提高縣城電網(wǎng)供電可靠性的思路

梁龍

摘 要：在榮縣縣城電網(wǎng)改造中采用絕緣導(dǎo)線，本次縣城電網(wǎng)改造總體的思路是：將10kV電源直接深入負(fù)荷中心，縮短低壓供電半徑，架空線路采用絕緣導(dǎo)線，配電裝置緊湊化、小型化，采用節(jié)能型電力金具，城網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“手拉手”環(huán)網(wǎng)化功能，電桿取消拉線。在城網(wǎng)改造中積極探索創(chuàng)新，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得在今后城網(wǎng)改造中推廣。

關(guān)鍵詞：10kV線路 城網(wǎng)改造 絕緣化

前言

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的蓬勃發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，縣城配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷增長(zhǎng)迅猛，線損高，壓降大，故障多等矛盾日益突出，特別在人口相對(duì)密集的舊城區(qū)，用電高峰時(shí)，接頭故障大幅度上升，末端電壓越來越低。另一方面，由于舊城區(qū)線路走廊狹窄，城區(qū)配電網(wǎng)裝置老化嚴(yán)重，對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模改造存在一定困難，造成了配網(wǎng)改造落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的局面。

我局在城網(wǎng)改造中，積極探索應(yīng)用新工藝、新材料，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一、榮縣城網(wǎng)線路狀況

榮縣舊城區(qū)共有居民用電戶一萬多戶，配網(wǎng)主要由榮城Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線及榮望線、榮臭線五條10kV線路供電，特別是承擔(dān)城區(qū)主要供電任務(wù)的10kV榮城Ⅰ線為上世紀(jì)七十年代建的線路，網(wǎng)絡(luò)陳舊、線徑小，水泥桿傾斜、裂紋現(xiàn)象突出，近年內(nèi)雖進(jìn)行了局部的改造，但整體效果不明顯，特別是居民小區(qū)主要由低壓電網(wǎng)支撐，導(dǎo)線多為L(zhǎng)GJ—16～25導(dǎo)線引入，具統(tǒng)計(jì)，城鎮(zhèn)居民用電平均電流每戶僅有1A左右。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷越來越高，配電網(wǎng)絡(luò)日益不堪重負(fù)，低壓斷線事故層出不窮，根據(jù)報(bào)修中心2005年7月份記錄，接到用戶報(bào)修電話最多的一天多達(dá)十多次，電網(wǎng)搶修人員疲于奔命。據(jù)測(cè)試，在用電高峰時(shí)段，有的居民小區(qū)供電首端電壓為200V，末端僅有160V左右，一些居民不得不使用穩(wěn)壓器來維持電壓，這又進(jìn)一步造成了供電質(zhì)量不斷下降，電壓越來越低，故障越來越多的惡性循環(huán)。為此，榮縣供電局在四川省電力公司和自貢電業(yè)局的支持下，對(duì)榮縣舊城區(qū)進(jìn)行了徹底改造。

二、城網(wǎng)改造總體思路

縣城電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

（1）負(fù)荷密度高。舊城區(qū)人口稠密，商家集中，構(gòu)成了高密度的用電負(fù)荷?？陀^上要求配電線路導(dǎo)線選取時(shí)考慮較大的線徑。

（2）線路走廊緊張。人行道、綠化帶一般是線路的主要通道，但因?qū)挾扔邢?，?shì)必要求同桿多回路架線，同時(shí)耐張、轉(zhuǎn)角、分支桿拉線裝置也是一個(gè)不容忽視的問題。

（3）供電可靠性要求高。城區(qū)一、二類負(fù)荷集中，停電將造成較大的損失，故要求有較高的供電可靠性。

（4）安全性要求高。因城市空間利用率高，電力線路與建筑物、活動(dòng)場(chǎng)所距離相對(duì)較近，誤碰誤觸可能性大，因此設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮安全裕度。因上述特點(diǎn)，使縣城電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)相對(duì)具有一定的特殊性。經(jīng)過多方考察、論證，最終確定了城網(wǎng)改造總體思路是：

（1）10kV電源深入小區(qū)用電負(fù)荷中心;（2）架空線路采用絕緣線，選擇無拉線桿型取消拉線裝置;（3）配電裝置小型化;（4）采用節(jié)能型電力金具;（5）實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)功能;（6）城網(wǎng)線路實(shí)現(xiàn)“手拉手”環(huán)網(wǎng)。

