农村低压电网设计分析论文

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摘要：该文对农村低压线路的路径勘测定位、变压器、导线截面、电杆、横担等的选择进行了介绍。强调了正规设计。

关键词：低压电网；线路；规划设计

农村低压网络主要是1kV及以下配电线路构成的以农牧民群众生活照明、农副产品加工、农田灌溉、乡镇工业等用电形式的配电网络。这种网络往往受当地气候、地形、用电负荷等条件的影响，勘测和规划设计比较复杂，规划设计的合理与否，直接影响当地经济的发展和该网络的安全运行及日常维护，这就要求勘测设计人员要全方位多领域广角度的进行勘测分析。所以，笔者认为，农网低压网络的规划设计，必须严格按照相关标准慎重进行。

1路径的选择

由于我国大部分农村民居依山而建，多数村组坐落在半山腰或沟沟岔岔之中，山体滑坡和山洪暴雨时有发生，而村组建设又几乎无远景规划，经常发生今建明改现象。所以，在选择路径时要充分考虑河流改道、山洪冲刷、山体滑坡、土质松软、地基塌陷等自然灾害对线路构成的威胁和损毁，如果采用地埋线进行地下敷设时，还要考虑鼠害、地下水、地下空洞、冻土厚度及地下其它电缆、管道和设施对线路的影响和破坏，同时也要考虑当地经济发展和村组建设的规划等情况，尽量减少不必要的迂回或卡脖子现象，尽量减少跨越和档距过大、转角过多、线路过长等不利于运行和维护的因素，尽量减少增加农牧民负担的现象，从而科学、合理的选择线路走径。

2网络的选择

为了使配电变压器能够三相负载平衡安全运行和在线路出现故障或检修时减少停电面积，配电变台应尽量安装在网络负荷的中心位置，尽量把供电半径控制在500m以内。在规划线路出线时，一般可将低压线路从配电变台出线口引出至少2条三线四线制回路（视现场具体情况分别选择），实行分区分片和动力用户专线供电，在线路发生故障或日常检修时可减少停电面积，但要避免线路迂回现象。无论怎样选择出线回数，都要在保证变压器三相负载平衡运行的前提条件下，根据现场的具体情况合理选择。在有排灌、脱麦等季节性用电负荷较大的村组，尽量考虑设置一大一小可并联的母子配电变压器或可调容的变压器。根据用电的季节和时间，视负荷大小来选择投用大容量配变或小容量配变，在负荷超过大容量配变单台供电能力的情况下，可将两台配电变压器并列运行。在用电淡季可以退出容量较大的一台变压器以降低铜损和铁损。这样，就会避免一些村组配电变压器存在的“大马拉小车”或变压器长期过载运行的不良局面。

3勘测定位

电杆坑、拉线坑及地埋沟、户表集装台及配电变台的勘测定位，是一项工程网络规划设计中最关键的一个环节，它是决定该网络布局设计是否合理的重要一环。所以，无论新建工程还是改造工程，在勘测定位时，一定要遵循以配电变压器为中心，三点一线、忌低好高、重前轻后、侧深拒浅的原则进行（即：以三点为一条直线的原理定位电杆，忌讳把电杆或集装台修建在低洼之中，而要尽量定在来水不能及的地方；把集装台重点修建在墙院的前面，轻易不要选址到墙院的后面；在挖坑或沟时侧重于深挖，坚决拒绝挖深过浅的现象）。尤其是沿街道架设线路时，要注意档距尽量控制在40m，郊区尽量控制在50m，如遇特殊地段确需加大档距时，应考虑电杆、导线、横档及相关配套材料的机械强度而确定。

配电变台安装位置的定位除了考虑负荷中心和供电半径外，如果有较大的负荷，一般要将变压器尽量安装在较大负荷附近，尽量避免把配电变台的位置选择在学校、医院、易燃易爆、不便于施工、巡视检查、检修维护及粉尘较大和人员比较密集的地方。如果是改造工程，则要通过10kV线路延伸的办法，将配电变台引入负荷的中心位置。

4配电变压器的选择

配电变压器是一个低压网络的核心，就如同人的心脏一样非常重要。变压器选择得过大，会形成“大马拉小车”的现象，这样不仅增加了铜损和铁损，而且还造成设备的浪费和不合理使用的现象；选择得小又会使其长期过载运行或负荷稍微增大而烧毁变压器，造成更大的经济损失。所以，配电变压器的选择必须根据平时负荷和最大负荷合理进行。必须注意的是，最后确定变压器容量时，还要综合考虑其它一些因素，比如环境温度变化对变压器的影响。同样，变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。

5电杆、导线、横担等材料的选择

5.1电杆的选择

由于各村组有着不同的地形条件，而地形条件的不同又影响着电杆型号的不同，所以，在选择电杆时要根据现场具体情况，因地制宜的进行勘测选择。主要考虑导线架设后对地和建筑物的安全距离是否足够，横担对相邻建筑物或其它设施的安全距离是否合格。当架设双层线路时，还要考虑上下两层导线间的距离及下层导线对地的安全距离是否符合标准，一般上下两层线路的横担直线杆不小于0.6m，转角、分支杆不小于0.3m，同层导线弧垂应一致。当高低压同杆架设时，横担间的垂直距离直线杆不应小于1.2m；分支和转角杆不应小于1.2m，如遇跨越其它弱电线路及房屋、树木和草垛时，还要考虑导线对其安全距离。如确实无法保持与其的安全距离时，要尽量加高电杆或采取穿绝缘护套管等措施。平常确定电杆高度可用以下公式来确定：

