研究城市配电网配电线路设计优化对策

研究城市配电网配电线路设计优化对策

陈雁杰

正源设计分公司（武汉设计院） 湖北省 武汉市  430000

摘要：近年来，电力系统的发展已经具备一定规模，导致电网结构日渐复杂，一旦其中某一环节出现问题，势必会对城市总体用电情况造成严重影响。例如，城市局部区域的阶段性停电对城市的发展十分不利，一旦出现严重故障，甚至会引发总体电力区域的系统瘫痪现象。为此，电力部门及相关组织应在配电线路的设计方面多下功夫，保证电网的稳定运行，保证输电的品质及稳定性，为城市的运转提供良好的电能支撑。

关键词：城市配电网；配电线路；设计；优化对策

1城市配电网配电线路设计的主要内容

1.1中高压配电网设计

中高压配电网是指用于将变电站的高压电能输送到各个配电变压器的电网。中高压配电网设计包括以下几个方面：（1）变电站选址和布置。根据城市的用电需求和变电站的容量规模，确定变电站的选址和合理布置。（2）输电线路设计。确定输电线路的走向、线路距离和导线材料等，以保证电能输送的稳定性和安全性。（3）变电站设计。包括变压器的容量选择、设备配置、电气连接等，以满足城市用电需求。（4）配电变压器选择和布置。根据城市的用电负荷和变电站的容量，选择合适的配电变压器并合理布置。

1.2中压配电网设计

中压配电网是指将变电站的中压电能输送到城市的各个配电箱和配电设备的电网。中压配电网设计包括以下几个方面：（1）配电线路设计。确定配电线路的走向、线路距离和导线材料等，以确保电能输送的稳定性和安全性。（2）配电箱和配电设备设计。包括配电箱的容量选择和布置，以及配电设备（如断路器、隔离开关等）的选择和布置。（3）配电线路保护和控制设计。包括对配电线路的过载、短路等故障进行保护和控制，以确保配电线路的安全运行。

1.3中压主网架导线截面设计

中压主网架导线截面设计是指确定中压主网架导线的截面尺寸，以满足城市的用电需求和配电网的电能输送要求。中压主网架导线截面设计需要考虑以下几个因素：（1）电流负荷。根据城市的用电负荷和电流需求，确定导线的截面尺寸，以满足导线的电流容量要求。（2）电压降。根据导线的长度、电流负荷和电阻等因素，计算导线的电压降，以确保电能输送的稳定性。（3）经济性和可靠性。在满足电流负荷和电压降要求的前提下，选择经济且可靠的导线材料和截面尺寸，以提高配电网的效率和可靠性。

2城市配电网配电线路设计优化对策

2.1优化架空线路及导线的间距

在城市配电网中，架空线路的设计优化是确保供电线路安全性的前提下，实现成本节约和利润最大化的重要内容之一。一般来说，架空线路的档距会根据不同级别的供电区域进行选择，以满足不同的需求和要求。档距是指架空线路中相邻两根导线之间的间距。在设计优化中，档距的选择应考虑以下几个方面：（1）安全性要求。首先要确保架空线路的安全性。档距应能够满足导线正常运行所需的最小安全间距，以防止导线之间的短路或绝缘击穿等安全问题的发生。（2）经济性和成本节约。在满足安全要求的前提下，档距的选择应能够最大程度地节约供电线路的建设和运维成本。较大的档距可以减少导线长度和杆塔数量，从而减少材料和工程的投入，降低成本。（3）空间利用效率。在城市环境中，供电线路的架设受到空间限制。因此，档距的选择应能够充分利用可用的空间，使供电线路能够在有限的区域内布设，提高空间利用效率。

2.2优化耐张杆塔上的绝缘子串

为确保城市高压线路的稳定供电，需要做好绝缘保护工作。在设计城市高压线路绝缘的过程中，应着重对耐张杆塔上的绝缘子串进行科学设计。与直线杆塔相比，耐张杆塔上设置的绝缘子串数目更多。加上在设计安装时绝缘子串与地面呈平行状态，灰尘极易进入，受到灰尘的干扰，线路外部的绝缘性将大大降低。为改善这一现象，可采用直线杆塔的形式进行优化。如此一来，减少了绝缘子串的数量，不仅能够减少荷载，还能缩减绝缘子受损的现象，对高压线路的绝缘性能起到一定的改善作用。

