县城电网改造分析论文

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摘要：该文根据县城电网的特点，引出城网配电线路改造中存在的线径选取，负荷划块、电杆选型、环网化和绝缘化等一系列技术问题，根据自己实际工作中的具体做法，结合城网规划导则，提出了一套切实可行的解决办法。

关键词：县城电网；电网改造；环网

随着县城电网改造的逐步深入，由于县城电网本身固有的特点，在电网规划、设计与施工中，遇到了许多农网改造中不曾出现过的问题，针对奉化市供电局在10kV县城配电网改造中碰到的一些问题，以及相应设计经验，现提出与读者探讨交流。

1县城电网特点

相对农村电网，县城电网具有以下特点：

（1）负荷密度高。城市人口稠密，厂矿企业集中，必然构成了高密度的用电负荷。这要求配电线路导线选取时考虑较大的线径。

（2）线路走廊紧张。人行道、绿化带一般是线路的主要通道，但因宽度有限，势必要求同杆多回路架线，同时拉线也是一个不容忽视的问题。

（3）供电可靠性要求高。城市一、二类负荷集中，停电将造成较大的社会影响和经济损失，故要求较高的供电可靠性。

（4）绝缘化率要求高。根据城市发展趋势，架空电力线路入地电缆化是大势所趋，电缆化率将是表征一个城市品位档次的主要指标。

（5）安全性要求高。因城市空间利用率高，电力线路与建筑物、活动场所距离相对较近，误碰误触可能性大，因此设计时要充分考虑安全裕度。

因上述特点，使县城电网的规划、设计相对具有一定的特殊性。

2问题及解决办法

县城电网改造是一个系统的大工程，从线路规划、测量定位、设计出图到工程施工，接触面广，涉及工程环节多，这里主要针对上述城网特点引出的一些问题，加以探讨。

2.1线径选择及负荷划块

导线线径小，负荷卡脖子，这是城网线路普遍存在的问题。以我们所在县城为例，10kV配电线路多建于20世纪70～80年代，LGJ-50、GJ-70的主导线一直沿用至今，而正是这样的导线，去年迎峰度夏时，负荷电流曾达到250A以上。因而增大导线线径，是城网线路改造迫切而重要的一个内容。笔者以为，10kV配电线路线径选择，不宜盲目求大，应通过以下途径确定：

（1）重新规划供电区域，使线路的供电范围向区域化、小块化方向发展。因中国电网自建成以来，不曾有过上规模的改造，长期积累形成的负荷划块不清、电网结构不合理现象普遍存在，严重影响线路运行和维护。所以首先应通过负荷划块，确定新供电区域内的最大用电负荷。负荷可按城区道路为界进行划块，这样划分的负荷界线明确，同时也可防止用户私拉乱接。线路最大用电负荷可通过以下公式估算确定：

Pmax=K1•K2•Pt

式中K1——负荷同时率系数；

K2——配变负荷率系数；

Pt——单条线路配电变压器容量之和（kVA）。

据测算，对于居民负荷，系数K1、K2可取0.35～0.5之间，具体应结合当地实际情况确定，该系数随负荷性质和配变容载比配置情况而异，一般民用电负荷取下限值，工业用电负荷取上限值。

（2）根据线路当前最大负荷Pmax，可用增长率法进行15～20年负荷预测，算出远期线路最大负荷。

（3）以15～20年后线路最大负荷电流不超过导线经济运行电流为原则，确定导线线径。

根据经验，城网10kV配电线路导线选取以主线采用LGJ-185～240，分支线以LGJ-120～150为宜，以LGJ-240导线为例，按每平方毫米经济电流密度1.2A计算线路远期可供经济负荷达5MVA以上。如邻线故障，考虑手拉手负荷转移，这时线路短时按导线的最大允许载流量运行，可带负荷达1MVA以上。

2.2无拉线杆型

拉线带来的负面影响是显而易见的，从城市发展来看，取消拉线势在必行。对此，采用不打拉线的钢管杆或窄基铁塔，是目前城市电网中较常见的做法。在考虑占地面积、运输、安装及美观等因素后，我们认为城区中使用钢管杆更具优势。但因钢管杆价格昂贵，一基耐张钢管杆连同基础的造价几乎是一基普通拉线砼杆的8~15倍，为此在如何降低无拉线耐张杆工程造价上作了探索，经验如下：

（1）对于线路转角在5°以下时，根据导线张力，采用允许使用弯矩为75kNm或100kNm的高强度砼杆作耐张杆或硬转角杆。由于城区线路多处于人行道上，表层为砼层，具有较好的抗倾覆能力，具体应根据土质进行抗倾覆验算，在保证允许使用弯矩的前提下，选择是否安装卡盘。这样处理后的杆子可免打拉线。

（2）对于单回转角45°或双回路转角20°以下时（以JKLYJ-10-240导线，安全系数K=6计算），根据转角大小可采用不同使用弯矩的自制角铁横担钢管杆。在工程使用中发现，厂方因考虑钢管杆横担的通用性，设计较保守，单根横担重量可达百余千克，甚至几百千克，在钢管杆总重中占有相当的比重，而钢管杆是按重量计价的，故像普通砼杆一样采用自制角铁横担可以降低相当的费用。同时自制横担因安装灵活，具有明显的优越性。

根据经验，为减少自制角铁横担规格，该种钢管杆统一采用φ230梢径为宜，拔梢率一般1/60，以全高13m杆子为例，最大允许使用弯矩可设计150kNm、200kNm、250kNm等多种，以供不同受力杆型需要。但因受梢径限制，最大允许使用弯矩不宜超过250kNm。这种杆子重量（不计地脚螺栓）约在1000～1500kg之间。

