縣城電網改造中若干問題的探討

摘要：該文根據縣城電網的特點，引出城網配電線路改造中存在的線徑選取，負荷劃塊、電桿選型、環網化和絕緣化等一系列技術問題，根據自己實際工作中的具體做法，結合城網規劃導則，提出了一套切實可行的解決辦法。

關鍵詞：縣城電網；電網改遣；環網

隨著縣城電網改造的逐步深入，由于縣城電網本身固有的特點，在電網規劃、設計與施工中，遇到了許多農網改造中不曾出現過的問題，針對尚志市電業局在10kV縣城配電網改造中遇到的一些問題，以及相應設計經驗，現提出與讀者探討交流。

1 縣城電網特點

相對農村電網，縣城電網具有以下特點：

(1)負荷密度高。城市人口稠密，廠礦企業集中，必然構成了高密度的用電負荷。這要求配電線路導線選取時考慮較大的線徑。

(2)線路走廊緊張。人行道、綠化帶一般是線路的主要通道，但因寬度有限，勢必要求同桿多回路架線，同時拉線也是一個不容忽視的問題。

(3)供電可靠性要求高。城市一、二類負荷集中，停電將造成較大的社會影響和經濟損失，故要求較高的供電可靠性。

(4)絕緣化率要求高。根據城市發展趨勢，架空電力線路入地電纜化是大勢所趨，電纜化率將是表征一個城市品位檔次的主要指標。

(5)安全性要求高。因城市空間利用率高，電力線路與建筑物、活動場所距離相對較近，誤碰誤觸可能性大，因此設計時要充分考慮安全度。

因上述特點，使縣城電網的規劃、設計相對具有一定的特殊性。

2 問題及解決辦法

縣城電網改造是一個系統的大工程，從線路規劃、測量定位、設計出圖到工程施工，接觸面廣，涉及工程環節多，這里主要針對上述城網特點引出的一些問題，加以探討。

2.1 線徑選擇及負荷劃塊

導線線徑小，負荷卡脖子，這是城網線路普遍存在的問題。以我們所在縣城為例，10kV配電線路多建于20世紀70-80年代，LGJ-50、GJ－70的主導線一直沿用至今，而正是這樣的導線，去年迎峰度夏時，負荷電流曾達到250A以上。因而增大導線線徑，是城網線路改造迫切而重要的一個內容。筆者以為，10kV配電線路線徑選擇，不宜盲目求大，應通過以下途徑確定：

(1)重新規劃供電區域，使線路的供電范圍向區域化、小塊化方向發展。因中國電網自建成以來，不曾有過上規模的改造，長期積累形成的負荷劃塊不清、電網結構不合理現象普遍存在，嚴重影響線路運行和維護。所以首先應通過負荷劃塊，確定新供電區域內的最大用電負荷。負荷可按城區道路為界進行劃塊，這樣劃分的負荷界線明確，同時也可防止用戶私拉亂接。線路最大用電負荷可通過以下公式估算確定：

Pmax=K1 K2 Pt

式中K1——負荷同時率系數；

K2—配變負荷率系數；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和(kVA)。

據測算，對于居民負荷，系數K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應結合當地實際情況確定，該系數隨負荷性質和配變容載比配置情況而異，一般民用電負荷取下限值，工業用電負荷取上限值。

(2)根據線路當前最大負荷Pmax，可用增長率法進行15～20年負荷預測，算出遠期線路最大負荷。

(3)以15～20年后線路最大負荷電流不超過導線經濟運行電流為原則，確定導線線徑。

根據經驗，城網10kV配電線路導線選取以主線采用LGJ-185～240，分支線以LGJ-120～150為宜，以LGJ-240導線為例，按每平方毫米經濟電流密度1.2 A計算線路遠期可供經濟負荷達5MVA以上。如鄰線故障，考慮手拉手負荷轉移，這時線路短時按導線的最大允許載流量運行，可帶負荷達1MVA以上。

2.2 無拉線桿型

拉線帶來的負面影響是顯而易見的，從城市發展來看，取消拉線勢在必行。對此，采用不打拉線的鋼管桿或窄基鐵塔，是目前城市電網中較常見的做法。如何降低無拉線耐張桿工程造價上作了探索，經驗如下：

