10千伏朝陽線線路改造及電容補(bǔ)償后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行探究

摘要：對(duì)原有電網(wǎng)路徑進(jìn)行改造、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理選擇導(dǎo)線截面，并對(duì)改造后的新線路加裝線路中間電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，以提高線路末端電壓質(zhì)量，通過采取技術(shù)措施來達(dá)到降低電網(wǎng)損耗的目的，最終達(dá)到線路經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：朝陽線；線路改造；電容補(bǔ)償；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

一、建設(shè)目的

10千伏朝陽線是66千伏黃花甸變電站供電區(qū)域和負(fù)荷較大的配電線路，擔(dān)負(fù)著朝陽鄉(xiāng)荒地村、后地村、包家村、嶺后村、朝陽村等村民組共計(jì)1830多戶居民生活用電和岫巖朝陽理石礦加工園區(qū)的用電。目前10千伏朝陽線最大負(fù)荷為2100kW，預(yù)計(jì)5-10年新增符合1200kW，由于朝陽線供電半徑較長(zhǎng)，建設(shè)年代久遠(yuǎn)，桿基裂紋嚴(yán)重，導(dǎo)線線徑小（一二期網(wǎng)改沒有改造）末端電壓低，已不能滿足該地區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)的需要。

改造10千伏朝陽線對(duì)減少線損，提高供電質(zhì)量，保證高危企業(yè)可靠供電和滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求，是十分必要的。原10千伏朝陽線導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-35，已滿足不了現(xiàn)有負(fù)荷和今后農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。現(xiàn)有配電變壓器201臺(tái)，總?cè)萘?3640kVA。綜合臺(tái)區(qū)52個(gè)1810kVA，現(xiàn)有線路干線21.4公里，導(dǎo)線為鋁鋼絞70平方導(dǎo)線，200kVA以上變壓器7臺(tái)，年售電量650萬千瓦時(shí)，因末端電壓低，損失率達(dá)11%。當(dāng)線路改造后線路總長(zhǎng)為16.697千米，干線均為鋁鋼絞185平方導(dǎo)線。年售電量預(yù)計(jì)達(dá)1500萬千瓦時(shí)，損失率可降到5%左右，并且可增加負(fù)荷3000千伏安，總?cè)萘窟_(dá)到12700kVA，不包括暫停和臨時(shí)用電戶。

二、建設(shè)規(guī)模和設(shè)計(jì)依據(jù)

1.建設(shè)規(guī)模

10千伏朝陽線線路起點(diǎn)為66千伏黃花甸變電站10千伏母構(gòu)至朝陽鄉(xiāng)嶺后村民組，即10千伏朝陽線終點(diǎn)269#。線路額定電壓為10千伏，線路輸送容量：經(jīng)濟(jì)輸送3.2兆伏安，最大允許輸送容量為9.6兆伏安；導(dǎo)線規(guī)格選擇LGJ-185/25鋼芯鋁絞線，線路單回長(zhǎng)度16千米。

2.設(shè)計(jì)依據(jù)

本設(shè)計(jì)依據(jù)遼寧省電力有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QGDW22-1001-2008《遼寧電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則》、中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SDJ2006-87《架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50061-97《66KV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范》而設(shè)計(jì)。并總結(jié)2008年中國(guó)南方電網(wǎng)冰雪災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)，線路檔距不大于60米，平均檔距在60米，水泥桿全部采用B23稍徑，金具橫擔(dān)全部采用∠90×8×1500和1880，絕緣子全部采用PQ-20針式和XWP7懸式絕緣。在路徑選擇上，遵照少占農(nóng)田，便于施工，利于運(yùn)行，縮短供電半徑，降低損失的原則。

三、工程概況

本工程由黃花甸變電所10千伏出口母構(gòu)開始至朝陽線269號(hào)止，全長(zhǎng)16.697千米，共33個(gè)耐張段，架設(shè)LGJ-185導(dǎo)線14.299千米，更換LGJ-95導(dǎo)線2.398千米。預(yù)算投資273萬元。其中在原朝陽線路徑改造為：11.54千米，即1號(hào)至51號(hào)2.814千米，84號(hào)至118號(hào)1.847千米，164號(hào)至230號(hào)4.481千米，240號(hào)至269號(hào)2.398千米。新改造路徑為：5.157千米，即51號(hào)至84號(hào)1.934千米，118號(hào)至164號(hào)2.769千米，231號(hào)至240號(hào)0.454千米。需要改造原有分歧桿20基（需更換分歧橫擔(dān)及拉線22處），改造原有變壓器臺(tái)30處（需更換高壓引下線）。組立各類電桿246基，其中：2310米32基，2312米184基，2315米29基，13米1基。

