淺談配電線路設計

張付元

常州凌峰潤源電力工程設計有限公司 常州市 213119

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，電能資源的需求日益凸顯，社會各界對于配電線路的正常運行十分重視。如果配電線路常出現(xiàn)各種故障，將嚴重影響生產(chǎn)、生活用電。配電線路作為電力系統(tǒng)中最重要的組成部分，配電線路安全運行是電網(wǎng)穩(wěn)定供電的基本條件，是用戶的正常生產(chǎn)、生活及安全用電的保障，做好配電線路的設計十分必要。

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；架空線路；設計

引言

配電線路是目前在電網(wǎng)中擔當著分配、輸送電力的重要任務，配電線路設計是工程建設中普通又重要的一項工作，其規(guī)范性和技術性都很強，許多方面涉及到國家強制性條文。要做好供配電設計既要執(zhí)行國家現(xiàn)行的有關規(guī)范和規(guī)程，又要滿足當?shù)毓╇姴块T的具體要求。在配電線路規(guī)劃設計和施工必須全面貫徹國家電力公司及省市電業(yè)局下發(fā)的各項有關政策和技術經(jīng)濟指標，對線路情況作全面而細致的調查研究，積極慎重采用新設備、新材料，以便正確地選定線路的路徑方案。達到經(jīng)濟合理，安全適用。

一、配電線路設計的流程

配電線路設計，從接受設計任務開始，直至提供完整的設計資料。其流程一般依次如下：接受設計任務，確定線路的起點終點和電壓等級，選擇導線類型，掌握地形圖并規(guī)劃線路路徑，規(guī)劃設計路徑圖，根據(jù)氣象材料及路徑確定導線截面積、檔距、轉角及桿塔類型，列出材料清單、編制工程預算，技術經(jīng)濟對比確定最佳方案，報批并形成最終設計材料。

配電線路的設計應嚴格遵守此流程，具體的設計中，關鍵問題主要體現(xiàn)在導線類型選擇、路徑選擇、導線面積與桿塔的選擇、技術性與經(jīng)濟性對比等環(huán)節(jié)[5-7]。

二、配電線路設計的關鍵

1、導線類型的選擇

配電線路的導線類型可分為架空輸電線路與電纜線路，由于架空輸電線路應用較為普遍，因此要特別注意電纜線路的特點。相比于架空線路，電纜敷設線路的優(yōu)點是無需使用桿塔、占地少，故障少，受運行環(huán)境影響小，其缺點是結構相對復雜、施工周期長、建設費用高、對施工技術要求高、檢修維護復雜、輸送能力和擴展能力相對較差。電纜線路一般應用在架空線路走廊建設或征地不便、對建設價格不敏感、距離較短、前期預留了電纜敷設通道的地區(qū)。輸電線路的絕緣性能配合，最低應當滿足線路在工頻運行電壓、操作過電壓和雷電過電壓等各種長期或短暫故障條件下安全可靠的運行。

還需要考慮的是特殊電力線路的使用，為了配合通信，當前廣泛采用了電力線路或架空地線與通信通道（一般為光纖）結合的方式，則需要考慮更多的安全問題，如光纖復合架空地線等。這些復合線路的結構選型應特別注重耐雷擊性能，短路電流值，發(fā)熱性能，承重能力等，并結合系統(tǒng)情況和線路復合情況確定。

2、 線路路徑選擇

線路的路徑應與線路類型的選擇綜合考慮，尤其是對于電纜敷設線路，應特別注意路徑中有無河溝、道路等不利于電纜敷設施工或者電纜運行安全的障礙。架空線路的路徑選擇相對自由，幾乎能適應各種自然與社會條件，但需要考慮桿塔的布置、線路走廊的征地、與建筑的安全距離、周圍居民架設線路的意見等社會問題。應當盡量避免穿越耕地、民居，盡量沿公路、橋梁進行布置，可以有效的減少社會問題。

3、導線截面積的確定

輸電線路的導線截面，關系到輸送能力、輸送安全、過負荷能力、線路重量、桿塔受力等諸多問題，不能僅依靠滿足電能輸送量來選擇。建議根據(jù)配電網(wǎng)絡及預定的電壓等級，參考經(jīng)濟電流密度進行選擇。也可以根據(jù)線路預訂的最大輸送容量，結合不同類型導線的材料與結構進行電氣性能和機械特性等比選，以年費用最小作為指標，進行綜合技術經(jīng)濟性能的比較后確定。

