摘要:随着工业革命的不断发展,生活中处处都离不开电,那么一个完整的电力系统主要是由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和用电构成的。随着我国供电量的加大,10kV供电量和配送的任务也繁重起来。目前,我国的电力生产、供应和销售是几乎同时进行的,这就要求我们不断地提高配电线路的技术含量,从而确保整个电力系统是安全、健康、有序的运行。
关键词:电力系统;10kv;配电线路设计;要点分析
1 10kV配电线路设计的重要性
在电力配电线路中,具有众多的等级划分,其中35kV以上电压等级线路主要负责远距离配电,而10kV配电线路则直接用于连接电网与用户,10kV配电线路是电力输送的最终环节,是整个配电系统的核心。但是配电线路因为线路长、覆盖面广、设备质量参差不齐,同时受到地理、环境等的影响,整个电能的输送过程中难免会出现故障以及线损,不仅影响了居民的正常用电,还会给电力企业带来直接的经济损失。因此,必须要在配电线路工程实施阶段,对其进行科学的设计,根据线路的实际情况,通过选择合适的电气设备、结构选型等来提高10kV配电线路的可靠性,使得其在投运后既有安全保障,也可以降低线损,实现整个电力系统的安全、稳定、经济。
2 电力系统10kV配电线路的设计原则
要想提升电力系统10KV配电线路设计的效用,每一个设计人员在进行设计研究时都要遵守相应的设计准则,详细的设计准则主要有以下三点:首先,要保证设计是否具有科学性,也就是说,在进行设计的整个过程中都需要有相关的科学的理论支持,并且这些理论必须是已经经过论证的;其次就是保证设计要安全,换言之就是研究出来的设计方法必须保障线路的安全;最后要保证设计的经济性能,也就是说设计人员要列出不同的方法运用节能的器械,保证选取的路径是科学的,这样才能在保障安全的前提下缩小成本。
3 电力系统10kV配电线路设计要点
3.1 选择合适的气象条件
倘若10kV线路的气象区环境非常复杂,或是线路很长,则可考虑分段选择气象区。在线路的设计中,气象区设计参数取值主要有电线覆冰、最大风速、最低和最高气温及年平均气温等因素,将这些气象条件综合在一起再计算数值,便能选择出最佳的气象条件区。
3.2 导体和电器的选择
《电力装置的过电压保护设计规范》里详细规范了各种等级的配电线路装置的绝缘水平以及其他要求,输配电线路在导线设计以及电器选择时应该严格根据规范进行设计。实际投入使用的电器装置所能承受的最高电压必须要大于整个电力系统的运行电压,所允许通过导体的电流也必须要大于整个回路运行过程中产生的最大电流。选用变压器的主要是利用其能够降低有功功率损耗、提高其运行效率的节能效果。变压器应优先选择SCBIO、SCBll等节能型变压器(注意:SCBll系列比SCBIO系列节电15%),它们都是采用先进工艺制造并且选用优质的高导磁冷轧晶粒取向硅钢片生成的新型节能变压器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对变压器的选择和设计时,需要考虑合理的分配用电负荷(包括一、二级重要负荷)、合理的选择变压器容量及台数,并将变压器工作在高效状态中,能够有效降低变压器的总损耗。还有一些区域对可靠性要求较高、并且重要负荷不能受到影响的,应当选用专用变压器。除此之外,外界因素也是输配电线路设计不容忽视的环节,如风力风向、气候条件、雷电等,要根据具体的外界环境对导体和电器的热稳定性以及意外的短路电流进行定值检测,还必须严格的按照设计规划对相关数值进行精密的计算。还有一点:应当考虑到整个输配电线路的长远设计,在计算值之余还要对边缘值进行规范。
3.3 对架空线路的弧垂以及导线损耗设计进行考虑
在进行常规设计之时,我们可以根据线路的直线路径的1.1倍来进行计算,然后再对预留长度进行增加也就是导线的设计长度。架空线路经常会用到的电杆有15m,18m杆,撑杆又或者是副杆常使用的10m杆,有些地质不良或者是河流边,我们则建议采用加强型的电杆,其它的常规下使用普通型号的分段电杆便可。
