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，為縣級區域內的縣城、村鎮、農墾區及林牧區用戶供電的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、供電不穩定、線損高等，這與農村地區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一規劃，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，要結合農村的生態環境、農耕特點等實際情況進行，要做到滿足農村地區人民生活生產及農村經濟的發展的需求，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劃區內的人口基數、供電面積、負荷基數，原高、中低壓配電網情況等原始數據，并在原始數據的基礎上結合建設改造所規劃的負荷進行供電區域的劃分，即將農網覆蓋區域劃分為若干個35kV的高壓配電網區，再劃分110kV配電網區。而10kV中壓配電網區的劃分則根據高壓配電網區設計來進行，通常情況下各配電區域不相互交織重疊，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“環網型”等有備方式發展，特別是像縣城等規模大、用電負荷大的地方，其配電方式宜采用手拉手環網型，以保證電網穩定高效運行。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：一是要結合當地實際村政設施配置與規劃，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，達到高效傳輸的目的；三是要保證全線路的安全運行，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、樓房聚集區等地，以免發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模、規劃情況，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節，其容量及數量的確認應根據其本身性能，并結合改造地區實際的生活、農業生產用電負荷以及未來十年的負荷趨勢確定，避免出現空載或過載的情況。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%。鑒于農村地區季節性農業生產用電負荷較大，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。若村莊規模大、用電負荷大且季節性農業生產負荷高，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境特點，若線路設備所處環境污穢等級為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，影響著農網安全穩定的運行。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）