杜沛穎

(山西欣奧特自動(dòng)化工程有限公司,山西 太原 030012)

0 前言

農(nóng)村用電量持續(xù)保持高位增長，每當(dāng)遇到用電高峰期，農(nóng)村用電經(jīng)常出現(xiàn)“低壓電”的現(xiàn)象，并且線路出現(xiàn)嚴(yán)重過載情況，容易引發(fā)電力事故[1]。農(nóng)村的電網(wǎng)改造顯得勢(shì)在必行，以農(nóng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全性、可靠性、智能性為基本目標(biāo)，打造社會(huì)主義新農(nóng)村示范村電網(wǎng)為最高目標(biāo)。

長治市某山村電網(wǎng)存在10 kV中壓電桿殘舊，電桿的護(hù)高不足，利用角鐵等方式加長。臺(tái)變安裝不規(guī)范，相關(guān)附屬設(shè)備如跌落式熔斷器、表箱、刀閘、避雷器、安健環(huán)等殘舊、老化或缺失[2]。低壓線路被電視、電話、網(wǎng)線、村委路燈線等線路纏繞，線路凌亂，維護(hù)檢修困難(如圖1)。由于鄉(xiāng)村道路硬化工程后，路基升高等等原因，中低壓導(dǎo)線對(duì)地安全距離不夠。低壓電桿殘舊，利用角鐵加長，電桿傾斜[3]。低壓導(dǎo)線斷股，絕緣層破損等問題。針對(duì)這些情況，本文進(jìn)行實(shí)地的調(diào)研，并做出合理的判斷，以及對(duì)地區(qū)周圍的電力發(fā)展情況準(zhǔn)確的預(yù)估，然后有針對(duì)性地規(guī)劃設(shè)計(jì)該地區(qū)的電網(wǎng)改造。

圖1 農(nóng)村電網(wǎng)現(xiàn)狀圖

1 電網(wǎng)改造規(guī)劃和設(shè)計(jì)

1.1 低壓配變的選擇

在設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)涉及臺(tái)變的新建和搬遷時(shí)，按照“多布點(diǎn)，小容量”“供電半徑不得超過50 0m”的技術(shù)原則，從而確定臺(tái)變合理點(diǎn)[4]。臺(tái)區(qū)的負(fù)荷比較集中，原有的用戶幾乎都在供電半徑500 m的要求里面，除了個(gè)別的用戶(抽水機(jī)井，果園等)；村莊用戶不多(少于200戶)，未來負(fù)荷發(fā)展比較穩(wěn)定；整個(gè)臺(tái)區(qū)的只需要一臺(tái)變壓器就可以達(dá)到供電要求。把變壓器放到負(fù)荷中心，讓低壓出線呈四周發(fā)射類型，這樣每條低壓出線承載負(fù)荷比較合理。為了供電的安全性，10 kV中壓線路不能在村莊里面經(jīng)過。

油浸式非晶合金變壓器是現(xiàn)階段配變的主導(dǎo)產(chǎn)品，油浸式變壓器出現(xiàn)過很多經(jīng)典的系列變壓器，例如：S7系列，S9系列，S11系列，S13系列等，經(jīng)過前面十多年農(nóng)網(wǎng)改造工程的努力，目前農(nóng)網(wǎng)使用的變壓器大都是S11系列[5]。而現(xiàn)在又出現(xiàn)了比S11系列，耗能更加小的SBH15系列，該系列的配變用到了非晶合金作為它的勵(lì)磁材料，這一新型的材料比老式硅鋼片的勵(lì)磁變壓器的整體空載損耗下降了4/5左右[6]。而且它的空載電流下降更是高達(dá)約85%，是現(xiàn)在配變行業(yè)中節(jié)能效果較理想的油浸式配電變壓器，特別適用于農(nóng)網(wǎng)和部分正在慢慢發(fā)展的地區(qū)等變壓器同時(shí)率不高的地方。

1.2 低壓線路的選擇

由于低壓架空線路基本集中在農(nóng)村或郊區(qū)，低壓配電網(wǎng)架空導(dǎo)線選擇著重考慮采用絕緣導(dǎo)線BLVV或JKLV[7]。根據(jù)農(nóng)村配電線路設(shè)計(jì)要求，一般要求架空線路應(yīng)采用JKLV型絕緣導(dǎo)線，檔距范圍可控制在15 m～30 m范圍，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線線徑大小作受力分析后確定每種不同線徑導(dǎo)線的控制檔距；沿墻架設(shè)應(yīng)采用BLVV或BLV型絕緣導(dǎo)線，按沿墻架設(shè)要求，應(yīng)每隔6m安裝街碼以控制導(dǎo)線受力；導(dǎo)線類型經(jīng)征求意見和組織專家評(píng)審，優(yōu)化后推薦規(guī)格型號(hào)為10種。