耐張桿：33基（JN），直線單橫擔(dān)Z1：138基，直線雙橫擔(dān)Z2：92基，直線H桿懸錘：5基，H桿耐張：1基。

1.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性

（1）線路長(zhǎng)度16千米。

（2）沿線地形分布和交通概況。線路所經(jīng)地形多為山地丘陵，只有少部分耕地，其中山地20%，丘陵40%，耕地40%，山地多為樹木，交通方便。

（3）線路綜合投資、本體投資和每公里造價(jià)。線路綜合投資331.37萬元，每公里造價(jià)20.7萬元。

（4）主要材料每公里用量。導(dǎo)線2.22 T/km，絕緣子0.33 T/km，金具1.38 T/km，電桿17 基/km。

（5）交叉跨越。線路經(jīng)過各類跨越87處，其中：2級(jí)公路1處，縣鄉(xiāng)級(jí)公路15處，黃花甸河3處，一般小河流6處，66KV線路5處，低壓線9處，各級(jí)通訊線44處。

（6）圖例（見圖1）及桿型說明：

Z1：?jiǎn)螜M擔(dān)單固定；Z2：雙橫擔(dān)雙固定；Z1F：上層單橫擔(dān)固定，下層為分歧雙擔(dān)；Z2F：上層為雙橫擔(dān)固定，下層為分歧雙擔(dān)；ZH：直線雙桿懸錘固定；ZHN：直線雙桿耐張；JN：為轉(zhuǎn)角耐張桿；ZN：直線耐張桿；ZD：線路終端桿。

2.線路名稱及標(biāo)識(shí)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司“兩個(gè)清理”的指示，各種標(biāo)識(shí)要齊全，改造后的朝陽線命名為“朝陽線”，線路標(biāo)識(shí)需重新安裝標(biāo)識(shí)牌。線路改造示意圖見圖2。

3.施工要求

本工程全部按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50173-92《電氣裝置安裝工程35KV及以下架空電力線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》和《遼寧省農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)施工，現(xiàn)場(chǎng)需改變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，施工單位寫出現(xiàn)場(chǎng)變更申請(qǐng)書，經(jīng)主設(shè)計(jì)人批準(zhǔn)后，方可變更設(shè)計(jì)。凡原有變壓器不論是單柱式變臺(tái)還是雙柱式變臺(tái)，新組立電桿一律距原桿位根開距離為2.5米或3.0米，原有電桿一律作為副桿使用，為更改雙柱式變臺(tái)提供先決條件。

四、電容器補(bǔ)償選擇

實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，不僅能改善電壓質(zhì)量，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也有重大作用，應(yīng)根據(jù)各種運(yùn)行方式下的網(wǎng)損來優(yōu)化運(yùn)行方式，合理調(diào)整和利用補(bǔ)償設(shè)備提高功率因數(shù)。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)中無功負(fù)荷及無功分布情況合理選擇無功補(bǔ)償容量和確定補(bǔ)償容量的分布，以進(jìn)一步降低電網(wǎng)損耗。

實(shí)際補(bǔ)償過程中，電容器容量的選擇是一個(gè)十分重要的問題，如果容量過小，則起不到很好的補(bǔ)償作用；如果容量選擇過大，供電回路電流的相位將超前于電壓，就會(huì)產(chǎn)生過補(bǔ)償，引起變壓器二次側(cè)電壓升高，導(dǎo)致電力線路及電容器自身的損耗增加。電容器的補(bǔ)償容量要以具體情況而定，最佳計(jì)算公式為：

QC=βavqcPc

式中：βav為平均負(fù)荷率，一般取0.7～0.8；qc為電容補(bǔ)償率（kvar/kW），即每千瓦有功負(fù)荷需補(bǔ)償?shù)臒o功功率；Pc為由變配電所供電的月最大有功計(jì)算負(fù)荷（kW）。

