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高低压电器设备平、剖面图、
电力电缆路径图
主要工程量表
电缆敷设表
杆塔明细表等
3)设计类型
根据不同的工程性质,可以把他们分为以下几类:
配电网基建项目
即配电网网络的新建、改造、调整负荷等工程归属此类。
配电网技改项目
对电网中的一些技术落后、效率低、易损耗的设备进行技术改造或更换,使电网更稳定、经济地运行。
配电网业扩项目
中压趸售电量用户在供电营业所报装后,为其配套建设的将电网接火点接入用户的工程。
配电网修理项目
配电网中一些可能导致电网运行故障的残旧、已损坏设备的修理,被堵塞的预埋电缆管道、电缆沟的疏通等工程。
配电网中间层项目
对一些公用配电变压器,0.38kV线路的改造项目。
3.设计依据和规范
1)设计依据
设计任务书或委托书
小区规划图
建筑总平面图等
2)设计规范
是指导设计人员进行设计工作的标准文件,常用的设计标准及规范有:
GB_50217-2007电力工程电缆设计规范
GB_50061-201066kV及以下架空电力线路设计规范
GB_50054-1995低压配电设计规范
GB_50053-199410kV及以下变电所设计规范
GB_50052-2009供配电系统设计规范
GB50059-199235~110kV变电所设计规范
GB50060-19923~110kV高压配电装置设计规范
DL/T621-1997交流电气装置的接地
DL/T599-1996城市中低压配电网改造技术导则
JGJ16-2008/J778-2008民用建筑电气设计规范
Q/3SG-1.03.01-2001深圳电网中低压配电设备技术规范及选用原则
Q/CSG10703-2009中国南方电网城市配电网技术导则
标准电气图形符号
地方电气装置其他规程
地方电气装置其他有关规定
4.电网规划
1)现状分析
网架结构水平即根据相关规程对线路供电半径进行分析,找出供电半径过长的中低压线路进行改造。
负荷供应能力即对配电变压器的容量、负载和分布进行分析,找出重过载变压器和线路进行改造。
装备技术水平即找出技术落后,残旧的设备进行改造。
中间层网络与主干网络衔接状况即中间层网络的负载情况,及时解决问题。
窃电情况,找出窃电现象的主要原因,分析对策,遏制窃电违法行为。
负荷预测
分析历史用电情况
了解当前规划状态
预测未来要达到的负荷水平
2011~2013年各变电站10千伏负荷计算方法如下:
以前一年度报装负荷为基础,考虑原负荷的自然增长、报装负荷转化为实际负荷等因素,具体计算公式为:
110千伏变电站10千伏侧2011年最高负荷=110千伏变电站10千伏侧2010年最高负荷×
(1+自然增长率)+报装负荷×
需用系数;
其中:
2010年10千伏侧实际最高负荷是指正常方式下(不包括停转电方式)最高负荷;
自然增长率一般取值2%~5%,需用系数一般取值0.1~0.4。
若是新建一个地区的话,可以按照单位负荷指标来确定负荷,如:
普通住宅4kW/户
高级住宅10kW/户
办公楼、招待所80kW/户
商场、宾馆100kW/户
同时系数10%-40%
亦可参照相同或相似地区的负荷来取值。
2)网络结构设计
配电网层次
配电网一般为变电站、开关站、二级开关站、配电站四层。
在负荷相对密集的地区只有变电站配电站两层。
公用网络是由许多条馈电线路以规定的接线方式组成的,所以馈电线是组成配电网的单元。
研究馈电线的接线方式是配电网规划的基本工作。
标准接线形式
放射式:
直接由变电站出线向用户专线供电,设备简单,运行维护方便,事故少,可靠性高。
但是专线投资大,变电所出专线投资大
树干式:
由变电所出公用线向用户供电,线路沿主要街道敷设,T接入次要街道的分支线再由分支线路T接入用户。
这种方式投资小、线路多、节点多、分布广、可靠性低。
只适用于小用户,不重要用户。
单——双电源环网式:
把同一(不同)变电站的两条线路的末端连接,形成单(双)电源手拉手运行的方式。
