摘要:本文从以下几点分析了农村电力工程设计,希望能对从业者有所帮助。
关键词:农村;电力工程;设计;分析研究
1架空电力线路等强度设计
架空电力线路等强度设计,就是在电力线路机械负荷(导线张力、风荷载、覆冰等)的作用下,使各个受力部件危险截面上的抗拉、抗压、抗弯强度做到相等或基本接近。避免短板效应,避免瓶颈,避免材料浪费。等强度设计能够保证电网在安全运行的前提下节约建设成本。
从农村配电线路金具材料分析比较发现,按国家《金具手册》生产的金具强度基本没问题,一个级次的金具"标称破坏荷重"相差不大。而非国家标准曲连板、扭连板、拉线连板、拉线抱箍等是其强度的薄弱环节。实际上,在施工现场已发生的材料事故中就有拉线抱箍、拉线连板被拉豁的事情。在拉力恒定、构件材质相同时,构件抗拉强度与其抗剪截面的大小成正比。材料事故之所以出现,是因为曲连板、拉线连板、拉线抱箍的螺栓孔距端稍的位置受限,构件要活动旋转,长了无法与下一级连接件配合,硬化,端稍实际长度要在表1基础上再增加5 mm。
有的下料偏短,抗剪截面小,不足以抵抗挤压应力时,首先由此拉豁,故成为危险截面。如图1所示,拉线连板长160 mm,宽度为60 mm,厚度为8 mm,螺栓孔直径为19 mm,A-A长度为41 mm,B-B长度为25 mm,A-A截面为328mm2 ;端稍B-B截面为200 mm2,B-B抗剪截面小,为危险截面。
每副拉线抱箍有两个端面。故拉线连板、拉线抱箍端稍B-B危险截面的有效长度不应小于表1数值。由于钢构件加工过程中会产生约2~3 mm的冷硬化,端稍实际长度要在表1基础上再增加5 mm。
10 kV电力线路配套LGJ-50及以下导线的金具破坏荷载不低于70 kN,配套GJ-25~35钢绞线的拉线材料不低于45 kN,以此进行铁附件强度校验,在危险截面的长度受限时,可增加其钢材厚度以满足线路等强度受力要求。
2 防雷设计
山区输电线路由于档距大,杆塔所处地势高,因此山区输电线路更容易遭受雷击,设计尽量采用必要防雷措施以减少线路的跳闸率。
主要防雷措施:
1)在选择高压送电线路路径时,尽量避开了雷电多发区或对防雷不利的地方;设计尽量减少大档距段的使用和在规程允许的范围内降低塔高。
2)全线架设双避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些,根据《110~500kV送电线路设计规程》规定220kV送电线路避雷线对边导线的保护角一般采用20°~30°左右,该线路属山区送电线路,考虑到线路所处地区雷暴日接近100雷暴日/年,该工程所选用杆塔防雷均采取20°保护角。
3)提高线路的绝缘水平。高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比,加强零值绝缘子的检测,保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。在设计时,充分比较各种绝缘子的性能,并充分考虑今后运行方便,分析其特性,认为合成绝缘子具有机械性能优越、抗污闪性能好、耐电蚀性优异、抗老化性能好、结构稳定性好、线路运行效率高、重量轻等优点,该工程设计中全线采用合成绝缘子。
4)降低杆塔的接地电阻。高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻,这是提高高压送电线路耐雷水平的基础,是最经济、有效的手段。
3确定送配电线路的电压
农村电力网送配电线路的电压,按国家标准主要有220 kV, 110 kV, 60 kV,35 kV, 10 kV, 6 kV, 3 kV, 380V, 220 V等几个等级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用哪个电压等级供电适当,应做全面衡量,主要应考虑以下几点:
3.1电力线路输送容量与输送距离
在电力线路输送容量和输送距离一定的条件下,传输的电压等级越高,则导线中电流就越小,线路中功率损耗或电能损耗也就越小,这就可以采用较小截面的导线。但是电压等级越高,线路的绝缘费用就越高,杆塔、变电所的构架尺寸增大,投资就要增加。因此,对应一定的输电距离和输送容量,要有一个在技术、经济上均较合理的电压。
3.2用电等级与供电的可靠性
用户的用电等级是根据其用电性质的重要程度确定的,重要用户对供电的可靠性要求高,用电等级就高。用电负荷根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度,分为三级。
一级负荷:对此种负荷中断供电,将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等。
二级负荷:对此种负荷中断供电,将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱等。
三级负荷:不属于一级和二级的用电负荷。一级负荷的供电要求有两个以上电源供电,两电源之间应无联系,或虽有联系但能保证不同时受到损坏;二级负荷的供电要求是做到故障时不中断供电;或中断后能迅速恢复);三级负荷对电源无特殊要求。
电压等级与可靠性是相关的,电压等级越高,可靠性也越高。但是,在同一电压等级中,供电的条件越好,可靠性越高。
4 农村道路照明
道路照明方式有:杆柱照明方式、高杆照明方式、悬索照明方式和高栏照明方式等4种。其中杆柱照明方式运用最广。近年来,有的农村在道路交叉路口开始采用高杆照明。现仅就杆柱照明和高杆照明作一简介。
4.1杆柱照明方式。在杆柱的顶端安装照明器,杆柱沿道路配置,这种道路照明布置方式为杆柱照明方式。其特点是照明器可以沿线形任意布置,并能有效地照在路面上,经济性、诱导性较好,因而运用最广泛。
4.2光源的选择。选择光源既要考虑其效率高、寿命长、光色和显色性好,又要考虑经济性。道路照明常用的光源有:低压钠灯、荧光高压汞灯、高压钠灯和金属卤化灯。其中高、低压钠灯的光效率最高。
4.3照明器安装高度。灯具安装越高,眩光越少,整个照明的舒适性增加,但照明的利用率下降。一般气体放电灯的杆高在10—15 m是经济的。
4.4照明器的排列方式。要使路面照度分布均匀经济,灯具的合理配置是很重要的。最基本的排列方式有5种:一侧排列、交错排列、相对矩形排列、中央悬挂排列和中央分离带排列布置方式。其中一侧排列其经济性较好,加之小城镇道路宽度不大,故较常采用。如果道路中间安装间隔,道路的宽度之间的比率要限制在一定的范围之内。
4.5高杆照明方式。在一个较高的杆子上,安装有由多个高功率和高效率的光源组装在一起的照明器,在广阔范围内进行大面积照明,称为高杆照明。高杆照明的光源选择也应考虑效率、容量、寿命、显色性等,一般采用高功率、高效率光源。多数采用大容量氖灯、水银灯、荧光水银灯、钠灯、金属卤化物灯等。在小城镇使用时,对显色性要求不高,一般可采用高压钠灯或荧光高压汞灯。
5 结语
总而言之,在电力工程的设计人员在设计农村电力工程时,要充分考虑农村的地貌形式,因为它与人民生活息息相关的基础性工程,人们给予的关注度也是相当大的,它不仅能要发挥其电能供应作用,更要在结合需求方向的基础上,确保电力工程设计更加符合安全标准,这与电力工程供电能效之间存在较大关联,其作用发挥不仅与用电需求的满足程度存在正比关系,国家经济建设指标的相对提升更需要以此为基准做出协调性规划,因此应用现代技术不断调整农村电力工程设计也就显得至关重要。
参考文献:
[1]《电力工程高压送电线路设计手册》 .北京:中国电力出版社.
[2]郭思顺.架空送电线路设计基础[M].中国电力出版社,2010(03).
论文作者:王晓磊,周宇,冯光侠,宫影
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/7
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