配網(wǎng)工程建設(shè)與改造中配網(wǎng)工程設(shè)計實踐分析

國網(wǎng)天津市電力公司城東供電分公司 王梓辰 周敬淳

1 配網(wǎng)工程設(shè)計主要內(nèi)容

配網(wǎng)工程建設(shè)改造規(guī)劃。配網(wǎng)工程設(shè)計是提升配網(wǎng)工程建設(shè)和改造質(zhì)量的重要舉措，某10kV配網(wǎng)工程設(shè)計內(nèi)容集中在路線改造、設(shè)備選擇、電網(wǎng)構(gòu)架等環(huán)節(jié)，同時通過制定電網(wǎng)無功補償?shù)扰e措為配網(wǎng)建設(shè)和改造的深入開展提供保障。配網(wǎng)工程設(shè)計的開展可有效避免配網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置不合理等問題，確保配網(wǎng)供電同城市發(fā)展建設(shè)相適應(yīng)。在此期間，相關(guān)人員可將配網(wǎng)工程設(shè)計作為參考，開展配網(wǎng)建設(shè)和改造作業(yè)，在滿足現(xiàn)代配網(wǎng)建設(shè)要求的基礎(chǔ)上降低成本投入，實現(xiàn)配網(wǎng)建設(shè)改造經(jīng)濟效益與社會效益的同步提升[1]。

合理選擇電壓等級。在進行配網(wǎng)工程建設(shè)與改造工程時，首先對城市電網(wǎng)運行實際情況進行調(diào)查，在了解配網(wǎng)運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上對電網(wǎng)運行布局進行調(diào)整。在此期間，通過配網(wǎng)設(shè)計工作可獲取城市內(nèi)部不同區(qū)域的電壓等級，基于分層、分區(qū)方法實現(xiàn)電壓等級構(gòu)建，滿足配電網(wǎng)運行的實際電壓等級需求。不僅可以起到優(yōu)化配電網(wǎng)布局的作用，還可簡化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少不必要的電能損耗，促進配電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平的提升。

發(fā)揮配網(wǎng)建設(shè)改造自動化性能。在配網(wǎng)工程設(shè)計工作期間，借助配網(wǎng)自動化設(shè)備可起到提升配網(wǎng)建設(shè)改造自動化運行效果的作用。特別是對于10kV配網(wǎng)來說，在發(fā)生自動化事故時，可通過自動化設(shè)備切除線路故障，保證配網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)。在此次工程改造中，安裝自動化設(shè)備還可實現(xiàn)配電網(wǎng)改造，形成“手拉手”線路組網(wǎng)，實現(xiàn)配電設(shè)計方案的優(yōu)化，更好地滿足城市內(nèi)部區(qū)域配電要求。

縮短配網(wǎng)建設(shè)和改造工期。對于配網(wǎng)建設(shè)和改造工程來說，其關(guān)鍵點在于提升配網(wǎng)運行可靠性。中低壓配電網(wǎng)的基本組成包括220V線路、配電所、10kV配電線路、380V線路以及開閉所，并且具有分布廣泛、接線復(fù)雜等特點，這也在一定程度上增加了配網(wǎng)建設(shè)和改造的難度與工程量。針對這一情況，在配網(wǎng)工程設(shè)計工作期間，需要加強對配網(wǎng)工程改造情況的調(diào)查，以城市各區(qū)域?qū)嶋H電能需求，以及線路分布情況為基礎(chǔ)進行配網(wǎng)線路布置，同時實現(xiàn)電源位置的合理分布。與此同時，通過配網(wǎng)工程設(shè)計還可不斷減少中低壓線路交叉、重疊、錯綜復(fù)雜等情況，有效減少配網(wǎng)建設(shè)和改造工程量。如此可有效避免無價值施工，在減少成本投入的同時縮短工期，實現(xiàn)配網(wǎng)建設(shè)和改造質(zhì)量的提升。