大大提高了供电可靠性也见笑了检修停电范围,可以对用户提供无间断供电。
N供一备式:
把同一(不同)变电站的多条线路的末端连接,再将一空载线路接入联络点形成多电源N供一备的方式。
三、配电网络线路
1.电缆线路
电力电缆(powercable),用于传输和分配电能的电缆。
常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。
在电力线路中,电缆所占的比重正逐渐增加。
电力电缆是在电力系统的主于线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品,其中包括1-500KV以及以上各种电压等级,各种绝缘的电力电缆。
1)基本结构
电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。
(1)线芯
线芯是电力电缆的导电部分,用来输送电能,是电力电缆的主要部分。
(2)绝缘层
绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离,保证电能输送,是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。
(3)屏蔽层
15KV及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。
(4)保护层
保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入,以及防止外力直接损坏电力电缆。
2)电缆的分类、型号
按电压等级分类
1、低压电缆:
适用于固定敷设在交流50Hz,额定电压3kv及以下的输配电线路上作输送电能用。
2、中低压电缆:
(一般指35KV及以下):
聚氯乙烯绝缘电缆,聚乙烯绝缘电缆,交联聚乙烯绝缘电缆等。
3、高压电缆:
(一般为110KV及以上):
聚乙烯电缆和交联聚乙烯绝缘电缆等。
4、超高压电缆:
(275~800千伏)。
电力电缆的型号:
1.用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点。
如用Z代表纸(zhi);
L代表铝(lv);
Q代表铅(qian);
F代表分相(fen);
ZR代表阻燃(zuran);
NH代表耐火(naihuo)。
2.用数字表示外护层构成,有二位数字。
无数字代表无铠装层,无外被层。
第一位数字表示铠装,第二位数字表示外被,如粗钢丝铠装纤维外被表示为41。
3.电缆型号按电缆结构的排列一般依次序为:
绝缘材料;
导体材料;
内护层;
外护层。
4.电缆产品用型号、额定电压和规格表示。
其方法是在型号后再加上说明额定电压、芯数和标称截面积的
3)电缆线路的优点
占地少、可靠性高、维护量少、安全性好
4)电缆线路的敷设方式
排管敷设
排管敷设时,一般采用Φ150玻璃钢管。
土建施工时预埋管需破复路面,当遇到不可破的路面或造价高路面时需采用顶管敷设的方式,此时采用Φ150PE管、建两口顶管工作坑。
新建排管敷设时距离70-80m需建一口直通井。
拆除排管内电缆时,拆除量不计。
当排管敷设到有出线间隔的电房、环网柜时。
可预留三米盘长、建三米圆盘工井。
、
排管敷设时400米左右电缆加一中间头,建中间头井、需在盖板处标出中间头。
排管敷设时遇转角,T接处需开挖转角井,三通井,十字井。
沿沟敷设
沿沟敷设时,一般不采用保护管。
沿沟敷设时,20m建一座直通井。
沿沟敷设时,电缆中间头处不建中间头井。
拆除电缆沟中的电缆时,拆除量按原电缆的80%计
沿沟敷设时,揭盖电缆沟盖板按沟长度的30%计
沿沟敷设到有出线间隔的电房、环网柜时。
可预留三米盘长、不建三米圆盘工井
桥架敷设
当电缆敷设遇到河流、山谷等大跨越处或平贴屋顶处敷设应采用桥架敷设
桥架敷设时电缆应穿Φ150涂塑钢管。
桥架大小应按照电缆根数,预穿保护管。
跨河沿桥敷设的桥架应于敷设的一侧在桥上打桥架支架用以承托桥架。
5)电缆线路的设计原则
设计与城市发展相结合,逐步的稳定的推进城市建设。
