电网改造中电力电缆应用及问题

2024-05-20武汉第二电线电缆有限公司

电力设备管理 2024年5期

武汉第二电线电缆有限公司金飞

1 电网改造原则

提高中低配电网的可靠性和经济性，保证能源质量，遵循规划协调、因地制宜的原则，提高供电能力，消除电网安全问题，提高电网灵活性，改善电能质量，改用分布式电源，接入电动汽车充换电等。改造要与创新拓展相协调，采用可靠的新技术、新设备、新装备、新理念，注重与环境的合作[1]。

2 电网改造要求及措施

第一，仔细考虑A+、A、B、C、D、E 等不同电气设备的负载特性和可靠性，材料和设备的选择应安全可靠、经济实用、节能环保、适当的生命周期方法；第二，提高配电网的供电范围和能力，主要处理和解决中低压配电线路半径过长问题及变压器的过载和重载保护问题；第三，从整个电力工程出发，认真考虑电力设备的可靠性、必要的准备计划，设备更换、拆除效率高、运行规范，消除隐患，提高电网安全水平；第四，对系统进行改造，收集网络数据，使用电源以满足供电用电、电动汽车充换电站、电子设备等不同设备的需要。

2.1 电力设备的可靠性提升措施

第一，提升和改进配电网络的结构形式，适当减少线路的平均长度，增加必要的连接长度（线路段），从而提高配电线路的灵活性，当使用两条或多条电源线时，应采用不同的电源线安装（长）方向或方式；第二，选择可靠、成熟实用、较少（免费）的清洁设备，并逐步淘汰陈旧设备；第三，改善城市电缆；第四，改善线路向不间断工作过渡；第五，促进能源连续自动化分配和线路故障安装设备及用户故障自动隔离设备自动隔离，架空电缆和架空电缆混装回线[2]。

2.2 提高能源效率的措施

第一，为提高用电质量，可根据需要采取缩小中低配电线路用电半径、改进线路管理用电、电力电子控制等措施。第二，安装足够的电力以平衡当地的无功功率。根据需要，电费的补偿和结算应联合建立。第三，可能有较大冲击负荷、波动负荷和分布式电源时，应安装良好的电气设备监控。第四，对中压单相负荷和低压单相负荷统一接线，三相线路小型单相分布式发电机组统一接线，三相配电变压器用Dyn11接线组代替Yyn0接线组差，减少电网电压暂降的影响。

3 配电网网架改造

第一，A+、A、B、C 类供电地区的中压架空线路必须采用多节中间接法； D 类供电区域，可多段单线布线，有条件时可采用多段式电气连接。分段式、中间连接式或多段式、单（端）式电气连接方式，多段式、单火式电气块可用于E 类电源。图1为A+、A、B、C 中压架空线路接法。

图1 A+、A、B、C 中压架空线路接法

A+、A 型供电中的中压电缆必须接两环型，B、C 电站必须两供一备，一是根据要求和容量，可将A+类和A 类电气设备的两层中压电缆逐步组成两个环块或在不同站（或我方设备和一个备用）块之间连接广播，以提高设备使用；二是电缆单环、消防设备经许可后，可将同一站内不同母线的电能转移到不同地方。当没有创建单个环时，可以用现有的电线暂时保留。线路、电气设备的容量和电气设备的可靠性不应降低为标准和高效，以方便运行、维护和管理。

第三，电力电缆和馈线的负荷应平衡，使中压馈线（包括电力线）与不同方向（不同电气设备）的其他线路平衡，图2为中压配电网中性点接地方式改造。

图2 中压配电网中性点接地方式改造

一是当接地故障点单相电流≤10A 时，配电网中性点可不接地；二是当接地故障电流为10～150A时，中性点应采用消弧线圈接地法；三是采用低电阻中性点接地方式（故障电流＞150A 时），符合GB 50064的要求；四是采用中性点消弧线圈接地方式。跟踪器必须使长期电压变化平均不超过系统标称电平电压的15%。相接地选线系统必须经认可，才能满足故障电阻低于1000Ω 时的选线可靠性要求。首先单相接地故障试验大于150A 且无中性点时电阻较小的中性点接地改造方案变电站本身及周边变电站通过消弧线圈从中性点接地，采用配电网分散缴费方式。点采用低电阻接地，应采取以下措施，即中性点接地电阻值的选择还应保证跨步电压和接触电压符合GB 50065的要求，同时作为零－间歇保护有满意水平；其次提高架空额定电压，减少单相接地故障次数；再次改进线路分段和连接，提高分离和输送能力；最后当配电变压器接地保护采用等电位连接系统（包括建筑物的施工）时，接地连接线可与地面工作共用，否则必须与地面工作装置连接，距离由计算确定，变电站内10kV 母线的短路水平不应超过表1中的数值。

