基于电力系统中低压配电线路设计问题探究

基于电力系统中低压配电线路设计问题探究

彭元忠

彭元忠

(湖南省电力公司常德供电公司)

摘要:近年来，受益于科技进步,电网企业得到了快速的发展。受信息技术、计算机技术的影响，我国电网中的配电系统也逐渐迈向信息化和自动化，未来也将进一步实现和推进智能化和数字化。供电稳定的前提和基础是确保电网中低配电系统的高可靠性。目前我国供电系统线路设计方面还存在一定的差异，中低压配电网作为电力系统中的重要组成部分,是向用户提供稳定电能的关键环节，确保中低压配电系统的高效、安全和优质是目前重要的研究课题。

关键词:电力系统；中低压；配电线路；设计；问题

电力系统中低压配电线路的设计水平，直接关系着电力系统的供电质量，从根本上影响着电力企业的整体运行效益。中低压配电系统是服务于用电客户的关健体系，直接影响一方经济发展和社会安宁。所以，作为中低压配电线路设计人员，应该从实际工作出发，切实从线路设计的实际应用着手，做好中低压配电系统的设计工作。

一、中低压配电线路设计对电力系统的重要性

电力系统对配电线路按带电电压划分为高压、中压、低压3个等级。35kV及以上的高压配电线路一般用来支配远距离的配电，10～20kV中压配电线路和400V及以下低压配电线路则主要用来连接电网和用电客户。中低压配电线路作为电网电力输送的最终且最重要的环节，是整个电力系统配电的核心。通常情况下配电线路一般较长、覆盖面广、地理条件和气候环境差异较大，配电线路设备质量参差不齐、因此造成部分中低压配电线路运行过程中，出现故障甚至断线倒杆等不容忽视的问题，直接影响居民用电和电力企业的形象等。因此，优化中低压配电线路设计，合理选择电气设备，关乎中低压配电线路供电能力和安全经济运行，关乎用电客户电能质量和供电可靠性，更关乎一方经济发展和社会安宁。

二、中低压配电线路路径浅析

2.1线路路径

中低压配电线路路径应符合国家相关法律、法规和电力行业的相关规程、规定，它涉及变电站、用电客户和分布式电源分布情况以及当地的区域用电规划，应充分考虑区域地理状况、经济特征、负荷密度、负荷类型等多种因素，利用现有谷歌地理信息资源，初步选择线路路径方案，它的可行性应经现场调研核实。路径方案即要符合近期区域负荷发展需求，也要符合中远期区域中低压配电网架优化和调整需要。

2.2线路路径的选择与优化

对初步选择的中低压配电线路路径方案应从以下几方面进行优化：①安全性最好。中低压配电线路严禁跨越易燃易爆环境的工业区，接近易燃易爆环境的工业区、跨越和接近其它建筑物时应满足规程规范要求，确保线路有一个安全可控的运行环境。②环境友好。中低压配电线路路径应避开原始森林区，尽量避开城市自然景观区和绿化带；通过果林、经济作物林以及城市绿化灌木林时，可不砍伐通道。③性价比最优。要尽量缩短线路路径长度，避免出现过多的转角和迂回；应避开洼地、冲刷地带和不良地质地区；在尽量缩短电气距离的前提下减少单位造价。④施工、运行维护最方便。在满足规程、规范的前提下，中低压配电线路路径应尽量靠近公路、街道和车辆可通行的区域。

2.2中低压配电线路线杆位置的测定

中低压配电线路线杆位置的测定应在确定最优、最安全的路径之后。可采用标杆测量法、经纬仪测量法或GPS坐标定位法进行测量定位。

三、中低压配电线路设计分析

中低压配电线路的设计一般分三步实施，即编制设计说明部分、机电设备部分以及杆塔基础部分。

3.1编制设计说明分析

中低压配电线路设计说明应能正确反映设计内容和设计理念。编制设计说明前应收集：①线路路径气象资料，②地形、地质和地貌状况，③负荷分布、负荷特性和参数，④区域中低压配电网规划等资料。