满足负荷需求。
分层分区、层次清晰、区块划分合理。
简单易行、利于运行,避免过度复杂的网络结构。
避免主回路迂回、供电半径过长,主回路节点、分段过多,缩短主回路成环的建设周期。
尽量设计成两供一备、三供一备的标准接线方式,若无法尾端成环,则尽量靠近尾端联络成环。
2.架空线路
用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。
它由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等组成。
导线由导电良好的金属制成,有足够粗的截面(以保持适当的通流密度)和较大曲率半径(以减小电晕放电)。
超高压输电则多采用分裂导线。
架空地线(又称避雷线)设置于输电导线的上方,用于保护线路免遭雷击。
重要的输电线路通常用两根架空地线。
绝缘子串由单个悬式(或棒式)绝缘子串接而成,需满足绝缘强度和机械强度的要求。
每串绝缘子个数由输电电压等级决定。
杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成,是架空输电线路的主要支撑结构。
架空输电线路在设计时要考虑它受到的气温变化、强风暴侵袭、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等各种自然条件的影响,还要考虑电磁环境干扰问题。
架空输电线路所经路径还要有足够的地面宽度和净空走廊。
1)架空导线的型号、规格
JK--架空用系列
L--铝导体
G--钢芯
YJ--交联聚乙烯(XLPE)绝缘
Y--高密度聚乙烯(HDPE)绝缘
V--聚氯乙烯(PVC)绝缘
产品用型号、规格和标准标号表示。
示例:
钢芯铝绞线芯交联聚乙烯绝缘架空电缆,额定电压0.6/1KV,单芯,标称截面70/10mm2,表示为:
JKLGYJ-0.6
70/10
Q/12BJ4881-2001
JKV铜芯聚氯乙烯绝缘架空电缆
JKY铜芯聚乙烯缘架空电缆
JKYJ铜芯交联聚乙烯绝缘架空电缆
JKLV铝芯聚氯乙烯绝缘架空电缆
JKLY铝芯聚乙烯绝缘架空电缆
JKLYJ铝芯交联聚乙烯绝缘架空电缆
JKLGY钢芯加强铝芯聚绝缘架空电缆
JKLGYJ钢芯加强铝芯交联聚乙烯缘架空电缆
YKYJ铜芯交联乙烯新架空电缆
2)架空线路的优点
架空线路的优点是结构简单,架设方便,投资少;
传输电容量大,电压高;
散热条件好;
维护方便。
缺点是网络复杂或集中时不易架设;
在城市人口稠密区既架设不安全,也不美观;
工作条件差,易受环境条件,如冰、风、雨、雪、温度、化学腐蚀、雷电等的影响。
3)杆塔选型
根据负荷容量,确定回路数、架空电力线的截面
根据相关标准文件和现场情况,确定使用绝缘导线或裸导线
现场勘测,确定每一基塔的地点、确定档距、耐张段的长度
根据相关标准文件,确定气象区、安全系数
根据铁塔荷载表选定每一基杆塔的荷载
根据铁塔选型表选定每基杆塔的型号
确定杆塔绝缘子、地脚螺栓、基础、拉线、卡盘、底盘、拉盘等的型号
编制杆塔明细表
4)架空线路的设计原则
与城镇规划相协调,与配电网络改造相结合
综合考虑运行、施工、交通条件和路径等因素
少占农田、不占良田
避开洼地、冲刷地带以及易被车辆碰撞地段
避开有爆炸物、易燃物和可燃液(气)体的生产厂房、仓库等
避免引起交通和机耕的困难
四、配电网络分析
1.网络结构水平
网络结构水平是对一个地区电网网络的整体评估,它包括环网率、站间联络率、可转供电率、网络接线标准化率四大要素。
它是衡量地区供电连续性的重要指标也是电力建设的根基所在。
1)环网率
环网率是指一个地区所有线路中已经组成环网的线路数与所有线路数的比值。
环网的作用是当某一线路出现故障时,其他线路可以通过倒闸操作对故障线路进行转供电,从而保证故障地区的用电。
所以环网率越高的地区,停电恢复时间就越短。
以下为某地区环网率统计:
该地区已组成环网线路总数为372条,总出线条数为517条,占比71.95%。
说明该地区环网率属于中高水平,对于地区供电可靠性有一定的保障。
