电力系统10kV配电线路的合理选择与设计要点分析

电力系统 10kV配电线路的合理选择与设计要点分析

王建邦

国网甘肃省电力公司永登县供电公司 甘肃兰州 730300

摘要：在电力工程建设过程中，对能源的消耗是非常大的。因此，在电气设计的时候，需要重点考虑供配电线路方面，明确其设计要点，并且，需要结合节能的理念，以此在保证电气设计效果的同时，降低对能源的消耗，有利于工程实现预期的目的。本文主要对电力系统10kV配电线路的合理选择与设计要点进行分析，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：电力系统;10kV配电线路;合理选择;设计要点

引言

按照实际应用需求，在放射式、环网式与树干式中选择相应的供电模式。城市核心区与主城区采用以环网式为主，放射式为辅的联合供电模式。针对城市重要负荷，应采用独立供电模式。利用两回路或者三回路方式，在周边变电站的电源点引接，全面确保供电可靠性。城市一般负荷供电模式为环网式。针对容量小、供电可靠性较低的老城区，由于线路走廊建设难度大，可以从环网结构中引出分支线，实行放射式供电。引出点采用断路器保护，当分支点故障时能够及时切除，避免对主干网运行造成影响。在正常运行状态下，环网开环运行，主干线划分为2-3段，将断路器和负荷开关设置在适宜位置，满足“手拉手”供电需求。配网设计需要保证线路检修时负荷能够全部转移，全面加强供电可靠性。

1优化主干网架

老旧居民小区配网主干网架设计，选择铝芯架空绝缘导线与铜芯低压电缆线路。架空绝缘导线，采用电线杆架设线路方式。也可以沿着主体，采用一字铁和工字铁安装配电线路，并需确保配电线路排列水平度。低压电网中，采用TN-C-S系统，在主干线末端与分支位置设置中性线重复接地。在进户电表箱位置设置重复接地，分离PE线和N线。在选择导线截面时，必须全面分析居住小区实际情况，按照负荷规划明确导线截面。首先保证随着用电负荷的增加，配变容量也会持续增加。其次确保主干网满足用电需求，避免出现重复建设行为，减少资金浪费。随着生活水平的提升，对于用电安全性与可靠性要求也比较高，新建小区与旧小区改造，多采用铜芯低压电缆暗敷方式。由于电缆材料的造价成本高，所以必须缩短电缆路由，因存在电压损耗，低压电缆供电半径建议小于250m。比如此次研究的项目，近期负荷为853kW，计算容量为335kW，同时系数为0.4。远期负荷为1285kW，计算容量为507kW，同时系数为0.4。按照远期容量需求，配置箱式变配电所。低压主干网架选择三回路铝芯架空绝缘导线，每栋分支选择铜芯电缆，全面满足用电需求。

2电杆选型

以海南为例分析，海南四面环海，台风多发，“三高”气候环境常常给沿海电力设备带来巨大的运行风险与经济损失，根据海南省地区的气象条件，考虑到经济性、安全性和通用性，最大设计风速采用离地10m高，30年一遇10min平均最大风速，分别取30m/s、35m/s和40m/s三种场景下电杆选型进行分析。其中30m/s、35m/s场景下的安全系数及档距的选取可根据典型设计，按统一标准选取；40m/s场景下的参数选取没有依据。因此通过测算和验证，在安全性和经济性之间寻找最优方案：JKLYJ-70mm²导线（安全系数取3），档距不宜超过60m；JKLYJ-120mm²导线（安全系数取4）、JKLYJ-185mm2导线（安全系数取5）、JKLYJ-240mm²导线。10kV配电线路电杆受力计算过程中参数的选取对结果的影响较大，目前各设计单位参数的选取遵循不同的规范，如μZ为风压高度变化系数，GB50009—2012《结构荷载规范》与《工业与民用供配电设计手册（第四版）》取值标准就不一样，究竟在配电网的设计中应该如何选择。