3.4 配电线路路径的选择
在配电线路进行路径的选择时,要做到对运行施工、维护、交通条件以及路径长度等因素进行充分的考虑,保证路径的的经济与合理。在进行路径选择之时应尽可能地避开林区、铁路、大跨越、房屋、高速公路等,对线路路径的可实施性以及安全性做到全面充分的考虑。配电线路的路径,要跟城镇的总体规划相配合,各类管线与其他的市政设施相互协调,线路杆塔的位置应该要做到跟城镇环境美化相适应。配电线路的路径与杆位的选择要尽可能地避开易冲刷地带、低洼地以及影响线路安全正常运行的相关地段。跟有着火灾危险性的生产库房以及厂房、易燃易爆材料场和可燃或者是易燃、易爆液(气)体储罐的防火间距要做到大于杆塔高度的1.5倍。
3.5 导线截面积的确定
导线截面积与线路输电能力、输送安全密切相关,关系到线路重量、杆搭受力等问题。导线横截面积的确定要综合考虑多种因素,最好根据配电网络和的电压等级确定,此外,还要考虑经济电流的密度,不同类型导线的材质和结构,然后进行科学计算最终确定。
3.6 杆搭的选择
(1)杆搭的类型
杆搭主要有两种类型,一种是悬垂型杆搭,一种是耐张型杆搭,这是根据受力性质不同所做的区分。选择杆搭时,最重要的是考虑杆搭能够承受的拉力、压力、线路的弧垂应力和不同的电压等级。这些因素的不同组合和变换就要求有不同的杆搭与之相适应。上述两种的杆搭分类中,悬垂型杆搭还能细分为悬垂直线杆搭和悬垂转角杆搭,其划分依据是垂直受力的大小,同样,耐张型杆搭也可分为耐张直线杆搭、耐张转角杆搭和终端杆搭。除此之外,杆搭按照回路数还可区分为单回路杆搭、双回路杆搭和多回路杆搭。
(2)杆搭的选择
杆搭有多种类型,在选择不同外形的杆搭时要综合考虑导线和地线的排列方式,根据不同导线和地线的排列方式进行杆搭外形的选择。构件布置也很重要,总体来说要结构简单、受力均衡、传力明确和外形美观,这是选择杆搭时的总体要求。另外,选择不同类型的杆搭时,还需要考虑占地范围、杆搭材料、运行维护和施工等方面,综合这几大因素进行最优化判断和选择。
3.7 关键线路采用双回线方式
双回线供电方式,不仅输电能力强,而且相比单回线,其安全性和可靠性方面更加优越。主干线路上合理设置开关,架设分支路线,一旦发生故障停电,将范围确定在支线路上,缩小停电范围,避免电力故障带来更严重的损失。
3.8 关于防震避雷设计
10kV的线路钢管杆、铁塔都是设有接地装置的,而没有避雷线的1~10kV配电线路,在进行架空线路跟电缆线路的转接处必须确保装有避雷器,而避雷器的接地端应该要跟接地进行可靠的连接,同时它的接地电阻应该等于或是低于10Ω。
3.9 接地设计
在进行接地设计时,值得注意的是:接地体的使用主要以水平敷设为主,垂直敷设为辅,而水平的接地体则使用准12热镀锌圆钢或者是4×40的镀锌扁钢,而接地引上线则要使用准16热镀锌圆钢,接地引上圆钢宜做到尽可能地跟避雷器或者是设备接地点的连接;垂直接地体则使用L50×5的热镀锌角钢。
结语:
总之,10kV配电线路是电力系统中重要的组成部分,其设计的质量直接关系到整个电力系统运行的安全与稳定。因此,在10kV配电线路设计过程中,应该严格控制每一个设计环节的质量,严格遵守设计原则,满足配电线路输送电力的具体需求,符合经济性、社会性的原则,提高配电线路设计工程的有效性与科学性。以促进电力企业的经济效益和社会效益的稳步提升,为我国经济持续发展和人们生活提供有力保证。
参考文献:
[1]张玮.试论10kV配电线路设计技术的要点内容[J].科技信息与应用,2013(7).
[2]黄小兵.10KV配电线路设计技术要点分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(07).
论文作者:王卫东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
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