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输配电线路的合理规划设计分析张慧

发表时间：2020/10/14 来源：《基层建设》2020年第19期作者：张慧

[导读] 摘要：电力系统作为电力资源输送的重要组成部分，由若干个部分组成。

        国网山西省电力公司长治市上党区供电公司山西省长治 047100
        摘要：电力系统作为电力资源输送的重要组成部分，由若干个部分组成。包括配电、用电、变电、输电、发电等等。其中，配电网是电力系统的终端组成部分，负责与用户端进行连接。而输配电线路的规划，又影响着电能输送质量和效率。所以，在电力系统操控过程中，为了保持系统运行稳定性、安全性。同时，从根本上避免电力资源浪费问题的凸显，必须做好输配电线路的规划工作，只有如此，才能保证用户对电能的正常使用。
        关键词：输配电线路；合理规划设计
        前言
        配电线路的规划设计是否合理，关系着后期电力系统运行的稳定性和安全性，与工业生产以及人民的日常生活息息相关。尤其是目前我国经济快速发展的形势下，对电力的需求量急剧上升，配电线路的建设和改进必须和当地的自然环境以及社会环境相适应。文章首先对配电线路进行了概述，然后提出了基本的规划设计原则，最后总结了配电线路的设计要点。
        1输配电线路设计概述
        输配电线路，是指将电力资源由降压变电站输送到配电变压器的过程，也可指电力资源经电变压器被输送至用电单位。而输配电线路主要包括了两种类型。其一，是高压线。主要是指电压在3.6kV-40.5kV之间的线路。其二，是低压线。主要是指电压在1kV左右，频率低于1000hz的线路。而在具体的输配电线路设计中，应先确定输配电线路设计任务。然后，分析任务类型。最后，确定线路起点、终点、电压、导线类型、路径图等等。同时，结合具体的路径图和当地气象信息，合理化选择最优的导线横截面积、档距，达到最佳的输配电线路设计状态。除此之外，为了达到最优的输配电线路设计效果，在输配电线路具体设计环节中，必须遵从四项基本原则。即电网配套发展、合理利用能源、提高经济效益、环境保护。其中，电网配套发展是指电网建设作为一个整体，如若不能保证输电、变电设施等的同时设计，那么将引起电力资源输送效率低等问题，所以，必须保持电网配套发展。而合理利用资源，是指在电能输送过程中，应分析输配电线路能源分布情况，而后，减少对不可再生资源的浪费，达到最优的配电网骨干网架部署。
        2设计的原则
        2.1合理的利用资源
        在国内，电力的产生还是主要依靠对不可再生能源的消耗，在分析了解了能源的分布状况，要尽可能地利用和避免浪费。所以在设计输配电线路时也要合理地进行布局规划。
        2.2合理的规划提高经济收益
        我国如今的电网几乎分布在全国各处，但是输配电线路的建设依旧是需要较高的成本，尤其是在线路上输送时消耗的大量的电力，更是极大的资源浪费，也使得电力企业的经济效益大大降低。
        作为企业，经济收益总是要放在首位的，在对输配电线路的设计规划上，经济效益是必须要考虑的因素。对于不同的项目，要根据不同的地域情况，根据这个项目建设对当地的整体利益，通过严密的科学分析计算，在符合国家标准的前提下，以最小的投入换得最大的收益。采用节能降耗技术，把线路传输中的能耗重新利用，不仅提高了电力企业的经济效益，降低运输过程中的电力消耗，还使得广大用电户的日常生活工作要求得到满足，环境的保护也得到加强，以此提高经济效益，获得多重收益。
        2.3导线和杆搭的设计原则
        水平档距是指两个相邻的杆搭上导线悬挂点之间的水平距离，比载是单位长度或者单位面积的导地线所受到的压力。杆搭目前主要有两种，耐张型杆搭和悬垂型的杆搭，它们依照受力的性质不同进行分类。杆搭的选择，首要的是思考杆搭的承受能力，不同的电压等级以及线路的弧垂应力大小。不同的组合不同的搭配会选择不同的杆搭去适应。