综合上述资料，依据国家相关法规和电力行业规程规范，制定设计方案。根据设计方案编制设计说明。设计说明内容：①中低压配电线路设计的编制依据、工程概况、参考数据、标准和设计基本原则；②工程概况必须体现设计线路的具体起始位置和终点位置、线路路径的总长度、线路受电电压等级、线路路径所处的地形地质地貌、污秽等情况。③分析电缆线路敷设方式、回路数和杆型及特殊杆塔位置等相关数据；④分析线路路径走向，选择合适的线路曲折系数，尽量缩减线路路径长度。⑤分析线路的地形、地质、地貌及水文情况，尽可能的不占用绿化园林带、工农业区和矿区。

3.2中低压配电线路机电设计分析

根据区域中低压配电网电力规划对线路供带负荷要求选定导线型号。中低压配电线路机电设计分析应从设计气象条件选择入手，分析导线的受力状况，配置、选择合适的导线应力参数和防护措施；分析线路的过电压状况，选择合适的绝缘配合和绝缘子参数，分析金具等材料和设备的受力状况，选择合适的金具、器材参数和型号。合理的运用好线路机电设备的设计与分工。从机电安全系数、平均运行应力和最大发挥空间着手，对机电做规范有效的设计与处理。

3.3中低压配电线路杆塔基础设计分析

中低压配电线路杆塔、基础设计首先应分析杆塔、拉线等装置的受力状况，使用基础模板或者规范的数据测试，选择适用性强的优质杆塔类型和基础类型。

四、中低压配电线路设计的具体操作方法

中低压配电线路进行优化设计分析后，必须采用行之有效的设计方法得到设计成果，其具体方法有以下几点：

4.1导线垂直弧形垂直法

采用导线垂直弧形垂直法，能够有效检测配电线路所处的较为准确的地理位置，从而为线路作出最佳地理位置分析。通过导线最低点与地面的垂直弧面来确定中低压配电线路运行的最佳范围。若出现弧垂差距过大时，需要调增导线和电杆的荷载；若出现垂弧不偏不倚，则可以放心的进行低压配电线路的设计。此方法还能有效的将高差值控制在5.0%以内，大大降低了设计误差的出现。

4.2防雷措施

众所周知，中低压配电线路承载着大量的电能输送，在雷电多发危险区域，预防不当容易造成雷击短路事故，甚至威胁生命财产安全。防雷措施①是以合适的绝缘配合选择耐雷特性好的中低压配电线路的器材。②是在多雷区的中低压配电线路上安装带间隙氧化锌避雷器或防雷金属套。③是对中低压配电线路杆塔接地等措施，可有效预防雷电的袭击。

4.3低压配电线路短路预防—剩余电流保护器法

低压配电线路接地短路时常常会出现剩余电流，利用剩余电流对低压配电线路进行有效保护可以降低低压配电设计时的顾虑，简化设计的程序和步骤。其具体操作方法为安装自动的剩余电流保护器或者组合类保护器，终止对接地的低压配电线路供电，待接地消除后恢复供电。

结语

综上所述，设计方案的科学性和可行性直接影响着具体项目的实施效果。中低压配电线路的设计成果的优劣，对企业整体经济效益具有较大的影响。笔者认为中低压配电线路的设计应注重区域规化，从线路导线、杆塔受力分析和电气分析入手，优化排列方式和材料设备选择。大胆使用经过验证的新技术、新材料、新设备。力求设计方案完整新颖、安全实用。使中低压配电线路设计达到资源节约、环境友好、安全可靠，便于运维的目标。总之，中低压配电线路设计是一项复杂的工作，需要设计者深入电力系统的运行现场，综合各种因素，制定出最佳的线路敷设方案，实现系统高效优质、安全运行，为经济社会和电力企业的可持续发展提供重要的保证。

参考文献：

[1]王光明.电力系统中低压配电线路设计[J].中国电力教育，2014

[2]魏忠初，倪红献，王天群，等.电力系统中低压配电线路设计[J].城市建设理论研究，2015

[3]唐秀伍.电力系统中低压配电线路设计[J].建材发展导向（下），2014

作者简介：

彭元忠，1963年12月22日，男，汉族，籍贯:湖南省常德市澧县，职称:中级职称（电力工程技术），学位:无，研究方向:输配电线路设计，单位:湖南省电力公司常德供电公司