2 配網(wǎng)工程建設(shè)與改造中配網(wǎng)工程設(shè)計要點

2.1 做好準(zhǔn)備工作

在正式開展配網(wǎng)工程設(shè)計之前須進行準(zhǔn)備工作，也就是預(yù)處理環(huán)節(jié)，對后續(xù)工序的開展也有著直接影響。一般來說，配網(wǎng)工程設(shè)計預(yù)處理環(huán)節(jié)工作包括編制工程資料，確定電力需求、電壓等級、線路長度、設(shè)備型號參數(shù)以及規(guī)劃機組容量等。其中，確定電力需求是配網(wǎng)工程設(shè)計的關(guān)鍵基礎(chǔ)工作，也是開展其他工作的保障。隨后，相關(guān)人員可進行配網(wǎng)工程規(guī)劃設(shè)計工作，以工程設(shè)計圖為參考，將多方面影響因素納入其中，以提升配網(wǎng)工程設(shè)計的安全性與可靠性。

對于設(shè)計單位來說，也應(yīng)樹立安全責(zé)任意識，做好工程實地勘測以及材料檢查工作，根據(jù)所在地實際情況完成設(shè)計。在質(zhì)檢審核工作中，既要完成絕緣計算、參數(shù)描述等細節(jié)工作，也要進行方案重點內(nèi)容的精確性審查，進而從根本上提升配網(wǎng)工程設(shè)計的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 分布配電網(wǎng)點

配網(wǎng)工程設(shè)計工作往往受到多方面因素影響，在實際工作中需要加強考量。以分布配電網(wǎng)點為例，在開展相關(guān)工作期間，工作人員需要對供電現(xiàn)場環(huán)境進行實地勘察，以基礎(chǔ)環(huán)境信息為基礎(chǔ)展開全面分析，保證配網(wǎng)工程設(shè)計與城市區(qū)域規(guī)劃相適應(yīng)。配電網(wǎng)點分布與人們生產(chǎn)生活息息相關(guān)，加強規(guī)劃管理有助于提升配網(wǎng)工程設(shè)計水平，進而最大限度發(fā)揮出電網(wǎng)服務(wù)功能。

在進行配電工作設(shè)計期間，相關(guān)人員還需要同城市規(guī)劃部門等相關(guān)部分進行溝通，確保能夠進一步明確供電區(qū)域劃分情況，細化參數(shù)設(shè)置，提升配電容量、導(dǎo)線截面等具體內(nèi)容的準(zhǔn)確性。以導(dǎo)線截面的設(shè)置為例，10kV配網(wǎng)工程建設(shè)和改造期間具有電流小、距離短等特點，難免對造成一定的電壓損失。因此，應(yīng)根據(jù)特定公式計算其導(dǎo)線截面，保證配網(wǎng)工程設(shè)計的有效開展，從而為配電網(wǎng)后續(xù)運行提供技術(shù)支持，更好滿足區(qū)域生產(chǎn)生活的用電要求[2]。

2.3 優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)工作建設(shè)與改造期間，施工過程往往會受到施工地點動態(tài)性因素的影響，因此相關(guān)人員應(yīng)充分加強對配網(wǎng)工程結(jié)構(gòu)的了解，明確變電站和電廠之間的線路分布情況，同時加強對線路結(jié)構(gòu)的合理研究。在此基礎(chǔ)上，可對配網(wǎng)線路進行優(yōu)化設(shè)計，保證電網(wǎng)系統(tǒng)可處于安全、穩(wěn)定地工作狀態(tài)。通常來看，影響配網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的施工地點特點包括多目標(biāo)性、非線性、動態(tài)性等，因此可以將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)引入到結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中。

環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為一種環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)，可以借助各級配電支線與饋線完成運行。在環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)支持下，首先可以確保配電線路荷載率≤50%；其次可以根據(jù)不同結(jié)構(gòu)特征將配電環(huán)網(wǎng)劃分為單環(huán)網(wǎng)以及雙環(huán)網(wǎng)，單環(huán)網(wǎng)配電結(jié)構(gòu)對節(jié)點數(shù)量有一定限制，而雙環(huán)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)則可以較好地滿足較高城市配電需求。總的來說，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有顯著的靈活性特征，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)可以更好地提升城市配電需求規(guī)劃水平?；诖耍M行配網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，可以優(yōu)先選擇環(huán)形結(jié)構(gòu)配電方式，保證可以從多角度出發(fā)來滿足不同層次的配電需求。

