城市配電網(wǎng)配電線路設(shè)計優(yōu)化對策

吳文慶

（東莞電力設(shè)計院有限公司，廣東東莞，523000）

1 中壓配電網(wǎng)設(shè)計

第一，10kV中壓配電網(wǎng)設(shè)計。按照實(shí)際應(yīng)用需求，在放射式、環(huán)網(wǎng)式與樹干式中選擇相應(yīng)的供電模式。城市核心區(qū)與主城區(qū)采用以環(huán)網(wǎng)式為主，放射式為輔的聯(lián)合供電模式。針對城市重要負(fù)荷，應(yīng)采用獨(dú)立供電模式。利用兩回路或者三回路方式，在周邊變電站的電源點(diǎn)引接，全面確保供電可靠性。城市一般負(fù)荷供電模式為環(huán)網(wǎng)式。針對容量小、供電可靠性較低的老城區(qū)，由于線路走廊建設(shè)難度大，可以從環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中引出分支線，實(shí)行放射式供電。引出點(diǎn)采用斷路器保護(hù)，當(dāng)分支點(diǎn)故障時能夠及時切除，避免對主干網(wǎng)運(yùn)行造成影響。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，主干線劃分為2-3段，將斷路器和負(fù)荷開關(guān)設(shè)置在適宜位置，滿足“手拉手”供電需求。配網(wǎng)設(shè)計需要保證線路檢修時負(fù)荷能夠全部轉(zhuǎn)移，全面加強(qiáng)供電可靠性。

第二，中壓配電網(wǎng)主供電節(jié)點(diǎn)設(shè)計。城市中壓配電網(wǎng)層級，包括變電站、中壓開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、終端變配電所，在變電站引出放射性供電，保證供電可靠性。然而多數(shù)區(qū)域與變電站距離遠(yuǎn)，會受到變電站中壓間隔與線路走廊影響，所以應(yīng)按照負(fù)荷發(fā)展需求，規(guī)劃設(shè)置中壓開閉所，將其作為區(qū)域供電主電源。區(qū)域內(nèi)開閉所采用環(huán)網(wǎng)式供電。為了保證供電可靠性，開閉所主接線，多采用兩進(jìn)線單母線分段接線方式，滿足N-1供電可靠性要求。開閉所進(jìn)線電源引自不同變電站。

第三，中壓主網(wǎng)架導(dǎo)線截面設(shè)計。在進(jìn)行配網(wǎng)設(shè)計時，主網(wǎng)架導(dǎo)線截面必須考慮負(fù)荷現(xiàn)狀與增長規(guī)律，確保和城市發(fā)展規(guī)劃一致。主網(wǎng)架導(dǎo)線截面應(yīng)滿足供電可靠性要求。結(jié)合允許電壓計算、經(jīng)濟(jì)電流密度計算、允許電流計算等方式，確定導(dǎo)線截面。為方便運(yùn)行區(qū)分與備件通用，應(yīng)限制中壓電纜截面選擇。主干網(wǎng)或開閉所進(jìn)線選擇300mm2與400mm2；終端變壓器選擇70mm2；環(huán)網(wǎng)選擇120mm2、240mm2。由于夏季氣溫高，大功率電器使用頻繁，極易出現(xiàn)電力負(fù)荷高峰。因此導(dǎo)線截面必須確保負(fù)荷高峰時段的運(yùn)行安全性。通過大量實(shí)踐可知，在選擇導(dǎo)線截面時，必須立足于電網(wǎng)長期規(guī)劃要求，預(yù)留充足空間。部分城市早期的電網(wǎng)規(guī)劃不注重分析。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)供需矛盾凸顯，針對不滿足實(shí)際需求的配網(wǎng)線路必須更換新導(dǎo)線。此時會投入大量資金，還會影響供電質(zhì)量與供電服務(wù)。

2 配電線路設(shè)計優(yōu)化對策

配電線路設(shè)計優(yōu)化主要針對低壓配電線路，將老舊居民住宅區(qū)作為案例分析，小區(qū)共有7棟5層建筑，在計算用電負(fù)荷時，可以劃分以下情況：其一，近期負(fù)荷，按照每戶4kW進(jìn)行分析；其二，遠(yuǎn)期負(fù)荷，按照每戶6kW進(jìn)行分析，合理調(diào)整配電變壓器容量，保證變壓器滿足居民用電需求。

