县城电网改造中若干问题的探讨

(包头市九原电力有限责任公司，内蒙古，包头 014060)
摘 要：文章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，并根据自 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
中图分类号：TM711  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)15—0121—02

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10 kV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：
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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，10 kV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250 A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，10 kV配电线路线径选择，不宜盲目求大，应通过以下途 径确定：
2.1.1 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；
P_t——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K1、K2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。
2.1.2 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。
2.1.3 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10 kV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1.2 A计算线路远期可供经济负荷达 5 MVA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1 MVA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：
2.2.1 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75 kNm或100  kNm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。
2.2.2 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kg，甚至几百kg，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1/6 0，以全高13m杆子为例，最大允许使用弯矩可设计150 kNm、200 kNm、250 kNm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250 kNm。这种杆子重 量（不计地脚螺栓）约在1 000～1 500kg之间。
2.2.3 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10 kV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：
2.3.1 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35 kV变电所、二座110 kV变电所和一座热电厂的多电源供电。这为10 kV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。
2.3.2 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。
2.3.3 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：
2.4.1 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。 
2.4.2 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。
2.4.3 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。
2.4.4 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J YD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。
2.4.5 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。
2.4.6 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：
2.5.1 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。
2.5.2 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。
2.5.3 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。
2.5.4 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 。

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