2.3使用高压架空线路防振锤

高压配电线路一旦长期处于震动状态，极易导致杆塔断裂及导线损坏的情况。为此，高压配电线路应具备一定的防震性来维持其稳定运行。一般情况下，会在高压配电线路杆的两侧安装高压架空线路防震锤，如高压配电线路两侧的小锤。为保障配电稳定性，应对其进行合理安装。在具体的安装设计中，由于高压架空线路中的线路杆塔具有一定高度，加上部分塔杆受当地的地质条件及地形地势等外部环境因素影响，具备较大的档距，一旦遇到大风天气，会为高压配电架空线路的稳定性埋下隐患。悬挂防震锤能够对高压配电杆的震动起到一定的抵消和稳固作用，良好的防震锤设计几乎可以完全抵消高压导线的震动。在防震锤的设计安装中，其一般会与高于120m档距的高压架空线路相匹配。

2.4优化架空线路的电杆理深和杆坑

为提升供电稳定性，使城市用电处于平稳的运行状态，应不断优化架空线路电杆的埋设设计。其中，电杆的杆坑及埋设深度很有讲究，适宜的设计能够对高压架空线路的电杆起到良好的支撑作用。采用的电杆为具备一定预应力的，以钢筋混凝土为主要材质的电杆，同时要求电杆表层不能出现扭曲及裂纹。在安装电杆的过程中，通常会设置1/6的埋设深度，不过最终的电杆埋设深度还应以具体施工环境和地理特征作为主要依据，根据不同的土质来找到最适应的设计方案。电杆埋设的优化应考虑以下主要内容：（1）保证土质中不存在积水现象，一旦埋设土质存在积水，会影响电杆的稳定建设，为日后高压配电系统的常规运行埋下隐患；（2）确保安装的电杆处于笔直的状态，存在弯曲现象的电杆具有一定的危险性，应避免采用；（3）在遇到底盘不稳定现象时，可通过设置对应的卡盘来加固稳定；（4）进行回填土操作时，应逐一击碎较大的土块，以保证填土的密实度，从而进一步保障电杆的稳定性；（5）电杆掩埋深度的设计要符合相关部门的标准。

2.5优化敷设电缆时的弯曲半径

在高压线路的优化设计中，对高压电缆敷设的弯曲半径有一定的要求，一旦没有注意电缆及电线的弯曲程度，会对高压电力电缆的内部线芯及绝缘结构造成一定破坏。当前，通常将高压电缆的弯曲半径设置为电缆直径的6～25倍。如果现场的施工安装环境存在一定的不确定性，可按照以下主要步骤进行操作：（1）针对多芯材质的高压电缆，其弯曲半径不应过小，相较于单芯绝缘材质的高压电缆，应保证其弯曲半径为电缆外径的15倍左右；（2）针对无铠装的高压电缆，其弯曲半径应为电缆外径的20～25倍；（3）针对部分特殊电缆，其弯曲半径的设计不能一概而论，应具体情况具体分析，如橡胶或者塑料绝缘电缆的弯曲半径应为电缆外径的10倍左右。

2.6应用电缆铅包皮与钢甲

在电缆中有较大电流经过时，会产生电位差，会攻击电缆中部薄弱部分而产生电弧和小孔，使电力系统出现隐患，影响供电的稳定性。为防止这一现象，在对电缆进行铅包皮焊接后进行科学的接地处理，良好的接地处理能够对电流起到分流作用，为防雷放电工作的有序进行提供保障。

3结语

综上所述，在对配电网配电线路进行设计优化的过程中，需要充分考虑城市发展规划和实际情况，并做好全面、细致、精准的分析，还要明确配电线路设计的原则和方法。在具体实施阶段，应科学地处理需注意的问题，从而保证配电线路的设计质量，促进配电线路辐射效果的进一步提升，为城市提供更加优质、更加可靠、更加稳定的电力服务。

参考文献

[1]柯星宇，盛轩.配网改造中低压配电线路的设计与规划分析[J].现代工业经济和信息化，2023，13（04）：139-140.

[2]邵逸轩.农网改造中低压配电线路的设计及其规划探析[J].科技与创新，2022，（16）：31-34.