2.1 優(yōu)化主干網(wǎng)架

老舊居民小區(qū)配網(wǎng)主干網(wǎng)架設(shè)計，選擇鋁芯架空絕緣導(dǎo)線與銅芯低壓電纜線路。架空絕緣導(dǎo)線，采用電線桿架設(shè)線路方式。也可以沿著建筑主體，采用一字鐵和工字鐵安裝配電線路，并需確保配電線路排列水平度。低壓電網(wǎng)中，采用TN-C-S系統(tǒng)，在主干線末端與分支位置設(shè)置中性線重復(fù)接地。在進(jìn)戶電表箱位置設(shè)置重復(fù)接地，分離PE線和N線。在選擇導(dǎo)線截面時，必須全面分析居住小區(qū)實(shí)際情況，按照負(fù)荷規(guī)劃明確導(dǎo)線截面。首先保證隨著用電負(fù)荷的增加，配變?nèi)萘恳矔掷m(xù)增加。其次確保主干網(wǎng)滿足用電需求，避免出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)行為，減少資金浪費(fèi)。隨著生活水平的提升，對于用電安全性與可靠性要求也比較高，新建小區(qū)與舊小區(qū)改造，多采用銅芯低壓電纜暗敷方式。由于電纜材料的造價成本高，所以必須縮短電纜路由，因存在電壓損耗，低壓電纜供電半徑建議小于250m。比如此次研究的項目，近期負(fù)荷為853kW，計算容量為335kW，同時系數(shù)為0.4。遠(yuǎn)期負(fù)荷為1285kW，計算容量為507kW，同時系數(shù)為0.4。按照遠(yuǎn)期容量需求，配置箱式變配電所。低壓主干網(wǎng)架選擇三回路鋁芯架空絕緣導(dǎo)線，每棟建筑分支選擇銅芯電纜，全面滿足用電需求。

2.2 優(yōu)化電表集裝箱

在單元樓1層與2層之間設(shè)置電表集裝箱，采用壁掛式安裝法將電表箱安裝在樓道內(nèi)，避免雨水侵蝕和太陽暴曬，也可以提供檢修維護(hù)便利。一般情況下，電表集裝箱可采用不銹鋼或玻璃鋼材質(zhì)。在集裝箱內(nèi)設(shè)置公用電表，將漏電保護(hù)斷路器設(shè)置在表箱進(jìn)線開關(guān)位置，同時加設(shè)浪涌保護(hù)器。優(yōu)先考慮具備遠(yuǎn)程抄表功能的智能電表，在變電所設(shè)置遠(yuǎn)程抄表終端與公變采集終端，應(yīng)用載波通信方式。

2.3 優(yōu)化架空接戶線

接戶線主要是從低壓主線引入到集中電能表箱的配電線路，多為單相兩線排列，采用架空敷設(shè)方式。也可以將PVC套管設(shè)置在單元樓門口，由套管將線路引入到表箱內(nèi)。當(dāng)同一主線的接戶線數(shù)量比較多時，可以先接入至分線箱，之后由分線箱連接到集中電表箱內(nèi)。接戶線多采用鋁芯絕緣導(dǎo)線，明確導(dǎo)線截面后，必須考慮電能表數(shù)量。比如在該小區(qū)項目中，每個單元樓設(shè)置一個表箱，內(nèi)部具有12塊電能表，接戶線選則70mm2鋁芯絕緣導(dǎo)線,確保相線截面與中性線截面一致。

2.4 優(yōu)化室內(nèi)配線

在改造建筑內(nèi)部配線工程時，部分電力暗線質(zhì)量差，導(dǎo)線截面小，對供電質(zhì)量及用電安全影響非常大。鑒于此，必須優(yōu)化設(shè)計室內(nèi)配線，室內(nèi)配線應(yīng)當(dāng)滿足安全可靠的供電要求，同時確保安裝牢固與布局合理，滿足標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范。技術(shù)人員可以按照線路絕緣層顏色，辨識地線、零線和火線。在選擇絕緣導(dǎo)線時，應(yīng)確保額定電壓大于線路工作電壓，絕緣性能滿足線路安裝及敷設(shè)環(huán)境要求，全面做好防火處理。當(dāng)導(dǎo)線穿管材質(zhì)為鋼管時，必須做好接地處理。如果多個回路導(dǎo)線集中在同一穿管內(nèi)，必須確保導(dǎo)線總截面與管內(nèi)截面比例滿足規(guī)程規(guī)范要求，絕緣導(dǎo)線絕緣電壓高于500V。

2.5 優(yōu)化接地設(shè)計

在設(shè)計配電網(wǎng)配電線路時，應(yīng)當(dāng)做好建筑接地設(shè)計優(yōu)化。一般情況下，建筑及接地裝置安裝在建筑內(nèi)部，施工操作對于鋁線規(guī)格的要求較高，應(yīng)當(dāng)確保鋁線截面在50mm2及以上。且針對不同獨(dú)立電表箱，應(yīng)當(dāng)做好接地處理，以此引入接地線，滿足建筑內(nèi)部接地線設(shè)計要求。

2.6 應(yīng)用節(jié)能低耗設(shè)施

首先，選擇適宜的變壓器，設(shè)備必須在節(jié)能減排功能上具備顯著優(yōu)勢，實(shí)用性高。同時考慮變壓器容量與數(shù)量，確保數(shù)量配置合理。在明確工作地點(diǎn)時，必須確保變壓器運(yùn)行效益。其次，在選擇線纜時，注重考慮電纜套管。該類電纜具備良好的絕緣性能，可以抵抗電流擊穿。10kV配電設(shè)備對于電纜重量及耐磨損性能要求高，所以可以應(yīng)用YJV22電纜。

3 結(jié)束語

在優(yōu)化設(shè)計配電網(wǎng)配電線路時，首先要分析城市發(fā)展規(guī)劃與現(xiàn)狀，以此確定配電線路設(shè)計原則與方法，高效處理項目實(shí)施階段的各項問題，以此確保配電線路設(shè)計質(zhì)量與敷設(shè)效果，為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力服務(wù)。