(1)對于線路轉角在5°以下時，根據導線張力，采用允許使用彎矩為75kNm或100kNm的高強度砼桿作耐張桿或硬轉角桿。由于城區線路多處于人行道上，表層為砼層，具有較好的抗傾覆能力，具體應根據土質進行抗傾覆驗算，在保證允許使用彎矩的前提下，選擇是否安裝卡盤。這樣處理后的桿子可免打拉線。

(2)對于單回轉角45°或雙回路轉角20°以下時(以JKLYJ-10-240導線，安全系數K=6計算)，根據轉角大小可采用不同使用彎矩的自制角鐵橫擔鋼管桿。在工程使用中發現，廠方因考慮鋼管桿橫擔的通用性，設計較保守，單根橫擔重量可達百余千克，甚至幾百千克，在鋼管桿總重中占有相當的比重，而鋼管桿是按重量計價的，故像普通砼桿一樣采用自制角鐵橫擔可以降低相當的費用。同時自制橫擔因安裝靈活，具有明顯的優越性。

根據經驗，為減少自制角鐵橫擔規格，該種鋼管桿統一采用φ230梢徑為宜，拔梢率一般1/60，以全高13m桿子為例，最大允許使用彎矩可設計150kNm、200 kNm、250kNm等多種，以供不同受力桿型需要。但醫受梢徑限制，最大允許使用彎矩不宜超過250kNm。這種桿子重量(不計地腳螺栓)約在1000～1500kg之間。

(3)基礎是鋼管桿不可缺少的部分，鋼管桿與基礎連接一般有插入式和法蘭式兩種，前者的特點是立桿靈活，容易控制橫擔與線路夾角，但不利于桿子重復利用；后者的特點是桿子可重復利用。當采用自制橫擔時，橫擔與線路的夾角控制也不再是問題。比較兩者，更傾向于后者。因為使用壽命長是鋼管桿的一個短期內不易發覺的優點，當若干年后，線路改道，砼桿紛紛拆除報廢時，鋼管桿只要未到使用年限，拆遷后可如新使用。

2.3 環網化改造

根據中國電網的現狀，像發達國家那樣配電線路實現復線供電尚不現實，因而線路手拉手環網仍是提高供電可靠性的一種有效手段。在lO kV城網線路中，環網開閉所以其操作靈活，供電可靠性高的特點，應用日益廣泛。但是環網開閉所也有一定的使用局限性，一方面投資大，建一座開閉所動輒幾十萬元，另一方面需占用土地，雖然占地不大，但對寸土如金的城市來說，如非規劃預先留地，是很難在建成區內找到合適位置的。以上兩項特點使其在以老城區改造為主的城網改造中較難獲得應用。對此，采用的做法是：

(1)所有線路均實現異電源手拉手環網。 隨著電網的發展，即使如我們所在的縣級城市，也具備了多電源供電。這為10kV配電線路實現異電源環網提供了基礎保證。以我們的經驗，線路實行手拉手環網，以一對一為佳，不宜多條線路混串，一方面不便管理，另一面易錯拉錯合引發事故。

(2)環網線路上分段安裝柱上斷路器，利用柱上斷路器的速斷、過流保護有選擇地切除故障線路，減少停電范圍。線路分段不宜過多，每條線路分3 4段為宜，否則除增大線路投資外，還影響斷路器切除故障選擇性。

(3)負荷熱倒是環網線路提高供電可靠性的有效手段，為此環網線路配對時，應考慮線路單側停電時，導線一拖二的帶負荷能力。

2.5 可持續化發展

(1)線路設計時，根據遠期規劃設計桿型和檔距。例如線路近期雖單回路，遠期需多回路架設，則按多回路選擇桿子強度和安排檔距，以免將來回路增加時桿子推倒重來，造成重復建設。

(2)電纜溝砌筑或排管敷設時，根據遠期規劃預留電纜管線，避免重復剖路。

(3)向規劃部門提供電網發展規劃，要求在城市總體規劃中預留高壓走廊及開閉所、變電所場地。

(4)加強與城市規劃部門聯系，避免在規劃變動區、未定區內新建線路。

3、結束語

城網改造的最終目的是建立一個運行安全、調度靈活、結構合理的供電網絡。除此之外，結合城市整體規劃，從電力基礎設施建設中，體現并提升城市的格調與品位，是一個不容忽視的問題。為此，應積極采用新技術、新設備、新工藝，使電力最終為城市的發展服務。