表1 变电站内10kV 母线的短路水平

4 配电网改造降损措施

第一，A+、A、B、C 电站、狭窄道路和高污染区宜采用电力线头。使用铜芯交联聚乙烯绝缘线，且必须是防水线；狭窄的走道应采用铝合金或者钢芯铝绞线，且绞线应绝缘。

第二，空旷处的线路容易造成短路，应采用铝绞线，线路宽度较大时，应采用强度适中的铝合金或钢芯铝绞线，在高山、河流、湖泊、海滩和有毒化学品等地方的大型线路可以使用铝锌合金涂层钢芯铝绞线。

第三，架空线号的选择应考虑厂家型号，A+、A、B、C、D 类干线段（如联络线和规划干线）面积应为120mm²～240mm²，支线截面不应小于70mm²，对于E 类供电范围内架空主线的截面积应≥95mm²，架空支线的截面积≥50mm²。

第四，电力线路的施工和改造，建议采用架设圈。要考虑选择方式，线路和接触开关的安装，导体架设的安装（距离线路、跨臂层、拉力的距离、长短）、材料的选择、工艺等因素，同时也要着重提升带电作业技术，确保在不间断作业的前提下进行电力线路的施工和改造。

第五，A+、A、B、C 类架空线路的圆石杆长度宜为12m 或者15m，必须使用D 类电源。

第六，电力线路的绝缘处理。大部分地区电力线路间的特殊距离不应小于GB 50061中要求的d 级污染。当采用直杆时，宜利用柱式的绝缘子为105kV，当变压器受到雷电冲击时，其耐受电压不得小于95kV，电源线的绝缘应高于电器。如有特殊要求，小横担可采用瓷横担绝缘子[3]。

第七，架空线路的铝合金线夹宜采用节能型，导线承力接续宜采用对接液压型接续管，对于导线不承受外力部位的导线之间连接应利用的接续线夹为液压型且线夹应连接可靠，当导线与设备连接时，其接线端子应采用液压型。

第八，架空绝缘线路除接地环裸露部位外，宜对柱上变压器、柱上开关、避雷器和电缆终端的接线端子、导线线夹等进行绝缘封闭，导体接续采用阻燃绝缘卷材或阻燃绝缘罩包封，跳线接续包封的绝缘罩内应填充绝缘材料。

第九，电缆截面选择。站内馈入中压变电站的主干线线径不宜小于铜芯300mm²，截面为二回路、双注、两供、一架（或三用一架），单环线供电不应小于240mm²铜管子，在关心动热稳定性的条件下，也可采用相同载流量的铝芯电缆，但铝芯电缆不得用于主电源和安全性较高的公共场所使用的产品，必须符合GB 50217的要求，其他特种电缆的截面必须满足载流能力和热稳定性。

5 电网改造中中低压电力电缆应用

5.1 中压电力电缆

第一，当A+、A 类10kV 的站外供电电力数量达不到或者线路入户的条件不受约束时，可设计中压开关进行中压切换，中压切换应采用供电双回路且应在中心负荷中心区设置，为不同方向变电所首选，也可取自同一变电所不同母线。

第二，接线中压变电所宜简单化：电缆进线，6～12电缆出线，1个出线带保护断路器，10kV 变电站的电容量配置应≤20MVA。变电站应按配电要求设计，并留有安装空间。

第三，中压架空绝缘线路应采取外接设备或输出钳位绝缘子等措施，防止电击穿至中压。架空电力线放心绝缘或距离变电站馈线1km 或2km 以内，建议从杆外安装不同线路。雷区和以上区域的大跨度必须受到保护，免受外来者之间的差异，具有显著负载或具有高供电连续性的负载的架空裸导线必须由外部不同的避雷器保护。

第四，中压架空在开放的线路，电气设备地下线路保护、雷区开阔地区变电站1km 或2km 范围内的中压架空及易受雷电的线路可以安装，以防止地下电力线受损，当线路为绝缘线或承载较大负荷时，宜同时采取架空地线等差保护[4]。

5.2 低压电力电缆

供电区域为A+、A、B、C 类架空低压的必须绝缘，人口稠密地区和有重要树木的地方可采用绝缘导线，D 类电源接线应采用铝芯交联聚乙烯耐候型绝缘电线，沿海地区和有毒化学物质的地区则不可以采用铜芯交联聚乙烯耐候型绝缘电线。A+、A、B、C 电力中铝芯导体主线截面不应小于120mm²，支线截面≥70mm²。线路架设可分为以下几种情况。当利用集束式时，则其容量要相等（三相），同一杆上可架设两条或多条由同一变压器提供的小功率线路。当转换为三相四线供电时，应采用相同的零线截面和相线截面。在潮湿、化学或浸水环境中运行的电缆应使用聚乙烯基护套，有防蚁铠装的地方必须使用防蚁护套。电缆在建筑物内布放及集中布放时，必须采用阻燃电缆（C 级及以上），重要场所及供电建筑内供电应一次布放到位采用铜芯电缆，铜芯电缆主干线截面应≥240mm²，电缆通过马路时应使用高阻值的保护管进行保护，低压电线杆应采用室外接线端子，电缆飞线处应安装腿部手套隔离电缆，或防风雨，绝缘胶带应耐损伤和耐气候，以保护试管、防水、防晒老化。