3消防配电设计的类型中树干式设计

树干式设计一般出现在多项消防设施共同使用一条火灾少量几条主线，是现阶段消防配电体系设计中非常普遍的设计方案。线路设计过程中有些消防设施共用配电线路的情况，有可能出现部分损坏直接影响到整个功能的可能性。所以，树干式配电线路过程中经常会让一些区域的设施共同使用线路，所以，消防把控设施整体性比较强，如果出现局部损坏，哪怕在配电线路正常的情形下，指定区域里面的消防性能发挥一样会受到影响。在这种理念下的树干式设计方案中，负面影响虽然还是存在，不过绝大部分情况下依然可以比较完善地保障人员的生命财产安全，树干式设计方案能够节约非常多的导线以及开关，敷设投入成本以及后续能源损耗也非常低，在配电线路设计过程中需要重视干路的选择，确保消防配电体系中自身的稳定性以及火灾出现时响应的灵敏性。

4线路路径和长度设计

1）在线路路径和长度设计时，配电室和电箱应当接近负荷中心，这主要是避免因为线路问题，对供配电线路的运行造成不利的影响。同时，对低压线路半径进行严格的控制，一般情况下（没有特殊要求的话），可以将其控制在200m范围内，以此避免造成不良的影响。2）如果工程的单程面积相对较大的，应当配置2个或者2个以上的变电所。这样做主要是保证供配电线路的稳定性，满足工程的供电需求。在供配电线路设计时，需要在竖井区域设置配电室，这主要是避免支线重合于干线。并且，还需要注意送电问题。

5选择使用适当的新型设备

首先，要综合多方因素，选择最合适的导线，导线的影响因素主要在配电线路截面、架空绝缘和单芯绝缘三个方面。在设计输配电线路时，要尽可能高于标准等级一级的导线截面，要擅用发展的眼光看待事物，截面较大的导线可以降低输配电过程中产生的线路损失，从而节约成本，减少无功电流，实现节能降耗的目的。同时，为防止输配电过程中发生短路等问题，可以选择架空绝缘导线的方法来保障线路安全供电，此种技术不仅有效阻隔了供电线路之间的矛盾，并且在设计范围上也极具自身优势，不仅突破了线路铺设过程中的环境限制，提高了输配电线路的经济效益，而且绝缘导线的电抗能力较低，简便了维修管理工作，减少了线路的损耗，还延长了线路的使用寿命，一举几得。而单芯绝缘导线作为新型低压分裂导线，更是完全绝缘，即便是电线杆折断，都不会使其停止供电，其供电稳定性可见一斑，理所当然，单芯绝缘导线是目前配电线路建设中大力推广的设备。随着科技的发展，越来越多的高新产品被投入使用，我们要慎重选择最科学合理且合适的设备，来推动配电线路节能降耗的大力发展，打造资源节约型社会。其次，通过设备更新，应用节能型变压器，结合用户特点，采用变压器合理的经济运行模式。变压器在输配电工作中有着举足轻重的作用，变压器在实际的输配电线路运行工作中会消耗部分电力资源，目前，我国沿用的仍是传统的变压器，这一类型已经不再能满足当前电力资源输送的要求，亟需进一步优化和改善变压器类型，并通过用户用电特点，研究制定变压器经济运行模式。只有采取有效措施，降低变压器产生的能源消耗，强化控制配电电压的管理，使用新型的低损变压器，促进节能降耗工作的有序开展。

结语

在优化设计配电网配电线路时，首先要分析城市发展规划与现状，以此确定配电线路设计原则与方法，高效处理项目实施阶段的各项问题，以此确保配电线路设计质量与敷设效果，为用户提供优质可靠的电力服务。

参考文献：

[1]承诚.LNG站扩建工程配电线路优化设计与节能措施分析[J].上海煤气,2020,28(02):32-35.

[2]袁慕.电力工程配电线路路径优化设计的难点分析[J].居舍,2019,10(34):94.

作者简介：王建邦，男，生于1979年4月，汉族，中共党员，助理工程师，本科学历，2009年以来历任变电所长、供电所长。现任国家电网公司五星级供电所所长