110kV電力電纜線路設(shè)計淺析

錢俊

（貴陽電力設(shè)計院有限公司 貴州貴陽 550000）

110kV電力電纜線路設(shè)計淺析

錢俊

（貴陽電力設(shè)計院有限公司 貴州貴陽 550000）

110kV變電站是社會供電中心，為各地區(qū)用電生產(chǎn)提供了核心調(diào)度平臺?？紤]到用戶實際用電量持續(xù)增多，原有電纜線路布局承載著更大的負荷，及時調(diào)整線路結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是急需解決的問題。同時，線路設(shè)計改造也是新電網(wǎng)建設(shè)的必然要求，為城市智能電網(wǎng)建設(shè)提供了技術(shù)性支撐。結(jié)合110kV變電作業(yè)現(xiàn)在，本文分析了電纜線路設(shè)計改造原則，提出切實可行的線路優(yōu)化設(shè)計要點。

110kV；電力線路；設(shè)計；改造方法

隨著城市用電需求量持續(xù)增多，對電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化改造，科學設(shè)計線路供輸電流程，對區(qū)域用電可持續(xù)建設(shè)具有重要意義。110kV電力線路設(shè)計中，要考慮電能資源優(yōu)化配置要求，以及地方用戶具體用電量大小，再選配出符合系統(tǒng)調(diào)度要求的設(shè)備。為了改變早期電纜線路模式存在的不足，應堅持“安全、高校、節(jié)能”等準則，確保設(shè)計方案與實際用電情況相互一致。

1 110kV電纜線路設(shè)計問題

早期由于主客觀因素限制，農(nóng)村線路運行面臨著諸多調(diào)度性問題，導致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)功能達不到預定要求。要從技術(shù)創(chuàng)新角度實施優(yōu)化改造，為農(nóng)村線路運行提供優(yōu)質(zhì)環(huán)境，減少各種因素造成的不利影響。因此，未來國內(nèi)農(nóng)村供電系統(tǒng)必將朝著自動化、智能化、一體化等方向發(fā)展，構(gòu)建了符合我國農(nóng)村用電需求的網(wǎng)絡(luò)化用電調(diào)度中心。

（1）效率低。線路是智能電網(wǎng)的核心結(jié)構(gòu)，關(guān)系著區(qū)域用電調(diào)度的可持續(xù)性，影響著線路經(jīng)營收益水平。設(shè)計定向線路是電力節(jié)能改造的基本要求，也是降低用電耗損量的有效方式，應作為線路改革的重要內(nèi)容。農(nóng)村線路功能缺失，導致區(qū)域用電水平逐漸下降，影響了地方供電資源的一體化控制，并且對用戶日常用電水平產(chǎn)生了不利影響，阻礙了網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計方案。

（2）故障多。線路中，發(fā)電系統(tǒng)運行達不到預定效果，供電方案難以達到預定效果。比如，變壓器是配電運行的主控裝置，長期運行中面臨著雷擊事故，阻礙了線路調(diào)度運行效率?，F(xiàn)階段，供電公司開始設(shè)定防雷保護線路，對變壓器實施綜合性保護處理。但是，變壓器保護接線缺乏足夠的更新空間，避雷器及其線路位置與線路結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，同樣造成了不同程度的故障風險。

2 110kV電纜線路設(shè)計要點

發(fā)達國家中，供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度具有先進性特點，為電力公司經(jīng)營提供更加優(yōu)越的數(shù)據(jù)環(huán)境，串行通信模式為用戶建立更加高效率的傳輸路徑，避免供電信號丟失造成的風險。計算機網(wǎng)絡(luò)是供電系統(tǒng)自動化調(diào)控平臺，為用戶提供了多功能數(shù)據(jù)處理模式，滿足供電系統(tǒng)辦公數(shù)據(jù)一體化處理作業(yè)要求?，F(xiàn)代設(shè)計思想日趨轉(zhuǎn)變，110kV電纜線路設(shè)計要考慮多方面因素，以電能供輸作業(yè)可持續(xù)發(fā)展為中心，才能提高設(shè)計方案的精準性。筆者認為，電力電纜線路設(shè)計要點：

2.1 電纜路徑選擇

電纜直埋敷設(shè)方式的選擇，應符合下列規(guī)定：同一通路少于6根的35kV及以下電力電纜，在廠區(qū)通往遠距離輔助設(shè)施或城郊等不易有經(jīng)常性開挖的地段，宜用直埋；在城鎮(zhèn)人行道下較易翻修情況或道路邊緣，也可用直埋。廠區(qū)內(nèi)地下管網(wǎng)較多的地段，可能有熔化金屬、高溫液體溢出的場所，待開發(fā)將有較頻繁開挖的地方，不宜用直埋。在化學腐蝕或雜散電流腐蝕的土壤范圍，不得采用直埋。

