基于农村电网特性的配电网线路改造研究

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年9期   作者:张帆 朱秋轶
[导读] 为提升分布式能源接入电网整体运行的可靠性。本文将针对农村电网特性提出线路改造解决方法。
        摘 要:近10年来,我国经济高速发展,能源枯竭问题也随之产生,分布式发电作为可再生能源,以发电资源充沛、较少受地域限制、清洁可靠等特点被诸多地区采用,各地区发挥自身农村区域优势,大力推行分布式能源并入农村电网,问题也随之产生。由于分布式能源随机、间歇的特点,并网后对农村电网稳定性影响较大。为提升分布式能源接入电网整体运行的可靠性。本文将针对农村电网特性提出线路改造解决方法。
关键词:农村电网特性;配电网;线路改造
1 农村各级线路导线截面的选择
目前,已有许多学者研究得出,配电网的线路参数对配电网电压产生影响。节点电压与线路长度及线径面积有关。故为提升农村配电网在分布式能源接入时的可靠性,应合理选择各级线路的导线截面。
1.1 导线截面选择的基本原则
1)机械强度能否达到标准要求是导线截面选择的必要条件之一。
2)所选导线截面必须满足发热条件。3)针对110kV及以上的电力网,在线路未出现或不出现全面电晕时,需提前测度其相应导线的最小直径。4)在满足前三条原则的前提下,可根据经济电流密度选择截面。对于临时性供电线路或架空线路遇大跨越处,可不按经济电流密度选择导线截面。5)未经特殊调压设备的高压配电网、低压配电网,依据容许电压损耗的条件选择。6)提前做好未来5~10年的负荷预测,根据预测结果选择导线截面。7)合理控制同一配电网中导线的截面、型号。针对农村的配电网线路改造中可将各电压等级电力网的干线截面定型化。
1.2 按允许电压损耗选择导线截面
导线截面公式为:

P—通过各线段的有功功率,kW
L—线路长度,km
R—导线材料的电导率
△U—线路电阻上的电压损耗,kV
UN—线路额定电压,kV
2 实例分析
        如目前存在一条66kV线,带有变压器一、变压器二、变压器三、变压器四和变压器五等共7个变电所,最大负32.96+j15.33MVA,平均负11.68+j4.77MVA,最大电流292.11A,平均电流137.72A,首端平均电压66kV,线路全长134.733km。该线路所带各变电所1月份和8月份(冬季和夏季代表月)负荷情况见表1。且理论线损率2.04%,几乎是线损率要求的2倍,末端最低电压63.20kV。
表166kV线路所带负荷情况表




        线损率高的原因分析:线路长,分支多,主干线截面细,结构复杂。该线路由6段LGJ-240主干线和9段LGJ-120、LGJ-95、LGJ-70的分歧线构成,全线呈树状,结构复杂,变压器之间存在“树干”部分绝大多数是所有负荷的必经之路,然而其导线有效截面却是240mm2,且长度达15.14km,电阻高达1.987Ω,导线截面的选择、控制的不合理,构成了全线路的“瓶颈”,成为全线损耗的主要部分。
3 思考农网配电线路工程施工中各种问题的处理措施
3.1 解决桩位偏差问题

        在施工开始前,施工单位必须要求设计人员赶到现场,对施工人员进行必要的技术交底,并指导施工单位的技术人员进行复测。施工单位的技术人员在复测直线杆塔桩位时,必须以两根相邻的直线桩为基础,采用正倒镜中法复测杆塔桩位,确认桩位处于线路的中心线上。在复测转角杆塔桩时,应采用一测回法复测线路转角的水平角度值,其偏差不能超过±1'30''。在复测过程中,还须注意桩中心的高度及桩的高程。线路复测结束后,施工单位须根据图纸进行基础测量,编制分坑尺寸明细表,将图纸上每个电杆的基坑进行现场定位(即分坑)。
3.2 解决基础施工不到位问题
解决基础施工不到位的问题,首先应要求施工单位严格按照图纸进行基坑施工,并积极管控基础施工过程中的各个细节。在进行现浇混凝土作业时,必须仔细检查水泥的品种、级别、包装、重量、强度、安定性,并掌握好混凝土原材料的质量。在选用细骨料(砂)时,宜选用平均粒径0.35mm~0.5mm的中砂,并严格管控砂的含泥量(表1),细骨料细度模数应控制2.3~3.0。
表1中砂含泥量上限



