電力系統配電線路設計要點解析

時洋

摘 要：配電系統的質量關系著城市居民的用電體驗，現代電力系統由配電系統、輸電系統與發電系統共同構成，電能逐步經由這三個系統，被輸送到客戶的位置。配電系統內部設有多個配電設備，這些設備可以形成交換電壓，同時還能將電能直接分配出去。基于使用配電系統的需求，技術人員要處理該系統的各項使用需求，在把握設計要點的前提下，設計出了合理且可靠的電力線路。現解析基本設計要點。

關鍵詞：電力系統；配電線路；設計要點

當前使用的配電系統可以被分為低壓、中壓以及高壓三種配電系統，其內部使用的線路與設備均有所不同，發電系統輸送的電能并不能直接被被輸送給電力用戶，經由配電系統的處理后，電能才能被順利傳輸，如果配電線路存在故障情況，不僅配電工作會受到阻礙因素的影響，同時用電質量與用電可靠性也將難以達到既有的送電標準。在設計階段就要高質量地完成配電線路設計工作。現解析設計配電線路時必須關注的工作要點。

1 設計配電線路的工作流程

設計者如果想要有條理地將完成配電工作，可以對一般的設計流程進行熟悉，利用已知的配電設計材料來設計出優質的配電線路設計方案。首先要將線路設計任務接收，并掌握設計要求以及可用的設計資源，將基礎性的設計項目確定下來，具體設計設計項目包括線路電壓等級、線路的終點與起點，確定使用的導線類型，規劃線路的路徑，并將具體路徑圖繪制出來，在設計桿塔與檔距時，要以實時的氣象材料為準，線路設計人員還要根據線路設計過程中經費消耗，來確定工程預算，制定電氣材料應用清單，做好經濟性比較工作，在報批之后可形成最終的設計方案。這一流程在多種線路設計中均可被使用，具有一定的通用性。

2 設計要點

2.1 選擇使用合適的變壓器容量

變壓器是配電線路中的核心設備，在選擇變壓器時，需要重視該設備的容量設置，處于經濟方面的考量，不可過于片面地選用變壓器。變壓器具有的技術特性不同，在眾多技術特性各異的現代變壓器展開篩選時，必須結合區域用電情況，精準確定符合要求的設備容量。考慮到負荷方面的影響， 設計者還要預測配電線路被投入使用之后的動力負荷與照明需要，借助發展系數來將變壓器的實際容量計算出來，減少在選購變壓器這一環節的成本消耗。

2.2 確定安裝變壓器的位置

在進行基礎配電線路設計活動時，部分設計者會忽視變壓器的安裝位置。在給變壓器選擇合適的位置時，要從線損、低壓電壓質量要求、配電工程成本、安全設計要求以及美觀度等多個方面進行綜合考量。同時還需盡量將變壓器安裝到用戶相對密集的位置，另外還要注意以下位置選擇要點：高低壓配電線路與變壓器均不能被安置到污穢問題嚴重的位置，同時也要避開易燃以及易爆區域，地勢較為低洼的位置也不是進行配電工作，如果線路附近有易燃以及易爆場地，必須確保這類地方與線路保持了安全距離。配電線路不可跨越游泳池以及建筑物等。選擇位置時還要為線路出線工作做好準備工作，設計線路還不可忽視線路運行維護方面的工作需要，線路安裝工作應當注意短半徑、密布點以及縮減容量三個重要設計原則。

