有关110kV配电线路的设计思路和体会

有关110kV配电线路的设计思路和体会

何子衡孟宪伟

(国网山东省电力公司郓城县供电公司)

摘要：当前110kV输电线路设计的难度和复杂程度是越来越大，作为线路安全运行的基础如果电力线路设计不合理，就将会对今后线路的施工和运维工作造成一定困难。本文就此类配电线路的设计做了简要的探究。

【关键词】110kV配电线路设计

随着国民经济的不断增长，每一个地方的电网建设迅速发展，供电可靠性进一步提高。电网输送的能力不断地增大，但是输电线路建设内部的环境及外部的空间反而是越来越小了。因此，如何最大限度地满足电网建设的需求已经是成为技术部门线路设计中的重点。

一、我国110kV输电线路的现状

当前，110kV供电线路都采取的是架空绝缘导体，这样不但可以提高线路供电的可靠性，还有效地减少了合杆线路作业时的停电次数，减少了维修的工作量，提高线路的利用率；而且能够更好地简化线路杆塔结构，甚至还可以沿墙敷设，这样既节约了线路材料，并且美化了环境道路；减少架空线路所占领一些没必要的空间，便于架空线路在狭小的通道内穿越；减少了线路电能的损失，减少了导线的腐蚀，延长了线路的使用寿命。

110kV架空配电线路的特点有以下几点：农网线路较多和供电半径长及大部分是为放射式树枝型供电线路，线路间无联络，线路分段开关数量少，线路保护设备仍然是比较简陋的。

因此在当前情况下优化110kv输电线路的设计有着非常重大的意义，笔者基于多年的工作经验从以下几个方面谈谈该线路设计的体会。

二、配电装置选择

（1）周围环境温度低于电气设备、仪表和继电器的最低允许温度时，应装设加热装置或采取保温措施。在积雪、覆冰严重地区，应采取防止冰雪引起事故的措施。隔离开关的破冰厚度，不应小于设计最大覆冰厚度。

（2）选择导体和电器的相对湿度，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。在湿热带地区应采用湿热带型电器产品。在亚湿热带地区可采用普通电器产品，但应根据当地运行经验采取防护措施。

（3）配电装置的抗震设计应符合现行国家标准《电力设施抗震设计规范》的规定。

（4）设计配电装置及选择导体和电器时的最大风速，可采用离地10m高，30年一遇10min平均最大风速。设计最大风速超过35m/s的地区，在屋外配电装置的布置中，宜采取降低电气设备的安装高度、加强设备与基础的固定等措施。

（5）对布置在居民区和工业区内的配电装置，其噪声应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》和《城市区域环境噪声标准》的规定。

（6）海拔超过1000m的地区，配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷产品，其外部绝缘的冲击和工频试验电压应符合现行国家标准的有关规定。

三、导体和电器设计选用

（1）配电装置的绝缘水平应符合现行国家标准《电力装置的过电压保护设计规范》的规定。

（2）设计所选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。设计所选用的导体和电器，其长期允许电流不得小于该回路的最大持续工作电流；对屋外导体和电器尚应计及日照对其载流量的影响。

（3）验算导体和电器用的短路电流，应按下列情况进行计算：除计算短路电流的衰减时间常数外，元件的电阻可略去不计。在电气连接的网络中应计及具有反馈作用的异步电动机的

影响和电容补偿装置放电电流的影响。

（4）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式计算。

（5）验算导体短路热效应的计算时间，宜采用主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间，当主保护有死区时，应采用对该死区起作用的后备保护动作时间，并应采用相应的短路电流值。验算电器时宜采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。

（6）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的短路开断电流，可按三相短路验算，当单相、两相接地短路较三相短路严重时，应按严重情况验算。

（7）用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动稳定和热稳定。用高压限流熔断器保护的导体和电器，可根据限流熔断器的特性验算其动稳定和热稳定。

（8）校核断路器的断流能力，宜取断路器实际开断时间的短路电流作为校验条件。装有自动重合闸装置的断路器，应计及重合闸对额定开断电流的影响。

（9）裸导体的正常最高工作温度不应大于+70℃，在计及日照影响时，钢芯铝线及管形导体不宜大于+80℃。当裸导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时，其最高工作温度可提高到+85℃。

（10）验算短路热稳定时，裸导体的最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取+200℃，硬铜可取+300℃，短路前的导体温度应采用额定负荷下的工作温度。

（11）在按回路正常工作电流选择裸导体截面时，导体的长期允许载流量，应按所在地区的海拔高度及环境温度进行修正。导体采用多导体结构时，应计及邻近效应和热屏蔽对载流量的影响。

（12）在正常运行和短路时，电器引线的最大作用力不应大于电器端子允许的荷载。屋外配电装置的导体、套管、绝缘子和金具，应根据当地气象条件和不同受力状态进行力学计算。