L=L/6+S+fm+h

式中L——电杆高度（m）；

S——导线对地安全距离（m）；

fm——对应于选择一档距导线最大弧垂（m）；

h——横担至杆顶距离，一般取0.15m；

L/6——电杆埋深（m）。

5.2导线的选择

在选择导线时，首先应掌握该网络下用电负荷的发展情况，主要考虑过去3~5年负荷的增减和现有负荷情况，结合当地经济发展规划，正确预测和估算未来负荷发展空间。与此同时，还要考虑电压损失、环境温度、导线发热和未知机械损伤等因素，综合各种情况之后来合理、经济的选择导线截面。一般可用下列方法进行导线的计算选择。

方法1：按照允许电压损失条件选择导线截面S的简化公式进行计算

S=P×L/C×DU

式中P——线路输送的有功功率（kw）；

L——线路长度，单位（m）；

DU——电压损失值，一般取7%~10%；

C——电压损失系数，对于三相四线制铝导线线路取46，单相铝导线线路取7.7。

例如：某台区环境温度为25℃，低压网络中根据估算最大有功功率为25kW，0.38kV线路长870m，计算需要多大的钢芯铝绞线？

解：已知P=25kW，L=870m，求S=？

根据公式可得

S=25×870/46×8%

=37.83

考虑环境温度不变和负荷不恒定的情况和导线容许电流的条件等因素，我们可以在该0.38kV线路中选用LGJ-35/6型导线。

方法2：通过计算负荷电流后与导线容许电流对比来选择导线。

表1钢芯铝绞线容许电流表

标称截面/mm2

铝/钢容许电流/A

16/3105

25/4135

35/6170

50/6220

70/10275

95/15335

根据公式P=31/2UI×cosφ可计算出配电变压器承载负荷的总电流后，可根据表1进行对比选择。

例如，某低压台区中架空线路均为三相四线制架设，其最大负荷为53kW，试计算最小应使用多大截面的钢芯铝绞线？

解：已知P=53kW，U=0.38kV，功率因数cosφ视为0.85。

根据公式可得

53=1.732×0.38×I×0.85

I=94.74A

根据选择导线截面时按照实际负荷电流1.5倍来选择的要求，应该选择导线的载流量应为142.11A，所以，在综合各种因素之后，根据表1可查得应选择lGJ-35/6型铝绞线。

值得注意的是，中性线采用小截面导线时，一般不应小于相线截面的50%，但纯照明线路的中性线截面应与相线一致，对于进入比较密集的村镇和沿街道架设低压线路时，应尽量采用JKLV型集束导线或其它绝缘导线。在任何低压网络中禁止使用破股线或单股线。

5.3横担的选择

横担的选择也比较重要，一般要考虑架设导线的根数，导线的粗细、架设档距的大小和现场具体条件等情况分别选择。选择的过大，就会造成材料的浪费，选择的太小又会留下潜在的隐患，也不符合相关标准。我们常常习惯在三相四线制线路中使用∠50×5×1500型横担，单相线路习惯用∠50×5×800或∠50×5×500型横担，其实在选择横担时，既要考虑架设导线的根数，还要考虑导线截面、档距和气候条件等因素。一般导线在50mm2以下，档距在标准范围之内且气候条件正常的情况下，应该选择如上三种型号的横担；但导线截面在50mm2及以上或档距过大，档距远远超出标准范围，气候条件恶劣，风沙扬尘天气和雨雪天气较多等情况下，就应该根据导线架设根数选用∠63×6型横担。在选择横担的同时，还要考虑所选择的横担如架设裸铝导线时，还应满足档距在50m时，相间距离不应小于0.4m；档距在70m及以下时，相间距离不应小于0.5m；靠近电杆两导线水平距离不小于0.5m。当架设绝缘电线时，档距在40m及以下时，相间距离不低于0.3m；档距在50m及以下时，相间距离不低于0.35m；靠近电杆的两导线间距离为0.4m。

其它材料诸如碟式绝缘子、针式绝缘子、U型抱箍、M型垫铁的选择，则要遵循以上几种重要材料的选择而对应选择。

6其他须注意的几个问题

在采用地埋形式敷设线路时，要充分考虑气候条件、土质及导线散热等情况，特别是土质含酸碱量过高、冻土层较厚的寒冷地区，以及地下水过多的地方不要采用地埋的形式。

地埋线在地下需要接头或T接时，最好引到地面进行并修建接线墩。

夏天气温过高，冬天气温太低，白昼温差较大的地区不宜采用架空集束导线和绝缘电缆。

架空裸铝导线的连接最好使用压接管，T接或引线最好使用并沟线夹；配变高压侧的连接部分尽量使用设备线夹，低压侧的连接则要根据连接部位的金属分别使用铜鼻子或铜铝过渡鼻子。

拉线中必须使用拉线绝缘子，户表集装箱内必须安装合适的胶盖闸刀。