（3）基础是钢管杆不可缺少的部分，钢管杆与基础连接一般有插入式和法兰式两种，前者的特点是立杆灵活，容易控制横担与线路夹角，但不利于杆子重复利用；后者的特点是杆子可重复利用。当采用自制横担时，横担与线路的夹角控制也不再是问题。比较两者，更倾向于后者。因为使用寿命长是钢管杆的一个短期内不易发觉的优点，当若干年后，线路改道，砼杆纷纷拆除报废时，钢管杆只要未到使用年限，拆迁后可如新使用。

2.3环网化改造

根据中国电网的现状，像发达国家那样配电线路实现复线供电尚不现实，因而线路手拉手环网仍是提高供电可靠性的一种有效手段。在10kV城网线路中，环网开闭所以其操作灵活，供电可靠性高的特点，应用日益广泛。但是环网开闭所也有一定的使用局限性，一方面投资大，建一座开闭所动辄几十万元，另一方面需占用土地，虽然占地不大，但对寸土如金的城市来说，如非规划预先留地，是很难在建成区内找到合适位置的。以上两项特点使其在以老城区改造为主的城网改造中较难获得应用。对此，采用的做法是：

（1）所有线路均实现异电源手拉手环网。随着电网的发展，即使如我们所在的县级城市，也具备了三座35kV变电所、二座110kV变电所和一座热电厂的多电源供电。这为10kV配电线路实现异电源环网提供了基础保证。以我们的经验，线路实行手拉手环网，以一对一为佳，不宜多条线路混串，一方面不便管理，另一面易错拉错合引发事故。

（2）环网线路上分段安装柱上断路器，利用柱上断路器的速断、过流保护有选择地切除故障线路，减少停电范围。线路分段不宜过多，每条线路分3～4段为宜，否则除增大线路投资外，还影响断路器切除故障选择性。

（3）负荷热倒是环网线路提高供电可靠性的有效手段，为此环网线路配对时，应考虑线路单侧停电时，导线一拖二的带负荷能力。

2.4绝缘化改造

配电线路绝缘化改造主要有采用电缆和架空绝缘导线两种方式。

电缆线路因投资巨大，前几年即使城区电网中，也只是小范围使用。近年来，随着中国城市化进程的加快，城市建设向着高标准、高品位方向发展，城区“无杆化”呼声越来越高，架空线路电缆化已是大势所趋，但考虑到投资费用，电缆线路的使用应结合城市市政建设，按照总体规划、分步实施的原则，把城区等级较高地段，如繁华商业街道、高等级住宅小区、公共娱乐广场等场所按照重要性排序，分步、分批进行无杆化改造。

使用架空绝缘导线是近年来配电线路绝缘化改造中用得最为广泛的一种方式。架空绝缘导线的优点是不言而喻的，它通过覆盖于导线表面的XLPE绝缘层可减少线路接地、相间短路等故障，从而提高供电可靠性；在通道狭窄的城镇，在安全距离保证的前提下，它通过缩小线间距离使导线排列更紧凑，与建筑物靠得更近，从而使普通导线不能穿越地方，它能畅通无阻。

电缆和架空绝缘导线的推广使用，对线路支接设备、线路金具、安装工艺等，带来了新的技术问题，以下是我们在使用电缆及绝缘导线中的一些经验：

（1）电缆分支箱是电缆线路中搭接负荷的常用设备，电缆分支箱选型时，需尽量选用带SF6分支总断路器的设备。同时，为便于线路施工接地，要求断路器配备隔离开关与接地开关。

（2）为不使电缆分支箱体积过大，影响城市美观，分支线回数一般设计2~3回，至多4回，并根据负荷发展，应预留分支回路。

（3）架空绝缘导线分支与主线搭接，耐张杆引流搭接可使用JJC型穿刺绝缘并沟线夹，避免了普通并沟线夹使用时剥皮带来的绝缘层损坏。

（4）为解决架空绝缘导线线路检修时挂接地线困难的问题，可在线路的适当位置安装JYD型穿刺接地线夹。该线夹的特点如上JJC型并沟线夹，安装时无需剥皮破坏绝缘层，而能保证接地线的正常悬挂。

（5）架空绝缘导线接头，在导线搭接处剥皮后用JT型或JBY型接续，然后套上热缩绝缘层和XLPE绝缘层。如此处理的绝缘导线保证了绝缘层的完整性。

（6）柱上电气设备如断路器、变压器、熔丝等与绝缘导线连接处，可采用专用绝缘罩绝缘。

2.5可持续化发展

因条件限制，县城电网改造中许多方面不可能做到一步到位，如线路电缆化、环网化、绝缘化改造，应根据县城电网总体规划，按照分步实施的原则，尽量避免重复建设和“短命工程”。为此，我们的做法是：

（1）线路设计时，根据远期规划设计杆型和档距。例如线路近期虽单回路，远期需多回路架设，则按多回路选择杆子强度和安排档距，以免将来回路增加时杆子推倒重来，造成重复建设。

（2）电缆沟砌筑或排管敷设时，根据远期规划预留电缆管线，避免重复剖路。

（3）向规划部门提供电网发展规划，要求在城市总体规划中预留高压走廊及开闭所、变电所场地。

（4）加强与城市规划部门联系，避免在规划变动区、未定区内新建线路。

3结束语

城网改造的最终目的是建立一个运行安全、调度灵活、结构合理的供电网络。除此之外，结合城市整体规划，从电力基础设施建设中，体现并提升城市的格调与品位，是一个不容忽视的问题。为此，应积极采用新技术、新设备、新工艺，使电力最终为城市的建设与发展服务。