四、屋外配电装置架构的荷载条件

（1）计算用气象条件应按当地的气象资料确定。

（2）架构宜根据实际受力条件(包括远景可能发生的不利情况)，分别按终端或中间架构设计。

（3）架构设计应考虑运行、安装、检修、地震情况时的四种荷载组合。

运行情况：取30年一遇的最大风(无冰、相应气温)、最低气温(无冰无风)及最严重覆冰(相应气温及风速)等三种情况及其相应的导线及避雷线张力、自重等。

安装情况：指导线及避雷线的架设，此时应考虑梁上作用人和工具重2kN以及相应的风荷载、导线及避雷线张力、自重等。

检修情况：根据实际检修方式的需要，可考虑三相同时上人停电检修(每相导线的绝缘子根部作用人和工具重为1kN)及单相跨中上人带电检修(人及工具重1.5kN)两种情况的导线张力、相应的风荷载及自重等；对挡距内无引下线的情况可不考虑跨中上人。

地震情况：考虑水平地震作用及相应的风荷载(或相应的冰荷载)、导线及避雷线张力、自重等，地震情况下的结构抗力或设计强度均允许提高25%使用。

五、110kV的继电保护

110kV电网继电保护整定计算是一项十分复杂的技术工作。它要求按照一定的整定计算原则，以电网的短路电流计算为基础，进行大量反复的定值计算、比较和筛选，工作量很大。因此，怎样把整定计算人员从繁杂的计算中解放出来，成为许多专家学者和技术人员追求的目标。计算机技术的迅速发展使实现这个目标有了技术支持。从20世纪70年代后期，计算机整定计算的开发工作就开始了。由于短路电流计算的理论基础雄厚，数学模型成熟，因此在20世纪80年代用计算机进行短路电流计算得到了普及。之后在短路电流计算的基础上，沿用网络节点法的基本模式，开发了一些整定计算软件，这些软件在一部分220kV电网中的应用有了一些成功的经验，而对于110kV电网，到目前为止，还没有比较成熟的软件。这主要是由于220kV及以上电压等级的电网结构规范，相应的继电保护整定计算能够用规范的数学方法描述；而110kV电网的结构不规范，如有短线群、T接线、小电源等，这样在110kV电网的整定计算中既有用数学方法描述的确定性问题，也有大量需要用人的经验才能处理的问题。要解决这些问题，就要用到专家系统的一些基本方法，建立可修改的规则库，整定人根据整定时的具体情况使用这些规则，建立一定的逻辑关系，逻辑关系一旦建立，无论系统的其他参数如何变化，整定计算都可能自动完成。由于其逻辑关系的建立需要一定的人工干预，因此我们称这种方法为准专家系统模式的计算机整定计算。

六、防雷措施

（1）架设耦合地线

在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用，使线路耐雷水平提高。对于110KV输电线路，不仅减少反击跳闸次数，也减少了一相导线绕击后再对另一相造成反击跳闸的机率。

（2）增加杆塔绝缘

对山区的高杆塔、大跨越及雷击频繁的杆塔我们常采用增加绝缘子片数或更换成防污瓷瓶（或更换成合成绝缘子）的方法以增加绝缘来提高耐雷水平。对检测出的零值、破损、雷击绝缘子及时更换。

（3）加装线路避雷器

将线路型避雷器应用到输电线路上基于两个目的:一是应用到输电线路雷电活动强烈的线段或某些降低接地电阻有困难以及对防雷有特殊要求，以提高线路的防雷性能，另一是沿线路装设线路型避雷器以深度限制沿线的操作过电压水平。在上面这两种情况下，线路型避雷器都要承受线路遭受雷击时的冲击电流的作用，当雷击避雷线、杆塔和导线时，输电线路采用线路型避雷器虽可大大提高线路的耐雷水平，但线路型避雷器木身也必须承受一定的冲击放电电流和雷电能量的作用。

（4）装设自动重合闸

在一定的运行条件下，线路雷击跳闸是不可避免的，但应限制在一定范围内。重合闸装置是作为线路防雷的一项重要措施，提高重合闸装置动作的可靠性，可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。

结束语

随着国民经济实力不断的增强，我国的高压输电线路逐渐的呈现出距离长、容量大的特点。110kV输电线路它作为我国主要的供配电网，肩负着电能输送的重要任务，其供电可靠性将会直接导致电能输送的安全性和经济性。因此需要从以上几个方面做好配电线路的设计工作并严格按照施工工艺施工，保证施工质量。

参考文献:

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[2]魏嵬,崔文生.对配电线路设计的探讨[J].广东科技.2009(02)

[3]范文涛,李鹏飞.110kV配电线路的设计思路和体会[J].装备制造.2009(09)