根據(jù)低壓絕緣導(dǎo)線優(yōu)選型號(hào)，且結(jié)合各地區(qū)的低壓架空線路的特點(diǎn)及施工習(xí)慣，推薦選取BLVV-35、BLVV-70、BLVV-120、BLVV-240四種導(dǎo)線，分別用于分支線、次主線/主線、主線。10 kV架空導(dǎo)線采用裸導(dǎo)線(JL/G1A)和絕緣導(dǎo)線(JKLGYJ)兩種，線徑分別為70/10、120/20和240/30三種。

使用絕緣導(dǎo)線，避免高空墜物帶來的線間短路跳閘；緩解和解決樹與線的矛盾時(shí)，使用絕緣導(dǎo)線；線路經(jīng)過街道和人口密集的地方，為了老百姓的安全著想，使用絕緣導(dǎo)線；在嚴(yán)重污染地區(qū)，周圍的環(huán)境容易對(duì)裸導(dǎo)線進(jìn)行腐蝕的，使用絕緣導(dǎo)線。

1.3 進(jìn)戶線與低壓電能表的選擇

進(jìn)戶線應(yīng)使用絕緣導(dǎo)線，線徑應(yīng)根據(jù)負(fù)荷選擇，但農(nóng)村鋁芯線不應(yīng)小于10 mm[7]。進(jìn)戶線在靠近建筑物處，應(yīng)套管加以保護(hù)。進(jìn)戶線連接方式一般不采用連接金具，使用綁扎方法進(jìn)行連接時(shí)，應(yīng)滿足如下要求：

綁扎連接應(yīng)接觸緊密、均勻、無硬彎，弧度一致；綁扎用的綁線，應(yīng)選用與導(dǎo)線同金屬的單股線，其直徑不應(yīng)小于2.0 mm。

采用“一戶一表”的計(jì)量方式，裝設(shè)末級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，使用低壓電能表。推進(jìn)配電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)化和智能化，實(shí)現(xiàn)低壓用戶智能電表和低壓集抄全覆蓋。推廣費(fèi)控計(jì)量設(shè)備，對(duì)專變用戶，可通過負(fù)荷管理終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程費(fèi)控，或選擇安裝售電管理裝置實(shí)現(xiàn)本地費(fèi)控模式；對(duì)低壓用戶，通過費(fèi)控電能表與低壓集抄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低壓客戶的遠(yuǎn)程費(fèi)控。配電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)化終端設(shè)備統(tǒng)一接入省級(jí)集中計(jì)量自動(dòng)化主站系統(tǒng)。

2 具體項(xiàng)目實(shí)施

2.1 10 kV中壓部分的實(shí)施

由于臺(tái)區(qū)的供電半徑超過500 m，僅僅通過移動(dòng)變壓器臺(tái)架重新建立單個(gè)新臺(tái)區(qū)，不能解決供電半徑的問題。所以只能通過再建一個(gè)新臺(tái)區(qū)(山村#2臺(tái)區(qū))，并對(duì)原有的臺(tái)區(qū)進(jìn)行負(fù)荷拆分，兩臺(tái)配變(山村公變、山村#2公變)同時(shí)對(duì)山村的所有用電負(fù)荷進(jìn)行供電。最后選擇合適的10 kV中壓線路的T接點(diǎn)，再建新的低壓臺(tái)區(qū)(山村#2臺(tái)區(qū))。

1) T接點(diǎn)的選擇：當(dāng)確定好新臺(tái)區(qū)的位置之后，就近選擇中壓線進(jìn)行T接，但是需要注意幾個(gè)點(diǎn)：T接點(diǎn)到新臺(tái)區(qū)之間的中壓線路最好不經(jīng)過村莊內(nèi)部；盡量減少新建10 kV中壓線路的耐張和轉(zhuǎn)角；盡量不要和110 kV、35 kV的高壓線路交叉等等。

綜上所述和臺(tái)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)情況，我們選擇了平坦線F03的130號(hào)電桿進(jìn)行T接。

