全壽命低壓線路設計改造技術探索與應用

摘要：以國網龍巖供電公司為例，探討了低壓線路設計改造中存在的問題，給出全壽命低壓線路設計改造的原則和實施細則，可從根本上解決低壓臺區低電壓的供電質量不高、低壓線路頻繁發生故障、故障難以查找、查找了難以搶修等一系列問題。

關鍵詞：全壽命；低電壓；降損；供電可靠性；故障查找

作者簡介：陳天伍（1978-），男，福建漳平人，國網龍巖供電公司，助理工程師。（福建 龍巖 364000）

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）33-0233-02

長期以來低壓臺區改造隨意，各地方設計改造沒有一個統一標準，有些地方甚至只憑借技術人員、維護人員的維護經驗或施工人員的施工經驗來決定所改造低壓線路截面及低壓相數，更談不上低壓線路改造實踐與理論相結合，由理論指導。現有低壓線路難以適應居民用電負荷的快速增長，其“線路頻繁燒毀、低壓臺區末端‘低電壓’，低壓線損高”的特點突出。為滿足用電發展需求不斷進行低壓線路重復改造，已改造的低壓線路“發生故障難以查找、查找了故障難以搶修”的現象時有發生，嚴重影響了供電可靠性及優質服務水平、企業工作效率和經濟效益。國網龍巖供電公司根據龍巖地區低壓臺區的實際狀況及居民用電發展趨勢，從長遠負荷發展、長期運行維護、快速搶修多角度綜合考慮低壓線路設計改造，不斷探索低壓線路設計改造的新技術、新模式、新方法，進行低壓線路設計改造的理論摸索與實踐，提出了“全壽命低壓線路設計改造”的概念。

一、全壽命低壓線路設計改造目標

充分預計低壓負荷增長，新建或新改造低壓線路在相當長時間內（10年）不發生大面積重復改造問題，不發生“低電壓”的供電質量問題，不發生頻繁故障的可靠性問題，不出現故障難以查找、查找難以搶修的優質服務問題，不出現低壓臺區高損問題。

二、目前低壓線路設計改造存在的問題

第一，低壓線路依據現有配變容量進行導線截面設計，負荷發展后低壓線路無法承載新配變增容后負荷增長需求。

第二，出現“故障難以查找，查找了故障難搶修”的狀況：三相線路套PVC管沿墻架設，故障發生在PVC管內；生活小區進樓道集中表箱采用埋墻穿管敷設，故障發生在埋墻穿管內；低壓電纜直埋，故障發生在直埋電纜上。

第三，發生故障難以搶修或增加搶修難度、延長搶修時間的狀況：低壓線路沿墻架設改造，架設高底過高（6米左右即三層樓），導致搶修困難；低壓線路同桿雙電源，搶修時需停兩臺配變；高低壓同桿架設時，低壓線路越過高壓線路的分段開關或分段刀閘，搶修停電時需擴大到配變所T高壓主線段相鄰主線段。

第四，出現燒毀等頻繁故障的狀況：同一T接點多層低壓分支線，下層低壓分支線僅拋接至上層低壓分支線導致拋線易燒斷；相、零線來自不同配變臺區，采用單相架設，負荷不平衡導致線路燒毀。