除經(jīng)濟性的考慮，輸電線路的導線截面還要考慮技術性能與安全性能。例如，不同材質的導線在不同的溫度、載流量下的性能有所差異。根據(jù)設計規(guī)范，驗算導線允許的最大載流量時，允許溫度宜按下列規(guī)定取值：鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線宜采用+70℃，必要時可采用+80℃；大跨越宜采用+90℃；鋼芯鋁包鋼絞線和鋁包鋼絞線可采用+80℃，大跨越可采用+100℃，或經(jīng)試驗決定；鍍鋅鋼絞線可采用+125℃。

4、桿塔的選擇

桿塔的選擇主要是考慮承受的拉力、壓力、線路的弧垂應力與不同電壓等級等，桿塔類型宜符合，常用的桿塔按其受力性質，可分為懸垂型和耐張型桿塔。其中懸垂型桿塔主要是考慮垂直受力，可細分為懸垂直線桿塔與懸垂轉角桿塔；而耐張型的桿塔又可分為耐張直線桿塔、耐張轉角桿塔和終端桿塔。桿塔按其回路數(shù)，應分為單回路、雙回路和多回路桿塔。

桿塔外形的選擇與構件布置應根據(jù)導線和地線排列方式，以結構簡單、受力均衡、傳力明確、外形美觀為原則進行規(guī)劃。對不同類型桿塔的選用，同時需要結合占地所需范圍、桿塔的材質、運行維護方便、施工便利、制造工藝等因素進行優(yōu)化選擇，優(yōu)先選取技術先進并且經(jīng)濟合理的設計方案。考慮到普遍應用的配電線路為在平原和丘陵等地，尤其是在選擇路徑的基礎上，故架空線路的走廊一般為便于運輸和施工的非農(nóng)田和非繁華地段。因此可因地制宜地優(yōu)先采用拉線桿塔和鋼筋混凝土桿，以降低費用和增加施工的便利。對于山區(qū)等不便于施工的線路桿塔，應依據(jù)地形特點，配合不等高的基礎，采用全方位長短腿結構形式，這類桿塔的數(shù)量不宜太多，應特別注意桿塔的穩(wěn)固性與受力的合理性。

5、技術性與經(jīng)濟性對比

線路設計中的技術性與經(jīng)濟性對比應當貫徹設計的始終，從線路類型的選擇與走廊、桿塔的選擇以及建設、長期維護費用和擴展的便利、輸送容量及遠期規(guī)劃等方面綜合考慮。在經(jīng)濟性相差不大的情況下，應優(yōu)先選擇技術先進的方案。當前線路建設往往是與電網(wǎng)、變電站的建設同時進行，部分配電線路由于是專門為廠礦、企事業(yè)單位專門加設，故推薦的作法是將兩種或多種方案的經(jīng)濟性做出預案，由總體規(guī)劃部門或收益單位參考決定。

6、 路徑的選擇

路徑的選擇是配電線路設計中重要的環(huán)節(jié)，對于整個線路的質量有著重要影響。設計人員在配電線路路徑選擇之前一定要做好設計前期的準備工作，要掌握好該項目工程實地的真實數(shù)據(jù)，所以設計人員在設計之前一定要深入配電線路工程的現(xiàn)場，對于周圍的情況進行有效的考查，包括附近的地形、氣候、田地、居民住宅等，對于這些周圍的信息數(shù)據(jù)進行分類整理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效性。由于在路徑的設計過程中會受到各方面因素的影響，情況十分復雜。因此在設計過程中一定要保證設計人員、技術人員、政府工作人員一同在場，在設計過程中征求不同人員的意見，以保證設計的科學性和合理性，以減小施工的難度和對當?shù)鼐用裼绊憸p到最小化。配電線路路徑選擇的原則應該注意以下四點：（1）配電線路的路徑設計過程中要盡量通過合理的設計將整個線路的距離減到最小，以減小配電線路的曲折系數(shù)，實現(xiàn)線路設計的經(jīng)濟性和合理性；（2）在路徑選擇的過程中盡量避開良田，以減少與當?shù)鼐用竦哪Σ粒唬?）要避開不良的地質，以提高配電線路的堅固性；（4）盡量使用二十四線電纜溝，減少二次施工，以提高整個配電線路施工的效率。

三、結束語

配電線路的正常運行對于國家經(jīng)濟發(fā)展有著重要作用，為了更好地促進配電線路發(fā)揮其供電的功能，設計人員應掌握配電線路的設計流程的基礎，了解配電裝置的選擇、導體和電器的設計選用、配電路徑的選擇等注意事項，以保證配電線路的正常運行，為我國配電線路的建設提供借鑒。

參考文獻：

[1]張志勝.輸配電線路防雷的設計思路[J].電氣時代，2011.

[2]林祥軍.探討10kV配電線路設計的技術[J].大科技：科技天地，2011.

[3]程浩忠.電力系統(tǒng)無功與電壓穩(wěn)定性[M]，北京：中國電力出版社，2004.