2.1 10kV電源深入負(fù)荷中心

重新規(guī)劃供電區(qū)域，使線路的供電范圍向區(qū)域化、小塊化和密布點(diǎn)方向發(fā)展，同時(shí)改變傳統(tǒng)的低壓配電模式，采用10kV絕緣導(dǎo)線深入負(fù)荷中心，盡可能縮短低壓供電半徑。

2.2 配網(wǎng)線路絕緣化

使用架空絕緣導(dǎo)線是近年來配電線路絕緣化改造中用得最為廣泛的一種方式。架空絕緣導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的，它可減少線路接地、相間短路等故障，從而提高供電可靠性;在通道狹窄的城鎮(zhèn)，在安全距離保證的前提下，它通過縮小線間距離使導(dǎo)線排列更緊湊，與建筑物靠得更近，從而使普通裸導(dǎo)線不能穿越的地方，它能暢通無阻。

在本次城網(wǎng)改造中，全部采用絕緣導(dǎo)線作為主干線和分支線，其中主線采用JKLYJ—185～240mm2絕緣線，分支線采用JKLYJ—95～150mm2絕緣線， 導(dǎo)線接續(xù)采用異型并溝線夾，外加絕緣罩，絕緣罩兩端采用絕緣粘膠帶密封。變壓器一、二次樁頭以及刀閘、跌落式熔斷器、避雷器也都采用絕緣罩封閉，整個(gè)配電網(wǎng)裸露設(shè)備都基本實(shí)現(xiàn)了絕緣密封。

2.3 配電裝置小型化

絕緣導(dǎo)線與裸導(dǎo)線相比，采用絕緣導(dǎo)線可以很好地解決導(dǎo)線與樹枝、導(dǎo)線與建筑物距離不足的矛盾。因此，在絕緣導(dǎo)線施工設(shè)計(jì)時(shí)，可以適當(dāng)降低桿高。10kV絕緣導(dǎo)線與10kV普通線路之間，絕緣導(dǎo)線與低壓線路之間的平行、交叉、跨越距離均可以比原來規(guī)定適當(dāng)縮小。由于導(dǎo)線間距的縮小，使得傳統(tǒng)型橫擔(dān)長(zhǎng)度顯得不盡合理，為此，必需專門設(shè)計(jì)適用絕緣導(dǎo)線的小型化、緊湊型的典型裝置。

2.4 主要器材國產(chǎn)化

配電網(wǎng)絡(luò)改造要應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，使其達(dá)到使用壽命長(zhǎng)、無故障、免維護(hù)，最重要的是要有先進(jìn)的配套器材。具介紹，國外發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)七十年代相繼進(jìn)行了配電線路絕緣化進(jìn)程，其使用的配套裝置十分先進(jìn)，但由于進(jìn)口配電器材價(jià)格昂貴，目前在城網(wǎng)改造資金緊張的情況下，大量采用還不現(xiàn)實(shí)。近年來，隨著國內(nèi)一些電力器材生產(chǎn)廠家不斷研制、開發(fā)新產(chǎn)品，通過實(shí)踐的不斷完善和改進(jìn)，陸續(xù)推出了性價(jià)比相對(duì)較好的系列產(chǎn)品，完全能夠取代國外同類產(chǎn)品，在當(dāng)前電網(wǎng)改造資金緊張的前提下，采用先進(jìn)的國產(chǎn)電力器材，不失為一種有效的解決辦法。

2.5 采用節(jié)能型電力金具

長(zhǎng)期以來，配電線路金具的使用，仍然沿用送電線路的金具，這些金具大都采用鍛鑄鐵為主體材料，耗材多、粗大笨重，材料強(qiáng)度利用系數(shù)低，施工工藝復(fù)雜。例如承受導(dǎo)線壓力的耐張線夾，目前采用標(biāo)準(zhǔn)型的螺栓型耐張線夾，這種線夾由于需具有一定的強(qiáng)度要求，故采用了磁性材料（如鋼和鐵），這些磁性材料和螺栓形成閉合回路，產(chǎn)生磁滯渦流損失，損耗電能極大。同時(shí)由于電能損失的熱量，使線夾內(nèi)的導(dǎo)線溫度升高，導(dǎo)線過熱再傳導(dǎo)給金具，使金具發(fā)熱影響金屬的機(jī)械性能而產(chǎn)生不良的熱效應(yīng)。因此，絕緣配電線路的金具耗能問題是當(dāng)前配電網(wǎng)絕緣化，提高可靠性的一大障礙。 為此我們采用了鋁合金耐張線夾等新型節(jié)能金具，既減輕重量又減少電能損失。