2.3 確定導線截面面積

輸電線路的導線截面，關系到輸送能力、輸送安全、過負荷能力、線路重量、桿塔受力等諸多問題，不能僅依靠滿足電能輸送量來選擇。建議根據配電網絡及預定的電壓等級，參考經濟電流密度進行選擇。也可以根據線路預訂的最大輸送容量，結合不同類型導線的材料與結構進行電氣性能和機械特性等比選，以年費用最小作為指標，進行綜合技術經濟性能的比較后確定。除經濟性的考慮，輸電線路的導線截面還要考慮技術性能與安全性能。例如，不同材質的導線在不同的溫度、載流量下的性能有所差異。根據設計規范，驗算導線允許的最大載流量時，允許溫度宜按下列規定取值：鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線宜采用+70℃，必要時可采用+80℃；大跨越宜采用+90℃；鋼芯鋁包鋼絞線和鋁包鋼絞線可采用+80℃，大跨越可采用+100℃，或經試驗決定；鍍鋅鋼絞線可采用+125℃。

2.4 選定桿塔

塔的選擇主要是考慮承受的拉力、壓力、線路的弧垂應力與不同電壓等級等，桿塔類型宜符合，常用的桿塔按其受力性質，可分為懸垂型和耐張型桿塔。其中懸垂型桿塔主要是考慮垂直受力，可細分為懸垂直線桿塔與懸垂轉角桿塔；而耐張型的桿塔又可分為耐張直線桿塔、耐張轉角桿塔和終端桿塔。桿塔按其回路數，應分為單回路、雙回路和多回路桿塔。桿塔外形的選擇與構件布置應根據導線和地線排列方式，以結構簡單、受力均衡、傳力明確、外形美觀為原則進行規劃。對不同類型桿塔的選用，同時需要結合占地所需范圍、桿塔的材質、運行維護方便、施工便利、制造工藝等因素進行優化選擇，優先選取技術先進并且經濟合理的設計方案。

考慮到普遍應用的配電線路為在平原和丘陵等地，尤其是在選擇路徑的基礎上，故架空線路的走廊一般為便于運輸和施工的非農田和非繁華地段。因此可因地制宜地優先采用拉線桿塔和鋼筋混凝土桿，以降低費用和增加施工的便利。對于山區等不便于施工的線路桿塔，應依據地形特點，配合不等高的基礎，采用全方位長短腿結構形式，這類桿塔的數量不宜太多，應特別注意桿塔的穩固性與受力的合理性。

2.5 確定線路路徑

除了將各類配電設備妥善安置之外，還要選擇出合適的路徑。路徑一般會與配電線路保持一致，用電纜材料敷設線路時，要關注線路所處的環境的情況，在設計方案中提供線路設置建議以及應對阻礙線路建設因素的方法。相比其他的設計項目，路徑選擇工作比較自由，自然因素給線路帶去的影響也比較少，但是配電線路本來的其他電力構件卻會影響到線路路徑，設計者要關注周邊住宅樓分布情況以及桿塔布置，避免出現相互影響的問題。

近年來，由于負荷密集程度的增加，部分地區新建了20kV配電網絡，或將原有的10kV配電線路升級改造為20kV，雖然這一電壓等級符合我國的國家標準與國際標準，但由于應用較少，故當地一般不存在已有工程可以提供借鑒，這時就需要設計人員向已建設的地區和設計人員借鑒經驗，并結合本地區實際進行改造創新。配電變壓器、開關設備的防雷裝置應選用金屬氧化鋅避雷器YWS，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變壓器和設備，低壓側中性線安裝低壓氧化鋅避雷器以防高壓竄入低壓出線。高、低壓避雷器的接地端與鐵件，低壓側中性點及變壓器金屬外殼應分別接在同一接地裝置上。100kVA以下配變的接地裝置的接地電阻不應大于10Ω。

3 結束語

在電網覆蓋規模被擴大的工作前提之下，配電線路也要被電力企業優化。在設計配電線路時要掌握各種設計要求，升級普通的配電線路，使其可以幫助解決各類存在于配電工作環節中的問題。在明確線路規格設計要求后，可以全面展開配電線路的工作，按照設計流程展開線路設計工作的同時，還要把握重點設計項目，在線路安裝工作中也要突出重點。通過良好的配電線路可以使電力企業進行的配電生產工作更具流程性，用戶也可長期享受穩定的配電服務。

參考文獻

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