷橫擔(dān)，或者角鐵街碼以實(shí)現(xiàn)垂直布線，耐張桿則選用線軸式或蝶式絕緣子。

2.3低壓配電線路的電網(wǎng)保護(hù)措施

2.3.1短路保護(hù)

地區(qū)配電線短路多數(shù)出現(xiàn)在植被較多的地區(qū)，尤其是雷雨季節(jié)，雷電是造成短路的主要原因。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)對(duì)該地區(qū)的變壓器進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)其防雷能力。增設(shè)避雷裝置，尤其是氧化物類型的避雷裝置，并且避雷裝置要安裝在靠近變壓器的位置，提高避雷效率。同時(shí)，避雷裝置的接地線應(yīng)與變壓器的外科金屬和低壓性線的接點(diǎn)處于相同位置，實(shí)現(xiàn)共同接地。接地電阻要滿足線路運(yùn)行規(guī)格，防止短路避雷裝置的截面面積不宜過(guò)大，造成浪費(fèi)，但同時(shí)也要滿足電流要求防止短路。引線的連接要正確，并做好絕緣處理。通常情況下，對(duì)于地區(qū)發(fā)展而言，雷電較多且較為空曠地區(qū)，選擇安裝0.4kV的氧化無(wú)間隙避雷裝置，從而有效地防止低壓配電裝置的漏電現(xiàn)象，減少雷擊短路，確保線路穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)我國(guó)地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展。在一些較為潮濕地區(qū)，要做好相應(yīng)干燥處理。

2.3.2剩余電流動(dòng)作保護(hù)

地區(qū)低壓電網(wǎng)的配電線路的剩余電流保護(hù)主要包括：剩余電流總保護(hù)與剩余電流末級(jí)保護(hù)，對(duì)于較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，往往選取剩余電流級(jí)保護(hù)方式以適合大型企業(yè)的發(fā)展。對(duì)于安裝位置，剩余電流總保護(hù)通常安裝在低壓出口的地方，而末級(jí)保護(hù)主要安裝于室內(nèi)。

2.3.3線路保護(hù)應(yīng)格外注意的問(wèn)題

在地區(qū)低壓配電線路設(shè)計(jì)與規(guī)劃過(guò)程時(shí)，除了要選擇合理的線路和絕緣子等設(shè)備，還有一些問(wèn)題需要格外注意。如高壓電經(jīng)過(guò)的地區(qū)，應(yīng)盡量避免低壓線經(jīng)過(guò)，尤其是同桿架設(shè)計(jì)。另外，低壓配電設(shè)備需采取必要的保護(hù)裝置，防止短路等現(xiàn)象的發(fā)生。其線路選擇還要避開(kāi)國(guó)家未來(lái)規(guī)劃的高壓線路以及光纜通信線路，嚴(yán)格禁止線路重疊問(wèn)題的發(fā)生。對(duì)于線路進(jìn)線穿墻，必須增加相應(yīng)的保護(hù)裝置，對(duì)于室內(nèi)線路設(shè)備，要做好防雨措施，以免出現(xiàn)線路老化嚴(yán)重問(wèn)題。

3　低壓配電線路設(shè)計(jì)的具體操作方法

低壓配電線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析后，必須采用行之有效的設(shè)計(jì)方法得到設(shè)計(jì)成果，其具體方法有以下兩種，以此展開(kāi)詳細(xì)介紹：

3.1導(dǎo)線弧形垂直法

采用導(dǎo)線垂直弧形垂直法，能夠有效檢測(cè)配電線路所處的較為準(zhǔn)確的地理位置，從而為線路作出最佳地理位置分析。通過(guò)導(dǎo)線最低點(diǎn)與地面的垂直弧面來(lái)確定低壓配電所能運(yùn)行的最佳電力范圍。若出現(xiàn)弧垂差距過(guò)大時(shí)，此時(shí)需要增加導(dǎo)線和電桿的荷載；若出現(xiàn)垂弧不偏不倚，則可以毫無(wú)顧忌地進(jìn)行低壓配電線路的設(shè)計(jì)與施工。此方法還能有效地將高差值控制在5.0%以內(nèi)，大大降低了設(shè)計(jì)誤差的出現(xiàn)。

3.2防雷措施預(yù)測(cè)法

眾所周知，低壓配電線路承載著大量的電流輸送，在雷電發(fā)生時(shí)是比較危險(xiǎn)的區(qū)域，預(yù)防不當(dāng)容易造成火災(zāi)，甚至威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。防雷措施即是在低壓配電線路的材料使用上，盡量選擇耐雷特性好的材質(zhì)，并且做好地接和跨接。還可在線路材質(zhì)上增設(shè)保護(hù)針和避雷元件，或者添加防雷金屬套。在低壓配電線路上設(shè)置屏蔽雷電的小程序，或者在架空的低壓配電高架上安裝防雷針和感應(yīng)雷，有效地進(jìn)行預(yù)防雷電的襲擊。

3.3剩余電流保護(hù)器法

低壓配電線路常常會(huì)滯留少量的剩余電流，對(duì)剩余電流進(jìn)行有效保護(hù)可以降低低壓配電設(shè)計(jì)時(shí)的顧慮，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的程序和步驟。其具體操作方法為安裝自動(dòng)的機(jī)械化電力保護(hù)器或者組合類保護(hù)器，對(duì)剩余電流的傳輸進(jìn)行有效終止，并將其回流至二次傳輸電流。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，需要注重低壓配電線路的設(shè)計(jì)工作。要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)部門(mén)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于保證低壓配電線路設(shè)計(jì)的合理性和可行性。電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)是事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的大事，在設(shè)計(jì)的過(guò)程之必須予以高度重視，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要全面地對(duì)施工的環(huán)境和施工的條件進(jìn)行考察，制定出合理的方案，滿足施工的需要。

[1]王偉，羅志華，王松.淺析低壓配電線路中的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的重要性[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)旬刊，2013（19）：127.

[2]呂志來(lái)，張東，喻宜，等.中低壓配電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[J].電力需求側(cè)管理，2014（6）：29～32.

[3]鄧建良.淺談10kV配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)[J].科技與企業(yè)，2013（15）：326.

TM75

A

1673-0038（2015）38-0277-02

；2015-8-16

張莉（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事電力系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)工作。