3 10kV配網(wǎng)工程建設(shè)改造實踐分析

本工程為10kV配網(wǎng)工程項目，為提高設(shè)計與管理工作成效，針對線路老化、變壓器過載、電能質(zhì)量低等問題展開研究，加強關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量把控，實現(xiàn)配網(wǎng)運行質(zhì)量的提升[3]。

3.1 10kV配網(wǎng)工程建設(shè)主要內(nèi)容

本10kV配網(wǎng)工程項目針對不同的電力輸送容量需求，以及輸送距離需求選擇不同的線路，其中電纜線路適用于電力輸送容量≤5MW、輸送距離≤10km的應(yīng)用場景；架空線路適用于電力輸送容量≤3MW、輸送距離低于8～15km的應(yīng)用場景。10kV配網(wǎng)與發(fā)電廠、高壓配電網(wǎng)以及用電單位緊密相連，作為我國覆蓋廣泛的配電網(wǎng)絡(luò)，10kV配網(wǎng)工程設(shè)計往往包括電纜、架空線路、無功補償、變電站等。值得注意的是，在實際開展10kV配網(wǎng)工程建設(shè)與改造期間，受到多線路運行影響往往會產(chǎn)生較大的電力損耗，因此宜采用相應(yīng)的電容補償設(shè)施來促進電力輸送質(zhì)效的提升。根據(jù)項目實際特點及經(jīng)驗總結(jié)，本配網(wǎng)工程項目建設(shè)和改造現(xiàn)狀見表1。

表1 配網(wǎng)工程建設(shè)與改造現(xiàn)狀

3.2 10kV配網(wǎng)工程架空線路管理

3.2.1 材料檢測

在進行本工程建設(shè)和改造之前，對使用的原材料、器材、設(shè)備質(zhì)量進行檢查，按規(guī)定有序落實相應(yīng)的檢測工作。例如，觀察線材時發(fā)現(xiàn)松股、破損等情況應(yīng)及時進行更換；裸鋁絞線若出現(xiàn)腐蝕情況應(yīng)及時更換；螺栓不應(yīng)出現(xiàn)裂紋、銹蝕、剝落等情況；絕緣子避免出現(xiàn)歪斜情況，保證與鐵件連接緊密等。表2為此次配網(wǎng)工程架空線路施工器材、設(shè)備試驗情況，若出現(xiàn)相關(guān)情況應(yīng)及時進行重新試驗，避免器材、設(shè)備等出現(xiàn)質(zhì)量問題[4]。

表2 10kV配網(wǎng)工程架空線路施工器材、設(shè)備試驗情況

3.2.2 安裝質(zhì)量管理

架空線路電桿安裝是10kV配網(wǎng)工程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合電桿實際情況需要進行嚴(yán)格的運輸管理，保證運輸環(huán)境的合理性，避免因拉、拖、滾等情況造成電桿損壞。運輸電桿至安裝現(xiàn)場后，需要進行測位并設(shè)立標(biāo)志牌，確保電桿找正位置與設(shè)計位置相符。值得注意的是，電桿安裝需要綜合考量不同電桿類型與現(xiàn)場條件，例如若安裝處土壤壓力≥0.2MPa，轉(zhuǎn)角桿、終端桿應(yīng)安裝底盤，直線桿可不安裝；若地下水位較高則需要安裝底盤。

同時，為減少不均衡張力影響，可安裝拉線，同時對拉線結(jié)構(gòu)進行計算，其中既包括裝成長度又包括纏繞長度。纏繞長度的計算公式可表示為：T=A+B-C，式中：T表示拉線纏繞長度（m），即拉線余割量；A表示拉線裝成長度（m）；B表示上部附加長度（m）；C表示下部出土長度（m）。

