農網建設與改造配電線路的設計

摘要：我國農網改造已取得了顯著的成效，但本身仍存在電網結構不合理、電力供應能力弱、線損高等問題，這與農村地區(qū)日益增長的用電需求不相匹配，因此對農網配電線路進行升級改造極為重要。文章對農網配電線路改造與設計過程中的關鍵性問題進行了分析。

關鍵詞：農網建設；農網改造；架空線路；線路設計；電網結構；電力供應能力 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM71 文章編號：1009-2374（2016）17-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.016

1 概述

在我國，為縣級區(qū)域內的縣城、村鎮(zhèn)、農墾區(qū)及林牧區(qū)用戶供電的110kV及以下配電網稱為農村電網，簡稱農網。自“十一五”以來，國家就已全面開啟農網改造工程，“十二五”期間更著力于新一輪的農網升級改造工作，農網改造已取得了顯著的成效，但是由于受到自然環(huán)境等諸多因素的制約其自身仍存在很多問題，如農村電網結構不合理、電力供應能力弱、供電不穩(wěn)定、線損高等，這與農村地區(qū)日益增長的用電需求不相匹配，農網建設和改造升級迫在眉睫。

2 農網建設與改造的總體要求

農村電網建設與改造過程中要注重統(tǒng)一規(guī)劃，要把農網改造納入國家電網建設工程中，對于農網的建設和改造，要結合農村的生態(tài)環(huán)境、農耕特點等實際情況進行，要做到滿足農村地區(qū)人民生活生產及農村經濟的發(fā)展的需求，避免重復建設改造。在建設改造過程中，要將原有電網設備的使用效能提升至最大，有條件擴建增容的地方要先考慮擴容，即針對原有電網及輸電設備的問題如接線方式、供電半徑等進行改造。對于擴建增容不能解決的則考慮新建，這要求對變電站布點、配電線路路徑選擇等做出新的規(guī)劃和設計。

3 農村電網配電線路設計

3.1 供電電網的劃分

首先要了解和掌握農網建設規(guī)劃區(qū)內的人口基數(shù)、供電面積、負荷基數(shù)，原高、中低壓配電網情況等原始數(shù)據，并在原始數(shù)據的基礎上結合建設改造所規(guī)劃的負荷進行供電區(qū)域的劃分，即將農網覆蓋區(qū)域劃分為若干個35kV的高壓配電網區(qū)，再劃分110kV配電網區(qū)。而10kV中壓配電網區(qū)的劃分則根據高壓配電網區(qū)設計來進行，通常情況下各配電區(qū)域不相互交織重疊，并承載一定的供電負荷。

3.2 配電網的接線方式選擇

農網接線應當遵循簡單、穩(wěn)固的原則，其接線方式選擇的恰當與否直接關系著整個電網能否安全穩(wěn)定、高效經濟的運行，同時也對變容器等配電設備的選擇與布置安裝起到一定的影響作用。對于縣城高壓配電網的建設改造，接線方式應選擇單回線環(huán)網型，要保證至少有兩座高于35kV電壓的變電所為其供電，以防在該配電網中一架空線路或一組變壓器運行故障時，該電網仍能向下一級配電網供電。對于10kV中壓配電網而言，過去通常采用“放射型”“干線型”等一些無備用電源的接線方式，農網改造對接線的要求是向“環(huán)網型”等有備方式發(fā)展，特別是像縣城等規(guī)模大、用電負荷大的地方，其配電方式宜采用手拉手環(huán)網型，以保證電網穩(wěn)定高效運行。而低壓配電電網通常采用放射型的接線方式，即是以變壓器為中心分線入戶。

3.3 配電線路路徑選擇

配電線路路徑的設置應當遵循合理、高效、安全的原則：一是要結合當?shù)貙嶋H村政設施配置與規(guī)劃，盡量避免侵占農田、公共道路等，以便將對農耕及交通通行的影響降到最低，同時避免因村政設施等的改變而造成不必要的線路遷移；二是考慮到電力在傳輸過程中的電能、電壓損失以及施工成本的問題，線路設置應盡量保證短路徑、小轉角，達到高效傳輸?shù)哪康模蝗且ＷC全線路的安全運行，這要求線路設置應避開土質松軟、低洼積水、迎風坡等不良地質、水文、氣象條件的地方，也應避開林場、樓房聚集區(qū)等地，以免發(fā)生人為或非人為的短路、斷路事故。

3.4 架空線路檔距、桿塔位置的確認

3.4.1 架空線路檔距的確認。在配電線路路徑確定后，要根據現(xiàn)場勘探、測量確定整個路徑的起止點位置、架空線路檔距、桿塔位置、轉角等。架空線路檔距主要是受氣象條件的影響，其間架空線路的機械荷載直接影響其本身的長度、弧度以及張拉力，而桿塔的位置又由架空檔距直接確認。通常情況下農村地區(qū)的10kV中壓配電網架空線路的檔距為60～100米，若遇到河流、山丘等特殊的地形條件檔距可以增大至100～200米，若經過高山大嶺檔等較特殊的檔距可增至200～600米。對于低壓配電線路，其架空線路水平檔距通常要控制在50米內，遇到特殊的地形等因素影響可以增加10米，架空接戶檔距則要控制在25米以內。