2.6 環(huán)網(wǎng)化改造

根據(jù)榮縣電網(wǎng)的現(xiàn)狀，像發(fā)達(dá)國家那樣配電線路實(shí)現(xiàn)復(fù)線供電還不現(xiàn)實(shí)，因而線路手拉手環(huán)網(wǎng)是提高城區(qū)供電可靠率的一種有效手段。在10 kV城網(wǎng)線路中，環(huán)網(wǎng)開閉所以其操作靈活，供電可靠性高的特點(diǎn)，在大、中城市中運(yùn)用日益廣泛。但是環(huán)網(wǎng)開閉所也有一定的使用局限性，一方面投資大，建一座開閉所動(dòng)輒需要幾十萬元，另一方面需占用土地，雖然占地不大，但對(duì)寸土寸金的城市來說，如非規(guī)劃預(yù)先留地，是很難在建成區(qū)內(nèi)找到合適位置的。以上兩項(xiàng)特點(diǎn)使其在以老城區(qū)改造為主的城網(wǎng)改造中較難獲得應(yīng)用。對(duì)此，我們采用的做法是：

（1）所有城網(wǎng)線路均實(shí)現(xiàn)異電源手拉手環(huán)網(wǎng)。 隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，即使如我們所在的縣城，也具備了一座35kV變電站、一座110 kV變電站的雙電源供電。這為10kV配電線路實(shí)現(xiàn)異電源環(huán)網(wǎng)提供了基礎(chǔ)保證。根據(jù)我們的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，線路實(shí)行手拉手環(huán)網(wǎng)，以一對(duì)一為佳，不宜多條線路混串，一方面不便管理，另一面易錯(cuò)拉錯(cuò)合引發(fā)事故。

（2）環(huán)網(wǎng)線路上分段安裝柱上斷路器，利用柱上斷路器的速斷、過流保護(hù)有選擇地切除故障線路，減少停電范圍。線路分段不宜過多，每條線路分3～4段為宜，否則除增大線路投資外，還可能發(fā)生因斷路器誤動(dòng)作造成停電事故增多。

（3）負(fù)荷互倒是環(huán)網(wǎng)線路提高供電可靠性的有效手段，為此環(huán)網(wǎng)線路建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮線路單側(cè)停電時(shí)，導(dǎo)線有一拖二的帶負(fù)荷能力。

2.7選擇無拉線桿型

從城市發(fā)展來看，取消拉線勢(shì)在必行。對(duì)此，采用不打拉線的鋼管桿或窄基鐵塔，是城市電網(wǎng)中較常見的做法。但因鋼管桿價(jià)格昂貴，一基耐張鋼管桿連同基礎(chǔ)的造價(jià)幾乎是一基普通拉線砼桿的8～15倍，為此在如何降低無拉線耐張桿工程造價(jià)上作了探索，經(jīng)驗(yàn)如下： （1）對(duì)于線路轉(zhuǎn)角在5°以下時(shí)，根據(jù)導(dǎo)線張力，采用允許使用彎矩為75 kN/m或100 kN/m的大配筋、高強(qiáng)度砼桿作耐張桿或轉(zhuǎn)角桿（梢徑為φ230，采用φ16螺紋鋼）。由于城區(qū)線路多處于人行道上，表層為砼層，具有較好的抗傾覆能力，具體應(yīng)根據(jù)土質(zhì)進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，在保證允許使用彎矩的前提下，選擇是否安裝卡盤，這樣處理后的電桿可不打拉線。 （2）對(duì)于轉(zhuǎn)角超過5°時(shí)（以JKLYJ-10-185導(dǎo)線，安全系數(shù)K = 6計(jì)算），根據(jù)轉(zhuǎn)角大小可采用不同使用彎矩的水泥方桿。該種電桿分為□190×190梢徑和□250×250梢徑兩種，拔梢率一般1/40，最大允許使用彎矩可設(shè)計(jì)150 kN/m、200 kN/m、250 kN/m等多種，以供不同受力桿型需要。但因受梢徑限制，最大允許使用彎矩不宜超過250 kN/m。（3）基礎(chǔ)是方桿不可缺少的部分，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土預(yù)制而成，特點(diǎn)是立桿靈活，容易控制橫擔(dān)與線路夾角。

2.8桿上變壓器裝置的改進(jìn)

以前自貢地區(qū)桿上變臺(tái)低壓側(cè)大多未安裝隔離刀閘，突出的矛盾是低壓側(cè)負(fù)荷電流大，直接帶負(fù)荷拉、合令克難度大，容易因拉弧引起短路事故，且低壓側(cè)導(dǎo)線截面過大，連接工藝?yán)щy，對(duì)此我們進(jìn)行了一些改進(jìn)：