3.2.3 連接質(zhì)量管理

在進行架空線路架設(shè)期間，為避免出現(xiàn)松股、背扣、扭傷等情況，還需要進行連接質(zhì)量管理，有效避免因連接不緊密而造成的質(zhì)量缺陷。進行架空線路連接管理售電應(yīng)將線盤放置在放線架上，做好線路清理工作，避免雜物對導(dǎo)向造成磨損；其次應(yīng)安裝放線滑輪，根據(jù)鋼導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線選擇鋼滑輪及鋁滑輪等不同類型，盡可能減少對導(dǎo)線的磨損；最后進行導(dǎo)線接頭連接，確保連接后管彎曲度≤管長的2%。

3.3 10kV配網(wǎng)工程變壓器管理

變壓器安裝是10kV配網(wǎng)工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以往在進行配電工程建設(shè)和改造時對這一環(huán)節(jié)的關(guān)注不足，進而易造成質(zhì)量安全隱患。因此，在開展配電工程設(shè)計時，需要進一步做好對變壓器安裝前的質(zhì)量管理，降低質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率。

首先，相關(guān)人員需要先進行變壓器選型。對于10kV配網(wǎng)工程建設(shè)來說，應(yīng)以低耗高效為主要選型標(biāo)準(zhǔn)，因此可選用S11型變壓器。變壓器運輸期間應(yīng)做好管理工作，對運輸線路、運輸時間及運輸環(huán)境做好調(diào)查，選擇合適的運輸工具與運輸方法。不論是運輸期間還是卸車環(huán)節(jié)都應(yīng)加強質(zhì)量管理，避免沖擊、振動、受潮、傾斜等情況對變壓器造成損壞。

其次，在進行變壓器安裝前，需要進行全面的質(zhì)量檢查，例如油箱是否存在損傷、銹蝕情況，油箱附件是否完整；螺栓及緊固件是否存在松動、滲漏情況；變壓器是否與出廠資料以及規(guī)程設(shè)計相符；絕緣層是否存在缺陷、變位情況等；變壓器外部是否存在變形以及多點接地的情況；鐵心屏蔽接地引線開啟后絕緣效果是否滿足要求；各繞組的間隙與排列情況是否合理；變壓器各位置是否存在影響運行效果的雜物；管路循環(huán)處與接口位置的密封圈口是否良好等。

最后，為提升變壓器安裝質(zhì)量，還需要進一步對絕緣強度和絕緣電阻進行檢測，避免變壓器出現(xiàn)受潮情況。使用吊車對變壓器設(shè)備及相關(guān)機具進行運輸時，應(yīng)保證在安全作業(yè)范圍內(nèi)進行。此外，應(yīng)避免變壓器長時間處于室外環(huán)境，必要時可采取搭建臨時工棚等方式起到防護作用?？傮w來說，進行變壓器設(shè)備安裝期間，既要考慮到場地環(huán)境對線路運行的影響，又要對材料運輸、安裝、調(diào)試等多方面因素進行綜合考量，提出科學(xué)有效的配電工程設(shè)計方案，促進10kV配網(wǎng)工程運行質(zhì)量的提升[5]。

綜上所述，配電網(wǎng)工程建設(shè)與改造工程會受到多方面因素的影響，導(dǎo)致運行效率與質(zhì)量減低，影響供電工作的安全性與穩(wěn)定性。為提升供電質(zhì)量、滿足用電需求，有必要針對配網(wǎng)工程建設(shè)和改造開展合理的配網(wǎng)工作設(shè)計，同時對各細節(jié)及重點環(huán)節(jié)加大監(jiān)管力度。通過對10kV配網(wǎng)工程進行分析，應(yīng)不斷提升對配網(wǎng)工程設(shè)計的重視，盡可能避免跳閘等質(zhì)量問題與安全故障的發(fā)生，保證配網(wǎng)工程建設(shè)和改造質(zhì)量達標(biāo)。