2.2 電纜選型

（1）絕緣材料?？紤]電纜線路安全以及施工管理方便，并考慮以往的運行維護經(jīng)驗、電纜選用交聯(lián)聚乙烯電纜。交聯(lián)聚乙烯電力電纜具有較好的電性能和物理性能，耐熱性能好、軟化點高、熱變形小，有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性；護套選用了具有防水性能良好的聚乙烯護套。

（2）金屬護套。電纜的防水構(gòu)造以鉛包或皺紋鋁包效果最好，鉛套電纜的優(yōu)點是柔軟，彎曲性能、密封性和耐腐蝕性好，便于敷設(shè)，也便于電纜附件的安裝，適用于防水、防潮以及防腐蝕性要求較高的場合。

（3）外護套。規(guī)程規(guī)定在潮濕、含化學腐蝕環(huán)境或易受水浸泡的電纜，金屬護套上尚應有擠塑外套，以保護金屬護套免受腐蝕。目前常用的電纜擠塑外護套材料有聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC）。

2.3 電纜截面的選擇

鑒于我國尚未制定35kV以上電纜允許載流量的計算標準，本工程按現(xiàn)行規(guī)范推存的《電纜連續(xù)允許載流兩的計算》（IEC-287）標準進行電纜載流量的計算。本工程電纜載流量近期按兩臺容量為50MVA的變壓器考慮，其載流量為603A，該載流量考慮為西郊變遠期兩回電纜進線時，正常情況為一回備用，另一回可轉(zhuǎn)送兩回線的電能，根據(jù)此原則進行設(shè)計。根據(jù)計算，在不同敷設(shè)條件下截面為630mm2電纜最大允許連續(xù)輸送容量約為677A，結(jié)合未來的發(fā)展，選用截面為630mm2的電纜較為合適。另外，福州電業(yè)局計劃部要求本工程截面為630mm2，因此本工程選用截面為630mm2的電纜。

2.4 電纜附件

本工程電纜線路的主要附件有：線路型電纜戶外終端頭、GIS電纜密封終端接頭、絕緣街頭、單路接地連接箱、帶保護器三路接地聯(lián)接箱、接地聯(lián)接電纜等。電纜附件以及他們的安裝一直是電纜系統(tǒng)最脆弱的一部分，也是國內(nèi)110kV及以上電壓等級的電纜附件生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。因此，為確保運行的安全以及施工順利，推存采用國外進口預制配式的接頭。

2.5 護層絕緣保護器

護層絕緣保護器應選用氧化鋅閥片的保護器，并配有動作記錄器，保護器的技術(shù)要求如下：可能最大沖擊電流作用下的殘壓，不得大于電纜護層的沖擊耐壓被1.4所除數(shù)值。電纜護層沖擊耐壓水平為1min工頻耐壓24kV，雷電沖擊受電壓（峰值）37.5kV?？赡茏畲蠊ゎl過電壓（1.5kV）的5s作用下，應能耐受。可能最大沖擊電流累積作用20次后，保護器不得損壞。8/20μs標準沖擊電流的通流容量為6.9KA。

3 110kV電纜線路安全改造

我國架空線路設(shè)計依舊存在諸多問題，設(shè)備更新、在線監(jiān)測、故障防護等設(shè)備防護不足，降低了供電網(wǎng)絡(luò)運行的安全性，這些限制了農(nóng)村配電作業(yè)狀態(tài)。為110kV線路設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)，可對線路運行實施全面監(jiān)控，避免線路受損而影響到整個區(qū)域供電效率。由于思想觀念薄弱，供電系統(tǒng)資源開發(fā)與利用機制尚未健全，導致供電資源利用效率低下，數(shù)字化電力調(diào)度方式得不到充分利用。例如，設(shè)計人員可在高壓線路端口安裝監(jiān)控儀，對線路運行壓力大小實施自動監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超負荷運行可啟動自保護系統(tǒng)。此外，開發(fā)供電系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，必須在綜合考慮供電資源現(xiàn)狀、供電需求狀況以及其他可能條件的基礎(chǔ)上，提出供電資源建設(shè)的規(guī)劃、目標和采用的布局模式。

4 結(jié)論

總之，電力線路設(shè)計關(guān)系著電能資源分配效率，對地區(qū)用電規(guī)劃具有直接性的引導作用。為了改變早期線路運行存在的不足，設(shè)計單位要結(jié)合地區(qū)用電需求情況，對線路分布、桿塔選型、絕緣控制等要素優(yōu)化設(shè)計，指導供電公司按照最優(yōu)化方案調(diào)配電能。此外，以數(shù)字技術(shù)為指導，設(shè)計數(shù)字化線路控制系統(tǒng)，也有助于提升電力系統(tǒng)節(jié)能化改造水平。

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