        在选择粗骨料时,宜选用粒径在20mm~40mm的中石(天然卵石或人工碎石均可)。须对每批石子进行质量检验,碎石、卵石的最大粒径不能超过结构截面最小尺寸的1/4,还须仔细检查石子中含泥量、针、片状颗粒含量:若混凝土强度等级超过C30,则粗骨料中的含泥量必须小于1%、针、片状颗粒物含量必须小于15%、含石粉量必须小于1.5%;若混凝土强度等级小于C30,则粗骨料中的含泥量必须小于1%、针、片状颗粒物含量必须小于25%,含石粉量必须小于3%;若混凝土强度等级小于C10,则粗骨料中的含泥量必须小于2.5%、针、片状颗粒物含量必须小于40%。在浇筑混凝土前,必须清除基坑内积水;若现场属于软弱地基,还须通过客土回填进行处理,或对基坑采取必要的支护措施。在浇筑混凝土过程中,须控制好混凝土的坍落度,一般来说,混凝土坍落度应控制在3cm~5cm。浇筑混凝土应分层捣固,应尽量采用机械振捣。浇筑混凝土后12h,对混凝土开始养护:在混凝土基础表面覆盖湿的稻草,并经常向稻草上浇水。养护时间不能少于5天。混凝土基础埋深偏差不允许超过80mm,钢筋保护层厚度偏差不允许超过5mm。
3.3 解决杆塔、放线施工中的问题

        若采用汽车吊立杆,须将汽车吊停放在适当的位置,放好支腿。若现场土质较为松软,还要支腿下填上面积较大的厚木板。在起吊管杆过程中,必须控制好转杆的速度;还须保护好管杆的插接部位,防止杆位脱节。起吊管杆的钢丝绳,应拴在管杆重心以上0.2m~0.5m的部位,管杆吊入基坑后,须进行校正,并填土夯实。然后,技术人员需要使用经纬仪,检查直线电杆结构倾斜。方法是将经纬仪安置在线路中线辅助桩上,瞄准杆顶的中点,然后将望远镜下旋俯视直线杆根部中心点,若直线杆根部中心点与竖线重合,则说明没有电杆没有出现倾斜。检查完毕后,施工人员才可解下电杆上的钢丝绳。若发现电杆出现倾斜,则须进行正杆。

        在放线施工前,首先必须清除线路通道内的树障及其他障碍物,并在电线横担上安装开口滑轮,把导线放入轮槽内。常用的放线方式有人力放线、机械放线、张力放线,需要施工人员须根据现场的实际情况自主选择放线方式。若采用人力放线,应根据导线截面的大小以及放线距离长短,合理安排拖线的人数。由放线员、引线员统一指挥人力拖线,拖线时应保持拖线的方向直行,严禁走“S”形路径,拖线速度应均匀,避免对导线造成不必要的损伤。拖线时,各相导线应平行展放。在放线过程中,还需要派专人沿线实时检查,防止导线与坚硬的物体(如岩石)进行摩擦。若在放线过程中发现导线有断股、或较为严重的损伤,必须在导线上做好标记,并及时进行处理。
结束语:
目前,我国农村电网的线路仍需进一步的改造和提升,这一目标的达成需要我国各部门如经济部门及电力部门等的高效协同,通力合作,提高农村配电网可靠性,保障用户用电安全。
参考文献:
[1]周孝信. 陈树勇. 鲁宗相. 等.能源转型中我国新一代电力系统的技术特征[J].中国电机工程学报,2018,38(7):1893-1904+2205.
[2]舒印彪. 张智刚. 郭剑波. 等.新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J].中国电机工程学报,2017,37(1):1-9.
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