袁 鑫, 陳宵雪
(國網(wǎng)河南省電力公司新縣供電公司, 河南 信陽 465550)
近些年我國科技水平不斷發(fā)展,國民經(jīng)濟也不斷提高,人民生活水平隨之提升,電力客戶對配電網(wǎng)系統(tǒng)供電質(zhì)量也是要求越來越高。由于在配電網(wǎng)系統(tǒng)中,線路結(jié)構比較復雜,并且覆蓋面過于廣泛,對于配電線路的設計來說變得異常艱難。在實際情況中,配電線路的線損、供電穩(wěn)定性、配電效率以及供電經(jīng)濟性都直接受到配電線路設計質(zhì)量影響,此外,優(yōu)秀的配電線路設計可以使電力系統(tǒng)的綜合配電能力以及配電質(zhì)量得到極大程度的提升。目前階段電能用戶越來越多、供電任務越來越繁重,我們應該從理論層面入手,結(jié)合實踐經(jīng)驗,對配電線路的常見設計要點進行科學有效分析,從而找出一套科學的方法,使實際的配電線路設計工作起到良好的支撐。
影響配電線路設計質(zhì)量的重要因素是線路路徑,它關系著線路施工的可行性和線路日后的運行維護和故障維修。在線路安全的區(qū)域,考慮施工難度和路徑長度等綜合因素,結(jié)合城鎮(zhèn)的規(guī)劃設計,選擇直線距離短、曲折系數(shù)小的方案,實現(xiàn)設計的合理、經(jīng)濟和安全[1]。
配電線路導線截面積的選取不僅應充分分析配電網(wǎng)絡及預定電壓等級,還要參考經(jīng)濟電流密度。導線截面的選取一般先考慮通過的電流不超過允許最大安全電流這一因素,因為不滿足這一因素可能會發(fā)生斷線事故;其次,應考慮導線的機械強度,線路的導線經(jīng)常承受拉力,所以要選擇合適的導線以免發(fā)生事故;最后要考慮線路上的電壓損耗。對于施工現(xiàn)場進行實際情況實際分析,參照3個因素來選取最合適的導線。為確定最佳導線材質(zhì),應該結(jié)合實際情況對不同材質(zhì)的導線所適應的溫度以及最大載流量進行計算。
配電裝置是配電線路的重要組成部分,在設計中選擇配電裝置時,需要充分考慮周邊的環(huán)境溫度、抗風能力以及導體和電器的相對濕度等多種因素[2]。首先,配電裝置的設計選擇需要注意周邊環(huán)境的溫度,通常取用多年最熱月時最高溫的平均值作為設計參考,配電裝置的耐熱性要求應根據(jù)這個平均值進行參考。此外,關于屋內(nèi)裸導體和其他電器的選擇,通常是在最熱月平均最高溫上加5℃作為標準;另外,可以通過添加保溫措施來保證儀表電器使用溫度高于允許的最低溫度,避免發(fā)生冰雪事故。其次,導體和電器的相對濕度設計選擇上,采用的標準是線路區(qū)域內(nèi)濕度最高月的平均相對濕度,通常根據(jù)地區(qū)的不同選擇不同的產(chǎn)品類型。比如,濕熱帶型電器產(chǎn)品和而亞濕熱帶地區(qū)產(chǎn)品使用區(qū)域不同。在抗風能力上,要保證設計的配電裝置能夠承受住該地區(qū)30 a內(nèi)離地10 m高的10 min內(nèi)最大平均風速;如果最大風速高于35 m/s,在設計配電裝置時,需要通過提高設備與基礎之間的連接牢固度、降低電氣設備的高度等措施來提高其整體的抗風能力。
一般情況下,架空線路是配電網(wǎng)絡經(jīng)常采用的形式,配網(wǎng)線路設計中桿塔形式的選擇是一項需要重視的內(nèi)容。桿塔的選擇需對許多因素進行考慮,嚴格保證所選的桿塔形式與其所承受的壓力、拉力、線路的弧垂應力等因素相適應。在配電線路中,直線桿塔、耐張桿塔、終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿塔等是比較重要的幾種桿塔形式,其中直線桿塔是相對簡單的一種形式,其在實際應用中僅能承受導線的重力,為了彌補其無法承受水平壓力的缺陷,需與耐張桿塔結(jié)合起來使用;容易知道耐張桿塔的主要作用就是承受導線的水平壓力,通常在配電線路設計中,為了承受導線的水平壓力,直線段每經(jīng)過一定距離就需設置耐張桿塔??傊?,配電線路中桿塔的選擇要滿足在確保所選的桿塔形式受力均勻的同時,還應保障其能與線路構建環(huán)境相適應,它必須滿足相關的技術和安全要求,避免對桿塔占地補償?shù)裙ぷ鲙磔^大的經(jīng)濟壓力。
金屬氧化鋅避雷器通常運用于配電變壓器、開關設備的防雷裝置,低壓側(cè)中性線加裝低壓氧化鋅避雷器來避免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變壓器和設備。此外,接地電阻是除避雷器之外可以改善避雷性能的一大手段。高、低壓避雷器的接地端與鐵件,低壓側(cè)中性點及變壓器金屬外殼應分別接在同一接地裝置上。國家對于接地電阻有明文規(guī)范,對于100 kVA以下配變的接地裝置,接地電阻應小于10 Ω,對于100 kVA及以上配變的接地裝置,接地電阻應小于4 Ω。
大多數(shù)情況下,在視野比較空曠的野外區(qū)域建設的線路大多數(shù)是架空線路,架空線路因為設置在高空中,所以風力容易影響到架空線路,易造成架空線路傾斜,進而引發(fā)固定高架線路的土壤松動,最終影響到電力線路的輸送,有時候風力太大可能還會造成高架倒塌,所以必須做好配電線路防震設計。配電線路防震設計需要嚴格考慮風向、架設高度和地形應力引發(fā)的導線振動等問題。影響電力系統(tǒng)的正常運行的兩個重要因素主要是導線振動頻率以及振動大小。因此,設計人員需結(jié)合配電線路的實際情況,將導線防震設計落實到位。此外,在防震設計過程中,為了從根本上確保防震設計質(zhì)量,導線的安全系數(shù)、運轉(zhuǎn)能力、氣候條件和使用應力等因素都應該被考慮在防震設計中。
就目前的電力系統(tǒng)發(fā)展來看,在配電線路中存在大量的磁鐵材料的金具,比如:耐張線夾、懸垂線夾、防震錘以及并溝線夾等,都與電路當中的導線進行直接的接觸。這樣就會導致這些材料的金具在電力運行的過程中,會產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗。因此,在配電線路當中使用低磁金具或者無磁金具都可以達到降低能耗的效果[3]。
配電線路設計是一項難度大、專業(yè)性較強的工作,需要考慮許多因素如氣候、地形、人為。因此,在配電線路設計中,必須堅持科學性、經(jīng)濟性和安全性的原則,結(jié)合配電線路工程的實際情況進行分析。在施工設計過程中一定要明確設計目的,嚴格遵守設計流程同時考慮其具體工程實踐中的經(jīng)濟因素和環(huán)境因素,提出合理有效的方案,進而為促進電力行業(yè)的高速發(fā)展提供堅實基礎。