1）配電變壓器臺(tái)由原來的2.5m升高到3m，在配電變壓器低壓側(cè)安裝低壓配電裝置。

2）在配電裝置屏內(nèi)裝總路空氣開關(guān)，根據(jù)低壓出線回路數(shù)每回安裝分路刀閘一組，低壓出線可采用低壓銅芯絕緣線或低壓電纜直供用戶，屏內(nèi)配智能型無功補(bǔ)償電容器一組，并安裝電壓、電流、電能計(jì)量等檢測(cè)儀表或自動(dòng)記錄儀等。

3）高壓側(cè)進(jìn)線一律采用絕緣線，在跌落式熔斷器后靠近變壓器樁頭安裝氧化鋅避雷器一組，低壓側(cè)統(tǒng)一采用銅排與低壓配電裝置內(nèi)總路空氣開關(guān)相連。

這樣改進(jìn)后，提高了變臺(tái)裝置的使用功能，具有外觀整潔、裝置簡(jiǎn)化、運(yùn)行方便、安全可靠和減少損耗等優(yōu)點(diǎn)。

三、施工實(shí)踐

舊城區(qū)改造不同于新建線路，舊城街道狹窄，建筑物密集，地下管線復(fù)雜，施工中又不能影響正常生產(chǎn)和居民生活，有其特殊性和復(fù)雜性。為了確保工程施工安全、順利實(shí)施，必須制訂周密詳盡的施工方案，精心組織，合理施工。

3.1施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備是保證工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，因此必須對(duì)原有線路狀況做深入細(xì)致的調(diào)查分析，查看了解施工環(huán)境，收集原始資料，包括建筑物的分布、地下管線的走向以及周邊環(huán)境對(duì)施工可能造成的影響等。

3.2導(dǎo)線架設(shè)

絕緣導(dǎo)線的架設(shè)施工和架空裸線不同，它不允許導(dǎo)線在施工過程中造成對(duì)絕緣層的損傷，因此，在施工中要特別注意對(duì)絕緣層的保護(hù)，盡量避免導(dǎo)線絕緣層和地面及桿塔附件的接觸磨擦。

這次改造施工中，我們采用每基電桿掛塑料滑車，在線盤出口處使用轉(zhuǎn)向滑車，沿途鋪墊硬紙板的方法施放絕緣線，有效的避免了絕緣導(dǎo)線的磨損。10kV導(dǎo)線桿上采用三角型排列，線間平均距離400mm左右，直線桿采用P—15針式絕緣子固定，扎線使用耐候型絕緣扎線綁扎導(dǎo)線，耐張線夾采用NXJ楔型耐張線夾。

3.3試驗(yàn)與驗(yàn)收

城網(wǎng)改造完成后，必須經(jīng)過三級(jí)驗(yàn)收合格后方可正式投入系統(tǒng)運(yùn)行，本次改造施工完成后，首先由施工班組組織進(jìn)行了自檢，在自檢合格的基礎(chǔ)上由榮縣供電局組織了專檢，在自檢和專檢合格的基礎(chǔ)上由自貢電業(yè)局組織進(jìn)行驗(yàn)收，工程驗(yàn)收包括兩個(gè)電氣試驗(yàn)和工程檢查兩部分，電氣試驗(yàn)主要進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，包括直流耐壓、泄漏電流試驗(yàn)和絕緣電阻測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果全部合格。工程驗(yàn)收主要對(duì)施工材質(zhì)、線路本體施工工藝、規(guī)范性等方面嚴(yán)格按驗(yàn)收規(guī)范逐項(xiàng)檢查評(píng)價(jià)，通過驗(yàn)收，驗(yàn)收組一致認(rèn)為工程施工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)束語

架空絕緣導(dǎo)線區(qū)別于普通架空裸導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用價(jià)值越來越明顯，采用架空絕緣導(dǎo)線 取代普通架空裸導(dǎo)線將越來越普遍。但是，由于架空絕緣導(dǎo)線的選擇使用和施工工藝區(qū)別于普通架空裸導(dǎo)線，若選擇和使用不當(dāng)，不僅會(huì)影響工程質(zhì)量及運(yùn)行管理，還會(huì)加快絕緣導(dǎo)線絕緣層老化速度及鋁導(dǎo)線的氧化反應(yīng)，留下很多事故隱患。由于環(huán)網(wǎng)過多，雖然保住了供電可靠率，可對(duì)調(diào)度人員和操作人員也增加了難度，很容易造成誤操作。