3.4.2 桿塔位置的確定。桿塔的位置要根據路徑和檔距確定，要先設置好電網起止端、轉角處的桿塔，再依次確定其他桿塔位置。在桿塔位置的設置上盡量不影響人民的生活、勞作，在線路跨越交叉物時，為保證最大的交叉跨越距離桿塔，應盡量靠近被跨越物，桿塔宜選用混凝土電桿，桿塔的高度對于10kV中壓配電網不應小于10米，對于低壓配電網不應小于9米。

3.5 變壓器容量及位置

3.5.1 變壓器安裝位置的選擇。變壓器應安裝在配電路徑中安全可靠的地方，不僅是為了便于施工，降低工程造價，更是為了提供安全的運行環(huán)境，保證變壓質量、保證進出線，減少線損，所以變壓器的位置選擇應避開低洼積水等不利的地質條件地帶，避免在人流、車流較為密集的公共場所，特別是35kV的高壓配電網，對于有條件的地方可以建設變電站。中低壓配電網變壓器的分布應該根據實際負荷的分布情況及村莊規(guī)模、規(guī)劃情況，依據容量小、多分布、半徑短的原則設置，盡量做到以變壓器為中心向四周輻射延伸，供電半徑盡量控制在500米以內。

3.5.2 變壓器容量的選擇。配電變壓器改造在農網改造中是極為關鍵的一個環(huán)節(jié)，其容量及數(shù)量的確認應根據其本身性能，并結合改造地區(qū)實際的生活、農業(yè)生產用電負荷以及未來十年的負荷趨勢確定，避免出現(xiàn)空載或過載的情況。變壓器容量確認通常以滿足實際最大負荷為準，原則上要保證變壓器的配電負載率不超過90%。鑒于農村地區(qū)季節(jié)性農業(yè)生產用電負荷較大，對于35kV的高壓配電網而言易配置兩臺變壓器，單臺變壓器容量應在2500～10000kVA之間；對于10kV的中壓配電網而言，其配電變壓器選擇應遵循容量小、多分布的原則，若村莊規(guī)模小、用電負荷小的通常情況下配置單相變壓器即可，選用油浸式變壓器容量應小于630kVA。若村莊規(guī)模大、用電負荷大且季節(jié)性農業(yè)生產負荷高，可選用母子變壓器，在高負荷的時段選用母變壓器，在低負荷時停用母變壓器而啟動子變壓器，達到提高效率、減少空載、降低能耗的目的。

3.6 導線截面的選擇

對農網原有架空線路的改造，其導線截面的選擇要與原線路相匹配，若新建或重建整條線路，則要綜合考慮導線長度、負荷大小以及電損情況等因素，確保改造線路符合實際所需，安全高效的運行。對于35kV架空線路，其線路截面原則上要大于120mm2；對于10kV架空線路宜采用鋁絞線或是銅芯鋁導線，其導線截面選擇根據導線所處線段而定，主干線段截面按照120mm2、150mm2、185mm2、240mm2四個系列選擇，次干線段截面按照95mm2、120mm2、150mm2三個系列選擇，分支線段截面應在原則上要按照50mm2、95mm2系列選擇；而低壓架空導線則宜采用鋼芯鋁導線、鋼芯鋁導線、鋁芯絕緣線，輸電線路為三相四線的導線截面要大于50mm2，輸電線路為單相二線的導線截面要大于35mm2。

3.7 對于絕緣子、金件的選擇

絕緣子、金件等配件的安全性能應該達到國家相關標準的要求，同時要根據實際情況進行選擇。以35kV架空線路為例，其絕緣子的選擇要考慮路徑所處環(huán)境特點，若線路設備所處環(huán)境污穢等級為0到Ⅱ，可選用瓷和玻璃絕緣子；若處在Ⅲ、Ⅳ級環(huán)境中則宜選用大爬距絕緣子或復合式絕緣子；其金具宜選擇機械強度不小于2.5的抗電磁節(jié)能型金具。

3.8 防雷保護接線的選擇

由于農網配電線路分布范圍廣，且多處在較為開闊的野外環(huán)境中，加之配電線路中配電設備的絕緣性能不高，導致農網被雷擊事件頻發(fā)，影響著農網安全穩(wěn)定的運行。對于架空線路通常采用安裝避雷針的防雷方法，通過將雷電流引入大地達到保護電網的作用，而防雷保護接線方式的選擇則與架空線路地線的有無有關。以35kV架空線路為例，若無架空地線則在變電站主線安裝避雷器保護配電設備的同時，還應在變電站方圓兩公里的范圍內設置架空地線，并在進線首端設避雷器，若有加工地線則只需要在變電站主線上加裝避雷器即可。

4 結語

當前國家高度重視農網建設與改造這項利國、利民的民生工程，這一工程效果顯著，并為我國的經濟等帶來積極影響。但是農網建設與改造過程中仍然存在這樣或那樣的問題，只有充分認識到農網建設改造的重要性和效益性，在農網建設和改造過程中大力提升農網整體規(guī)劃水平，充分運用先進的科學技術手段、加強項目施工質量監(jiān)督管理，才能達到農網改造的最終目標。

參考文獻

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作者簡介：滕明元（1984-），男（苗族），湖南麻陽人，國網湖南省電力公司麻陽縣供電分公司助理工程師，研究方向：設計工程管理。

（責任編輯：蔣建華）