公用配电线路的规划建设
2014-12-25程法民解玖霞张瑞春
程法民 解玖霞 张瑞春
(1.国网东营供电公司,山东 东营257000;2.东营职业学院,山东 东营257000)
配电线路的建设,必须符合国家的技术经济政策,符合发展规划,并积极慎重地采用新技术新材料新设备新工艺和新结构,做到为国民经济、用电客户提供充足、可靠的清洁能源。在具体设计时采用极限状态设计法,保证线路的抗灾害能力。
1 配电线路结线方式
配电线路的结线方式是指由电源端(变、配电站)向负荷端(电能客户或用电设备)输送电能时采用的网络形式。 结线方式的选择要做到供电安全可靠,操作方便,运行灵活、经济和有利发展。 结线方式分为放射式、树干式、环式等三种形式。
1.1 放射式
放射式分为单回路放射式线路、双回路放射式结线、带公共备用线的放射式结线(见图1)。 为了提高公用配电线路的可靠性、经济性,选用带公共备用线的放射式结线最为适宜。
图1 带公共备用线的放射式结线
1.2 树干式
树干式分为单回路树干式网络结构、双回路树干式结线。 公用配电线路多采用双回路树干式结线。 采用双回路干线,可以满足高可靠性的要求,线路互为备用,实现电源和线路的两种备用。双回路树干式结线一般有两端电源的单树干式(见图2)和双树干式两种方式(见图3)。 两端电源的单树干式电源来自两个不同变电站,如果来源于同一变电站,则具有了环式结构。 双树干式电源来自同一变电站的两段母线。
图2 两端电源的单树干式结线
1.3 环式
虽然环形结线(见图4)是树干式结线的改进,但由于闭环运行时继电保护整定较复杂,同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网,因此大多数环形线路采用“开环”运行方式,即环形线路中有一处开关是断开的,在实际运行中具有双回路树干式结线的特点。
综合考虑,在配电线路设计时,宜选择带公共备用线的放射式结线方式或双回路树干式结线方式。
图3 双树干式结线
图4 环形结线
2 配电线路路径选择
在配电线路路径选择前,要先取得城市和市政设施布置的现状与规划资料,做到路径选择与城市总体规划有机结合,走廊位置与各种管线和其他市政设施统一安排。 这样经过认真进行调查研究,综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素,统筹兼顾,全面安排,进行多方案的比较,做到经济合理、安全适用。
注意减少与其他设施交叉。 当与其他架空线路交叉时,其交叉点不应选在被跨越线路的杆塔顶上,交叉角要符合有关的要求。 跨越一级架空弱电线路的交叉角应大于45°,跨越二级架空弱电线路的交叉角应大于30°。
注意避让储存易燃、易爆物的仓库区域,避让房屋、洼地、冲刷地带、不良地质地区、原始森林区以及影响线路安全运行的其他地区。提前考虑林区中电力通道的建设与维护。
35kV 线路耐张段的长度不宜大于5km;10kV 线路耐张段的长度不宜大于2km。
电力通道与交通道路一般并肩而行,易于施工和检修维护,在路径选择时,要考虑恶劣天气时,线路抢修的可行性。
3 配电线路导线和电缆截面选择
公用配电线路要提高电能质量,必须事先分析电压损失。 电压损失与线路阻抗和无功损耗有关,无功损耗可以通过无功补偿进行弥补,所以线路阻抗问题应作为设计建设期的重要内容,进行分析,确定线路导线和电缆截面。如果导线和电缆截面设计失误,会造成难以弥补的损失。 导线和电缆截面的选择依据来源于负荷预测,负荷预测数据确定后,可以测算出电压损失,在保证电压损失在规定范围内的情况下,合理确定导线和电缆的截面积。
负荷愈大,电流就愈大,电流通过线路时的电压损失愈大,则用电设备端子上的电压偏移就愈大,当电压偏移超过允许值时将严重影响电气设备的正常运行。按规范要求,线路的电压损失不宜超过规定值,如高压配电线路的电压损失,一般不超过线路额定电压的5%;从变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压配电线路的电压损失,一般也不超过用电设备额定电压的5%(以满足用电设备要求为准); 对视觉要求较高的照明电路, 则为2%~3%。 如果线路电压损失超过了允许值,就应适当加大导线截面,使之小于允许电压损失。
由于电压损的计算非常复杂,在设计初期无法确定各负荷点的具体位置,可以将调研负荷集中于线路的终点,按集中负荷来计算。在线路建成后,应将各现有负荷的具体位置进行整理,在有新增负荷申请时,测算新增负荷对现有客户电压损失的影响,做为进行能否接入系统判断的重要依据。
3.1 设计阶段电压损失的计算
由于配电线路一般在15 千米以内,不考虑电导和电纳。可假设预测负荷集中在线路未端。 功率因数选择略低,按0.8 进行测算,得tanφ为.75,则Q=Ptanφ=0.75P,可假设电阻R 与电抗X 相等,这样简化公式为:线路长度为l。 10 千伏线路△U%取5%,则推算出电阻率R0=2860/(P×l),35 千伏线路△U%取3%,则推算出电阻率R0=21000/(P×l),经查表基本确定线路型号。
3.2 运行阶段电压损失的计算
电压损失一般通过以下公式进行计算。
4 结论
公用配电线路的规划建设首先要选择合适的结线方式,根据地方规划选择合适的线路走径,根据负荷调研情况和线路长度,选择合适的线路截面,保证满足社会经济发展需要。
[1]GB 50061-97 66KV 及以下架空电力线路设计规范[S].
[2]刘介才.实用供配电技术手册[Z].
[3]供配电工程之工厂电力线路[D].山东农业大学电气工程系.