2)站间联络率
站间联络率是指某一地区中来自不同变电站的互相联络的线路数与总的线路条数之比。
站间联络是为了预防某一变电站出现故障后导致的大范围停电。
当一座变电站整体停电时可通过其他站对其线路转供电,保证故障范围的地区用电。
以下为某地区站间联络率统计:
该地区已站间联络线路总数为357条,总出线条数为517条,占比69.05%。
说明该地区站间联络率属于中等水平,若一座变电站停电可能会导致部分地区长时间停电。
3)可转供电率
可转供电率是指满足N-1校验的联络线路数与所有环网线路数之比。
只有能通过N-1校验的环网线路才是能够可靠的转供电的线路,才能在一条线路故障时用其他线路对其转供电。
所以可转供电率越高的地区,用电可靠性就越高。
以下为某地区可转供电率统计:
该地区已通过N-1校验的线路总数为324条,总环网线路条数为372条,占比87.06%。
说明该地区可转供电率处于高水平,若一条线路故障基本可以保证其他线路可以对其转供电。
4)网络接线标准化率
网络接线标准化率是指满足标准接线要求的环网网络与所有环网数的比值。
只有标准接线的尾端联络环网才能对故障线路的所有负荷供电,才能提高一个地区的供电可靠性。
以下为某地区网络接线标准化率统计:
该地区属于标准网络接线的线路总数为209条,总环网线路条数为372条,占比56.18%。
说明该地区较多的环网接线并不标准,若一条线路故障无法保证该条故障线路的所有负荷都能够得到转供电。
2.负荷供应能力
负荷供应能力是对一个地区电网的过负荷能力进行的评估。
它包括线路平均负载率、线路和配变的重载率、线路和配变的过载率三大要素。
由于电网负荷是不断变化的,所以所有的负载容量皆取线路的最大值。
1)线路平均负载率
线路平均负载率是一个地区所有线路的负载容量与设计安全容量的比值。
是对整个地区的过负荷能力的评估。
可以通过此指标可以知道某一地区是否安全稳定的运行。
以下是某地区的线路平均负载率统计:
至2010年,该地区公用线路平均负载率为33.86%,其中涉及中间层配变的10kV公用线路平均负载率为47.7%,10kV线路和低压线路现状存在一定的安全运行隐患,在规划时应优先结合新建改造项目或是结合周边轻载配变解决此类问题,以保障配电网的安全稳定运行。
2)线路和配变重载率
线路和配变重载率是指重载线路占所有线路的条数。
通过这个指标可以找出配电网络中需要进行扩容或整改的线路和配电变压器,指导设计人员对配电网络进行改造。
3)线路和配变过载率
线路和配变过载率是指过载线路占所有线路的条数。
通过这个指标可以找出已经严重威胁到电网和用户的安全的一些线路,急需对这一部分线路和变压器进行扩容或整改,保证电网稳定、安全、经济的运行。
例:
某地区对现状所有公用配电变压器最大负载率情况进行统计,2010年该地区中间层配变437台,重载配变65台,占配变总数的14.87%;
过载配变95台,占配变总数的21.74%。
负载率不合理的配变台数及容量分布情况见下表:
现状重、过载中间层配变情况
类别
配变最高负载率
80%~100%
大于100%
台数(台)
65
95
占配变总台数的比例(%)
14.87
21.74
容量(万kVA)
3.4000
3.7725
占配变总容量的比例(%)
17.45
19.36
通过上表可以看出此地区配变重过载情况比较严重,应加大力度对重过载配变进行整改,保证用电安全和电网稳定。
五、结语
总的来说,这次学习开阔了我的视野,对电网规划及电网基建、生产等相关的工作有了更深刻的认识。
提高了我的工作效率。
也认识了很多良师益友,相信这一切对我将来的工作一定有着莫大的好处。
在此真诚的感谢领导对我的关心和鼓励。
未来的我一定会加倍努力工作,为国家电力建设作出我应有的贡献,报答国家,回报社会。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
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