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例如，在某工程中，线路中的某个杆搭前后两档分别距离240m和320m，设计部门已经计算好当地的气象条件影响下，导线的载比为g=56.39×10-3N/m•mm2；所受的应力大约为120，这个杆搭的水平档距计算为：
        lh=l1/2+l2/2=（240+320）/2=280m
        垂直档距的计算：
        lF=lh+σ/g（±h/l1±h/l2）=7.35m
        3设计规划方案
        3.1配电装置的正确选择
        离地面10m高的配电装置设计，是其最大风速设计。而在一些风速超过35m/s的地域，由于风速过强，应该适当的减小安装电气设备的高度，以达到加强设备与基础固定强度的目的。除此之外，配电装置还需要控制噪声，防止对居民区内的居民造成噪声污染。
        3.2导体的设计
        输配电线路的绝缘能力要符合国家规定标准，电器和导体的热稳定性能要按照标准来验算。需要注意的是，裸导体的最高工作温度应该在70℃之下，而铜芯铝线和管型导体的最大工作温度要低于80℃。位于室外的装置，需要考虑到当地的天气资料，经济能力以及设备的受力状况，进行合理科学的设计，合理的导体设计会为以后的工作维护、维修工作提供便利。设计人员在选择线路材料的时候，要尽量选择磁导率较低的材料。
        3.3导线的选择
        导线中常见的类型是有两种，电缆线路与架空线路，电缆线路在应用中有着较大的局限性，一般架空线路的使用更多一些。架空线路的铺设需要搭建杆搭，还要占用一些土地，还需要考虑居民的意见等。电缆的用处少一些，也有着架空线路没有的优点。例如电缆线路并不需要占用土地，也不用杆搭，在工作中比之架空线路也很少有故障或是事故。但也因为电缆线路的结构更为复杂，铺设过程耗时长，有较大的难度和较高的成本，一旦有故障发生，检查维修都有很大的难度，所以电缆线路的应用较少。多数是在架空线路不能铺设的地域和居民用地不便占用的时候，会选择铺设电缆线路。
        确定导线的截面积关系到线路的输电性能以及输电的安全保证，其最终确定也与线路的自重，杆搭的荷载受力等因素密切相关。设计人员最好可以依据已定的电压等级与配电网络的情况进行确定。
        3.4路径的选择
        选择的线路类型直接关系到线路路径的选择，不同的工程中不同类型的输配电线路要根据具体情况选择不同的路径，设计人员要充分地考虑到差异化。在输配电线路的铺设施工中，应提前探查所用的路径上是否有影响电缆线路正常工作的因素，例如道路、河流等。这些环境的存在对路径的选取有着极大的影响。铺设架空线路比起铺设电缆线路，就自由了许多，大多输的环境下都可以铺设架空线路，不会对环境因素和社会因素有太高的要求。但它也有它的限制，架空线路的铺设还要考虑到周围居民的想法、铺设的占地面积以及杆搭的位置分布等问题。
        4案例分析
        某个500kV架空的输电线路工程，该工程的导线使用4XJLG1A-630/45型号，设计子导线的直径为33mm，导线其自重有20.39kN/m，当地的风速大约为33m/s，该区域的地区海拔约500m，根据具体情况，按高压架空线路污秽分级标准和以往的运作经验，将该区域的污秽等级设为C级，将该区域输配电线路的最高工作相电压设计爬电比距设计为4cm/kV，为使该地区的输配电线路的绝缘性能达到国家规定的标准，该公司设计人员根据GB50545-2010第7.0.2，7.0.3条规定，悬垂串绝缘子片数为25片；然后算出XWP-300绝缘子片数为：
        25×155/195=19.9
        又按GB50545-2010第7.0.5条，式7.0.5，附录B.0.1的表B.0.1计算得出：
        n≥λU/（KLn1）=4×500×1.1/（0.9×55×1.732）=25.6片
        两次计算取得最大的计算值，最终选用XWP-300绝缘子组成悬垂串一共采用26片最为合理。
        5结语
        综上所述，我国电网建设是经济运行的基础工程，电网工程是基础性的公共设施，基质量好坏，直接影响着地区经济发展和人们生活水平质量，只有全面做好线路设计，才能保证地区建设以及国民经济持续发展。而配电线路的设计是电网建设中重要环节，各方要高度关注，在对电网设计上，实现配套发展、环境保护、合理规划的总体目标，保证配电线路的安全可靠运行。
        参考文献：
        [1]张勇.小议新建线路的规划设计以及配电线路的改造[J].中国科技财富，2011（3）.
        [2]杨宪易.浅析配电线路设计的要点[J].民营科技，2011（12）.