三、全壽命低壓線路設計改造的原則

1.全壽命低壓線路設計改造應明確的基本概念

配變容量：能滿足現低壓用電負荷所需的配變容量。

配變最終容量：能滿足長遠低壓負荷發展所需安裝的配變容量。

線路供電容量：確保電能質量下低壓線路所能供電的容量。

用戶電表容量：滿足用戶最大用電需求的電表容量。

用戶電表最終容量：能滿足用戶在較長時間內最大用電需求的電表容量。

2.低壓線路改造分類

低壓線路按是否進行全面改造可分為局部改造與全面改造；按改造資金充裕度可分為重點改造與全面改造；按改造目標的絕緣化可分為絕緣化改造與已絕緣升級改造。

3.公用配變最終容量及配變容量設計原則

（1）按用電負荷密度確定公用配變最終容量：城郊區、城鎮中心按400kVA設計，農村地區按200kVA設計，特別邊遠農村負荷密度小按100kVA設計。

（2）配變容量以現有配變運行負荷為基礎，配變負荷不超80%為限定條件核定配變容量。當配變負荷超80%時，原配變容量增容1倍。

4.用戶電表容量設計原則

按現代化家庭需要的電器可能同時出現用電情況核算用戶電表容量。

（1）家庭現有的用電電器：電腦300W、洗衣機1000W、冰箱200W、空調1500W-2000W、電視300W、電磁爐2000W、電飯煲600W、電熱水器3000W、微波爐1300W、照明等其他負荷600W。

（2）城區、城郊家庭可能同時使用的最大電器負荷：電腦300W、冰箱200W、空調1500W-2000W、電視300W、電磁爐2000W、電飯煲600W、照明等其他負荷600W，共計負荷6000W，考慮其他電器及可能出租情況，用電電表容量應按8kW至12kW設計，用戶電表最終容量按12kW設計。

（3）農村家庭可能同時使用的最大電器負荷：電腦300W、冰箱200W、電視300W、電磁爐2000W、電飯煲600W、照明等其他負荷100W，共計負荷3500W，考慮其他電器及可能增加電器并需留更大裕度，用電電表容量應按6kW至8kW設計，用戶電表最終容量按8kW設計。

（4）特別邊遠農村地區可能同時使用的最大電器負荷：冰箱200W、電視300W、電飯煲600W、照明等其他負荷100W，共計負荷1200W，考慮其他電器使用及隨時可能增加的電器并需留更大裕度，用電電表容量應按4kW至6kW設計，用戶電表最終容量按6kW設計。

5.全壽命低壓線路設計基本原則

（1）新建或新改造低壓線路的線路供電容量按配變最終容量一次性投資建成。

（2）當配變因負荷增長需要進行增容時，應確保低壓線路無需進行重新改造；當達到配變最終容量時，應在低壓線路中、后端新增配變，而非繼續對原配變進行增容，確保低壓線路不因超負荷而頻發故障及重復改造。