2) 線路路徑的選擇：10 kV中壓線路T接于平坦線F03的130號(hào)電桿，新立10 kV山村分支線#01-#07電桿到新建臺(tái)區(qū)的位置，桿上新架設(shè)3*JL/G1A-70 mm2，如圖2。

圖2 臺(tái)區(qū)的中壓路徑圖

2.2 0.4 kV低壓部分的建設(shè)

1) 變壓器位置的選擇：通過到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地勘察，山村公變位置還是放在原來的位置，只需要把新建的配變放到原有的臺(tái)架上；山村#2公變位置位于村莊的南面，村路口和省道交叉路口的東北方向。

2) 變壓器大小和型號(hào)的選擇：山村現(xiàn)有低壓用戶145戶左右，戶均容量按照1.5 kW～2.5 kW，配變的功率因數(shù)按照0.8～0.9，同時(shí)率按照0.6～0.8，最近一年負(fù)荷凈增加了20 kW，配變負(fù)載率按照40%～50%。通過上一章第一部分的公式及容量表，選出了山村配變的容量為315kVA。

山村#2配變的容量為200kVA。兩臺(tái)配電變壓器都采用更加節(jié)能的SBH15-M系列的配變。

3) 0.4 kV低壓線路供電方式和變壓器0.4 kV低壓出線：低壓線路采用樹干式供電方式，供電半徑不超過500 m。山村公變臺(tái)區(qū)新建0.4 kV低壓出線2回，其中：#1開關(guān)(250A)出線規(guī)格為BLVV-120，供山村臺(tái)區(qū)西南方向區(qū)域照明、生活負(fù)荷；主干線架空導(dǎo)線先后沿道路，采用沿桿敷設(shè)方式敷設(shè)；#2開關(guān)(250A)出線規(guī)格為BLVV-120，供山村臺(tái)區(qū)東南方向區(qū)域照明、生活負(fù)荷；主干線架空導(dǎo)線先后沿道路，采用沿桿敷設(shè)方式敷設(shè)。

山村#2公變臺(tái)區(qū)新建0.4 kV低壓出線1回，其中：#1開關(guān)(250A)出線規(guī)格為BLVV-120，供山村臺(tái)區(qū)東南方向和省道兩旁區(qū)域照明、生活負(fù)荷；主干線架空導(dǎo)線先后沿道路，采用沿桿敷設(shè)方式敷設(shè)。

4) 接地方式：山村臺(tái)區(qū)低壓系統(tǒng)接地方式采用了TN-C系統(tǒng)，配變的低壓出線側(cè)中性點(diǎn)接地，其他的中性線還需在干線和分支線終端處、用戶側(cè)設(shè)置重復(fù)接地，主要材料如表1。

表1 重復(fù)接地主要材料

5) 無功補(bǔ)償一直是農(nóng)村電網(wǎng)的痛點(diǎn)，而當(dāng)前對(duì)于農(nóng)網(wǎng)最好的無功補(bǔ)償方式，應(yīng)該屬于桿上變壓器的補(bǔ)償了。有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：靠近低壓用戶；極高的補(bǔ)償效率；安裝方便、操作簡(jiǎn)單、投資小等等。所以，該項(xiàng)目使用桿上配變補(bǔ)償方式，補(bǔ)償容量按變壓器容量的30%。

3 總結(jié)

這次對(duì)于農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目增大了線徑提供電能輸送后，電壓偏差計(jì)算值約為6.99%，線路末端電壓預(yù)計(jì)可維持在198V以上，有效解決了低電壓?jiǎn)栴}。新建臺(tái)區(qū)轉(zhuǎn)接約50個(gè)用戶，配變負(fù)載率約為40%，戶均配變?nèi)萘繛?.6 kVA，解決了負(fù)荷增長問題；完成了對(duì)舊設(shè)備/線路的全面更換改造，采用符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和掛網(wǎng)運(yùn)行規(guī)定的全新產(chǎn)品，有效消除安全隱患，顯著提高供電可靠性。項(xiàng)目實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)智能電表覆蓋率100%和低壓集抄覆蓋率100%，顯著提高了電網(wǎng)信息化、智能化水平。

在農(nóng)村用電方面還需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)網(wǎng)每個(gè)工程進(jìn)行安全管理，確保設(shè)備安全運(yùn)行；強(qiáng)化農(nóng)民的用電安全意識(shí)等等。