当前位置: 电气装置 >> 电气装置资源 >> 浅议20kV配电线路的设计
纲要
我国今朝的配电网系统中压首要以10kV为主,而以20kV为主的配电网系统在海外一样也被遍及采取;20kV配电网较10kV配电网具备供电容量大、运送消耗和单元造价低的好处,量体裁衣地进展20kV系统是配电网进展的趋向之一。本文就20kV配电路线打算举办扼要归纳……
01
归纳
配电网是指从电源侧(输电网、发电设备、散布式电源等)接收电能,并颠末配电设备分派给各式用户的电力网络。曾经,我国中压配电网的电压等第较多,如2kV、3kV、6kV、10kV、20kV等,直到上世纪末期思考到供电容量、用电需乞降简化电网等第,慢慢将中压配电网电压等第统一为以10kV为主的配电系统。
10kV配电网的采取及推行对我国电网进展起到了要害的增进效用,但跟着地区经济的快速进展,电力负荷密度慢慢增大,不少10kV中压配电网供电的地区展现出供电半径太小、供电本事不够、电压水准偏低、网损过大等诸多题目,收拾这些题目的有用办法便是进展20kV中压配电网。
20kV与10kV比拟供电半径与供电容量可增进一倍,电压损失和路线消耗仅为10kV的25%,再者配电网的单元容量兴办资本及培修花费都可显然升高,量体裁衣地进展20kV系统是配电网进展的趋向之一。
02
国表里20kV电网的应用近况
20kV电压等第在IEC(国际电工委员会)准则中是做为一个准则电压呈现的。今朝,海外发财国度中压电网广大采取20kV电压等第。20kV电压等第今朝在美国、法国、英国、德国、意大利、加拿大、保加利亚、匈牙利等不少国度都获患了遍及运用,在亚洲和拉丁美洲的19个国度中有12个采取20kV电压等第,如日本、韩国、新加坡、马来西亚、泰国、柬埔寨、印度尼西亚、巴西、阿根廷等,俄罗斯诸多多数邑的10kV配电网也慢慢升压厘革为20kV。
我国早在年云南省石龙坝水电站(华夏第一座水电站)至昆明20km长的输电路线中采取的便是22kV。今朝,20kV配电系统在我国也取患了肯定进展,江苏姑苏产业园区、如皋经济开垦区、辽宁本溪南芬地区、云南独龙江地区等电网均采取了20kV配网系统,其它,上海轨道交通、地铁及轻轨,昆山南亚公司等也都采取了20kV配电系统。
江苏、浙江、天津、广东、云南等电网均在举办20kV供电钻研,20kV配电系统的联系规程榜样也在慢慢获得增进圆满。
03
对20kV路线打算学问的整治
3.kV配电路线打算可参考的首要联系规程、榜样及准则
20kV配电路线打算可参考的首要联系规程、榜样及准则如下表:
3.kV配电路线打算首要体例的脑图
注:20kV电缆寻常采取A级阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套三芯电力电缆(铠装凭借须要采用),打算法子与10kV基事实同,本处不再赘述。3.3对20kV与10kV配电路线打算的对照
兴办20kV配电路线寻常有两种方法:
①崭新兴办;
②把现有10kV路线厘革成20kV路线。
在第二种方法中,正由于20kV路线与10kV路线的差别并不很大(造价差别也不大),由此具备了厘革的根底前提。如下详细来看一下两者之异同:
(1)杆塔计划
20kV路线与10kV路线均采取以水泥杆为主,焊接塔、螺栓塔、钢管杆等为辅的杆塔计划。咱们领会,杆塔的选型首要取决于受力(强度)和空隙、对地对物间隔(塔头尺寸、杆塔高度)等请求,而20kV路线与10kV路线采取的导线基事实同(裸导线完整类似;绝缘导线仅绝缘层厚度不同:10kV为3.4mm、20kV为5.5mm)、导线的对地间隔20kV仅比10kV大0.5m左右、导线横担长度20kV仅比10kV长0.1m左右、导线与接地体的最小空隙差别也不大(10kV为0.2m、20kV为0.4m),所以,10kV路线的杆塔颠末校验及格(或经简捷厘革)后,根底上都可用于20kV路线。