（3）線路供電容量按用戶電表最終容量乘以單根導線的同時系數進行核算。

（4）低壓臺區局部改造、重點改造應能融入全部改造；低壓線路改造目標為交聯聚乙烯的絕緣導線，為節省資金對已絕緣的低壓線路容量裕度可降低一個檔次。

（5）全壽命低壓線路改造后因負荷發展需要線路改造及加裝配變時僅需局部改造。

（6）低壓線路設計與改造應利于快速搶修。

6.低壓無功補償設計原則

低壓無功補償裝置應按分散補償設計，安裝于低壓線路負荷距中、后端，提高低壓臺區末端電壓，降低低壓臺區線損率。

四、全壽命低壓線路設計改造基本原則的實施細則

1.按用電負荷密度確定公用配變最終容量

（1）居民建筑面積占區域土地70%以上，如城區、城效、鄉鎮等配變最終容量按400kVA設計。

（2）居民建筑面積占區域土地20%至70%，如鄉村、農村等配變最終容量按200kVA設計。

（3）居民建筑面積占區域土地20%以下，如特別邊遠農村等配變最終容量按100kVA設計。

2.按導線額定載流量確定低壓導線截面

因低壓供電半徑短，低壓用電負荷沿導線呈均勻狀分布，按導線額定載流量確定低壓導線截面，可不考慮經濟電流密度等其他指標。

（1）低壓主線導線截面確定：按配變最終容量85%負荷單向輻射供電來確定低壓主線導線截面，見表1。

表1 配變最終容量低壓主線導線截面

配變容量負荷率導線截面

0.80.850.9

400460.8490.76 518.4JKLYJ-1kV/240

200230.4245.38 259.2JKLYJ-1kV/95

100115.2122.69 129.6JKLYJ-1kV/35

（2）低壓分支線導線截面確定：按用戶電表最終容量乘以現有電表數量乘以同時率來確定，同時系數可根據接在同一相電源上的戶數選取，見表2。

表2 同時系數推薦值

同一相戶數361014182225101200以上

同時系數 10.730.580.470.440.420.40.350.30

（3）低壓進戶線導線截面確定：按承受低壓電表容量12kW核定低壓進戶線導線截面。

（4）變壓器容量根據負荷測算結果配備，用電設備的功率因數按0.9計算，負載率按 0.8計算。

3.有利于快速搶修的全壽命低壓線路設計與改造實施細則

（1）低壓線路沿墻架設，架設高底不得超過二層樓，避免低壓線路架設過高無法快速搶修。

（2）確無低壓線排列架設走廊時，應采用地下管埋電纜或采用PVC管套低壓電纜沿墻敷設，嚴禁采用PVC管套低壓絕緣導線敷設，避免PVC管內套低壓導線因故障發熱、破皮失地、斷線而難以查找、搶修（進表線仍可使用PVC管套低壓線路）。

（3）居民小區住宅采用穿管暗埋敷設低壓線路時，應將低壓線路改造至墻體外進行明線架設或電纜敷設，避免穿管暗埋敷設因低壓線路發熱、破皮失地、斷線難以搶修。

（4）嚴禁低壓線路同桿雙電源設計改造，避免雙電源電桿檢修（搶修）時需停兩臺配變。

（5）低壓線路架設不得越過該配變所T接的高壓線路分段開關或刀閘，避免越過高壓分段刀閘或開關的高低壓同桿架設的低壓線路搶修時，需停分段刀閘或開關的所有高壓線路，擴大停電范圍。

（6）低壓電纜土建應按管埋、工井設計，嚴禁電纜直埋，避免因電纜故障影響快速故障查找與搶修。

4.全壽命低壓線路設計及改造施工工藝要求

（1）嚴禁低壓電纜雙纜并聯運行，避免單條電纜燒斷時另外一條也同時燒斷。

（2）單桿多層低壓分支線，每層低壓分支線的T接拋線均應連接到低壓主線上，避免低壓拋線因截面不足而頻繁燒斷。

（3）居民小區的集中裝表的低壓出線采用共用零線的供電方式時應要求同時改造表出線，避免因表出線共用零線燒斷故障發生時與客戶產生供電職責爭論。

（4）嚴禁不同分支線、不同配變共用零線，避免因負荷分配不均、導線線徑不同導致某一分支線或配變的零線斷線。

5.低壓臺區局部改造、重點改造應能融入全部改造

（1）架空低壓線路部分改造成低壓電纜時，不應按原有線路的相數來設計，應按核算電表個數設計，即使原架空線路為單相架設，其電纜敷設也必須按三相設計，剩余兩芯備用。

（2）當進行低壓臺區局部改造、重點改造時，不論低壓主線大小，不論未改造的前、后端線路，均按全壽命低壓線路改造方法進行設計改造。

五、全壽命低壓線路設計改造的評估辦法

全壽命低壓線路改造后發生故障是否有利于故障快速查找及搶修；全壽命低壓線路改造后在相當長時間內（10年）是否頻繁發生故障；全壽命低壓線路改造后在相當長時間內（10年）是否發生低電壓等電能質量不合格事件。

六、結束語

自2007年以來通過對全壽命低壓線路設計改造技術的探索與實踐，共有340個臺區進行全壽命低壓臺區改造。有效地避免低壓線路重復改造、故障頻發、電壓低、線損高等一系列長期困擾低壓臺區改造的傳統問題，很好地滿足了居民不斷增長用電的需求，取得了良好的經濟與社會效益。