10千伏朝陽配電線路經(jīng)過計(jì)算，在該配電線路上根據(jù)負(fù)荷分布情況，配電線路輸送功率在電容器投入前1173.53千瓦，投入后1065.02千瓦，減少108.51千瓦；配電線路平均功率因數(shù)投入前是0.84，投入后是0.92，減少0.08；配電線路有功損失率投入前3.27%，投入后2.83%，減少0.45%；配電線路電壓損失率投入前4.90%，投入后4.60%，減少0.30%；主變綜合有功損失率投入前3.19%，投入后3.18%，減少0.01%；送電線路有功綜合損失率投入前2.82%，投入后2.80%，減少0.02%；年節(jié)電量6.42萬千瓦時(shí)，年節(jié)電效益3.41萬元，投入最大電容量300千乏，設(shè)計(jì)補(bǔ)償率是72.22%，計(jì)劃投入金額20.27萬元，設(shè)計(jì)靜態(tài)回收年限5.95年，即6年。計(jì)算出2處最佳線路電容器補(bǔ)償點(diǎn)。第一補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)計(jì)在線路9千米處，電容器組容量是300千乏（即100+100+100），電容器采用全自動(dòng)補(bǔ)償投切運(yùn)行方式；第二補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)計(jì)在線路6千米處，電容器組容量是（50+50），仍然采用全自動(dòng)補(bǔ)償投切運(yùn)行方式，電容器型號(hào)采用戶外箱式全封閉TBB—11，即做到不能過補(bǔ)償，是日常運(yùn)行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡。

五、進(jìn)行電網(wǎng)改造

配電網(wǎng)的運(yùn)行電壓對(duì)電網(wǎng)中各元件的空載損耗均有一定的影響，現(xiàn)在東北電網(wǎng)的供電輸/配電采用電壓比是66千伏/10.5或11千伏，如果按原首端10.5千伏電壓提升到11千伏，即提高5%電壓時(shí)，即可降損1.55%左右。在10千伏朝陽配電線路網(wǎng)絡(luò)中，特別是在深夜因負(fù)荷低和空載損耗的比例大，空載損耗占總損耗的55%～70%，因而要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行改造。

1.合理選擇導(dǎo)線截面

根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算及電壓降驗(yàn)算并考慮規(guī)劃發(fā)展要求，本工程導(dǎo)線型號(hào)選用LGJ-185/25鋼芯鋁絞線，單相單根。

2.導(dǎo)線機(jī)械電氣特性（見表1）

3.導(dǎo)線設(shè)計(jì)使用張力表（見表2）

線路的能量損耗同電阻成正比，增大導(dǎo)線截面可以減少能量損耗。但導(dǎo)線截面的增加，線路的建設(shè)投資也增加。導(dǎo)線的選擇應(yīng)首先考慮末端電壓降（10kV允許5%，低壓允許7%），同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)電流密度，并結(jié)合發(fā)熱條件、機(jī)械強(qiáng)度等確定導(dǎo)線的規(guī)格。本次10千伏朝陽線路將原鋁絞35導(dǎo)線、50導(dǎo)線進(jìn)行更換，線路的1號(hào)桿至239號(hào)桿采用鋁鋼絞185平方導(dǎo)線，線路長(zhǎng)14.299千米；后端239至269號(hào)桿采用鋁鋼絞95平方導(dǎo)線，線路長(zhǎng)2.398千米。

4.絕緣子和金具的選擇

導(dǎo)線支持絕緣子采用針式絕緣子，型號(hào)為PQ-10T，耐張絕緣子采用防污絕緣子，型號(hào)為XWP-7C，安全系數(shù)大于2.5。

六、結(jié)論

將10千伏朝陽線進(jìn)行線路改造和線路中間增加電容補(bǔ)償方式運(yùn)行后，能有效提高線路無功功率的補(bǔ)償因數(shù)，使供電負(fù)荷能力得到提高，降低了線損指標(biāo)，提升了末端電壓和保持電壓穩(wěn)定，線路改造后還為今后五年的電力供求留有一定剩余容量，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的先決條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]QGDW22-1001-2008，遼寧電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2]SDJ2006-87，架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB50061-97，66KV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

（責(zé)任編輯：劉輝）