馮萬英
(鎮巴縣供電分公司,陜西 漢中723600)
發電廠、變電站、輸電線路、配電線路和負荷構成了完整的電力系統。其中配電線路是將電力輸送到用戶手中的最后一個環節。由于電力的生產、供應和銷售是同步進行的,這就要求提高配電線路的質量,保證整個電力系統的安全可靠運行,同時保障供電企業的效益得到實現。
配電線路的設計是電力傳輸實施的前提和保障。設計質量的優劣直接關系到電力線路工程建設的經濟效益、環境效益和社會效益。近年來,在配網工程建設和改造中,10 k V配電線路大多數運用在農村地區,采用架空線或者是以架空線為主的混合結構形式,一般為放射性的供電方式。
配電線路的設計受到很多因素的影響,在進行設計的過程中每一個步驟都必須要確切地落實到位。
①在接受任務之后,對線路起點、終點和導線截面進行明確。② 掌握沿途地形,在地形圖上初步選定路徑方案,并進行現場的勘測,繪制出路徑圖。③根據實際情況,如氣象、導線截面、轉角、檔距和現場地質地形等,選擇桿塔的型式。④根據設計列出所需設備材料的清單,套用現行的定額、計費程序編制工程預算。⑤對各個方案進行技術經濟的對比,確定最佳方案。并對其進行整理完善,形成全套設計資料。
(1)在選擇裸導體和電器的時候,環境溫度要符合要求,即最熱月的平均最高溫度為最熱月日最高溫度的月平均值,要取多年的平均值。在選擇屋內裸導體和其他電器的時候,如果該處沒有通風設計的資料,最高溫的設定要在最熱月的平均最高溫的基礎上加5℃。當溫度低于儀表電器的最低允許溫度時,要加強保溫措施,防止冰雪事故的發生。另外隔離開關設置的破冰厚度要大于最大的覆冰厚度。
(2)在選擇導體和電器的相對濕度時,采用當地濕度最高月份的平均相對濕度。根據不同的地區選擇不同的類型。在濕熱地區要采用濕熱帶型電器產品,在亞濕熱帶地區可采用普通電器產品,實際運用中要根據當地運行經驗采取防護措施。
(3)配電裝置的抗震設計要符合現行的國家標準,即《電力設施抗震設計規范》的規定。
(4)在設計配電裝置耐受的最大風速時,采用離地10 m高,30年一遇的10 min平均最大風速。在這個最大風速超過35 m/s的地區進行配置的時候,屋外的配置要采取降低電氣設備的安裝高度、加強設備與基礎之間的固定等措施。
(5)配電裝置設置在居民區和工業區內,其噪聲要控制在一定范圍之內,符合國家現行標準《工業企業噪聲控制設計范圍》《城市區域環境噪聲標準》的規定和要求。
(6)在海拔高度超過1 k m的地區,配電裝置要選擇適合高海拔地區的電器產品,外部絕緣的沖擊和工頻實驗電壓要符合現行的國家標準的相關規定。
(1)配電裝置的絕緣水平要符合《電力裝置的過電壓保護設計規范》。
(2)所選用的電器承受的最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓,設計需用的導體和電器長期允許的電流不能小于該回路的最大持續工作電流,另外,導體和電器應考慮日照對其載流量的影響。
(3)在對導體和電器的動穩定、熱穩定及電器開斷電流采用短路電流驗算時,要按照設計規劃進行計算,并考慮到電力系統的長遠發展規劃。計算時可按三相短路進行驗算。在驗算導體短路熱效應時采取主保護時間加相應斷路器全分閘時間。
(4)當用熔斷器保護電壓互感器回路時,可不驗算動穩定和熱穩定。用高壓限流熔斷器保護的導體和電器,可根據限流熔斷器的特性驗算其動穩定和熱穩定。
(5)裸導體的正常最高工作溫度不大于+70℃,在計及日照影響時,鋼芯鋁線及管形導體不宜大于+80℃。當裸導體接觸面處有鍍(搪)錫的可靠覆蓋層時,其最高工作溫度可提高到+85℃。
(6)在正常運行或者短路時,電器引線的最大作用力應小于電器端子允許的荷載。屋外配電裝置的導體、套管、絕緣子和金具等,要根據當地氣象條件和不同受力狀態進行力學計算。
送電線路設計的好壞,取決于路徑選擇。它反映在技術上、經濟上是否合理,同時對以后運行維護、搶修是否方便。因此,選擇一條線路路徑,必須到當地調查研究及現場勘察,現場人員必須有設計人員、測量人員、技經人員、當地政府及其他有關人員參加(不過大多時候技經人員工作量多都沒辦法到現場,而是由設計人員在現場收集提供參數進行編制預算),以便碰到問題及時在圖紙上修改。盡量做到線路路徑比較合理,減少施工糾紛,有利于線路可行施工。
進行線路定位的原則如下:①應少占農田,首選方便施工、運行維護條件便利地段,路徑短,曲折系數小,做到經濟、安全、合理。② 選擇路徑要避開不良地質、地形及石場、油庫、機場、軍用倉庫、風水(墳)等。③出線段采用十二、十六、二十四線電纜溝,減少重復施工操作。④光纜隨10 k V架空線路走,光纜配備一般1~2 k m為宜,太長不便于施工和維修,太短的話接頭就多,信號的衰減大,信號不好。⑤路徑經過的地形高度差盡量要小,檔距在50~60 m左右。桿塔盡量使導線、地線弧垂均勻平滑,使桿塔的受力均勻,才不會受到不平衡張力而發生鐵塔扭轉。⑥在有大跨越的線路時,其方案要結合大跨越的情況和技術指標比較,并考慮30年洪水位影響。⑦如有直線轉角(5°以下)應設計成直線轉角桿塔。
2.4.1 總的線路
總的線路編制由設計依據、線路走徑和工程概況三部分組成。線路的設計依據從設計的基本原則出發,要符合當地的實際情況,并按照相關文件的規定和設計的線路嚴格執行。列出工程設計各方面資質,包括任務書,簽訂的設計合同,審批文件和審批編號等。路徑的設計方案要從路徑的長度上進行選擇,從交通條件、地形地勢、水文地質、氣象條件以及礦物森林資源等各個方面說明該路徑方案的優勢,通過分析計算比較,找出最佳的線路走徑方案。工程概況包括設計線路的方方面面,通過工程概況可以了解整個工程的運行狀況。
2.4.2 線路機電部分
線路機電部分包括了氣象、導線架設技術、絕緣子串、金具組裝和導線防震等內容。將線路調整在所有可能發生的惡劣氣象環境下,也可以安全正常的運行。架設線路導線的最大使用應力,材質結構等要達到電力輸送的要求,提高防震措施。
2.4.3 塔桿和基礎
10 k V線路桿塔型式有:直線桿塔、耐張桿塔、轉角桿塔、終端桿塔四種桿塔型式。選擇塔型和桿塔高度,應經濟、運行維護方便。耐張塔盡可能使用較低的桿塔,受力好。除跨越線路外,盡量使懸掛點高度適中為宜,保持排桿定位導線、地線平滑,受力均勻合理。
近年來,原有的電力架空路線逐漸被電纜替代,城市無桿化將成為城建工作的重要組成部分。配送路線從空中轉入地下,這將使得10 k V的電路配送施工量越來越大,工程難度也越來越高。
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