(2)导线、绝缘子及金具打算的最小平安系数(两者类似)
(3)路线档距和最小线间间隔
(4)多回路同杆架设路线横担间的最小笔直间隔
(5)路线空气空隙及绝缘间隔
(6)导线对地、建修筑物和树木的理睬最小间隔
注:1.导线与兴办物间的最小间隔和边导线与兴办物间的最小间隔离别指最大打算弧垂情形下的笔直间隔和最大打算风偏情形下的水准间隔,边导线与多层兴办或都邑布局线间的最小水准间隔,以及边导线与不在布局局限内的都邑兴办物间的最小间隔。排挤电力路线边导线与不在布局局限内的都邑兴办物间的最小间隔。在无风偏情形下,不该小于上表响应规矩命值的50%;
2.导线与树木之间的最小间隔应试虑当然成长的高度。
(7)排挤配电路线与铁路、道路、河道、管道、索道及各类排挤路线交织或热诚的根底请求
20kV联系请求详见《20kV配电打算技能规矩》(DL-)表4.3.7-2及3(P11);10kV联系请求详见《10kV及如下排挤配电路线打算技能规程》(DL/T5-)表13.0.9(P28)。
(8)接场合面(两者基事实同)
配网路线在多雷区、强雷区可架设地线(可采取单根),10kV地线对边相导线爱护角不宜大于45°(25°≤20kV宜≤45°),有地线的杆塔招待地,工频接地电阻应餍足如下请求:
杆塔的最大工频接地电阻无地线的杆塔在住户区宜接地,金属杆塔均招待地,接地电阻不宜高出30Ω。
注:除多雷区外,沥青路面上的排挤路线的钢筋混凝土杆塔和金属杆塔,以及有运转阅历的地区,可不另设人为接地安设。
(9)情景重现期(两者类似)
20kV路线及10kV路线打算的情景重现期均应取30年(DL/T5中6.0.2条风速有10年之说,DL、GB、GB中均为30年,鉴于前者发表时光较早,宜统一为30年;风速的基准高度均为离大地10m)。
小结:现有的10kV路线多数采取杆长为12~18m的水泥杆,杆顶导线多呈“品”字摆列,导线对地间隔寻常都市合适留有裕度,厘革为20kV时如部分交织间隔不够,可采取加戴顶帽等法子收拾;线距方面可筛选改换横担(直线、耐张杆)或加装瓷横担绝缘子(直线杆)、以及下移横担场所的方法来餍足此空隙间隔请求。总的来讲,20kV路线与10kV路线的打算法子基事实同,打算参数较为热诚,故具备了由10kV路线晋级厘革为20kV路线的大概性。
04
某境外22kV路线打算案例
4.1项目详情
某境外项目需从kV变电站新建2回(一主一备)22kV路线至22kV用户端变电站,用户端采取电缆进线,每回路线均需伴随敷设24芯通讯光缆;打算覆冰厚度为0mm,打算根底风速为27m/s,年均匀雷暴日为80日,年均匀气温29℃,年均降雨量约为mm;导线为JKLYJ-25/铝芯排挤绝缘导线。
路线沿线海拔介于40~80m之间,地貌表率为冲洪积平原,地形平坦,地基岩土首要由粉质粘土、粘土及强风化泥岩构成,地基承载力特色值fak=kPa;地下水埋深0~4m不等,地动根底烈度为Ⅵ度。
4.2打算的几个关键点
(1)杆塔的选型
国内江苏20kV典设:单回路直线杆均采取普遍非预应力混凝土电杆;多回路直线杆、直线转角杆、受力较小的耐张杆均采取预应力高强度电杆(SP系列);受力较大的耐张杆均采取钢管杆。
国内浙江20kV标设:直线杆、直线转角杆均采取“部份预应力”混凝土杆(SP系列);单回路耐张杆采取混凝土杆,双回路耐张杆采取钢管杆。
国内国网10kV典设:受力较小的杆(如单回路直线杆、部份单回路耐张杆)采取普遍非预应力(或部份预应力)混凝土电杆;此外情形采取部份预应力高强度电杆;受力格外大的直线及耐张杆均采取钢管杆。
国内云网10kV典设:采取以预应力混凝土电杆为主,焊接塔等为辅的杆塔计划。
东南亚罕见杆型:稍宽为mm,锥度为的预应力钢筋混凝土方杆;受力较大时可采取多杆举办组合。
论断:经归纳思考加工及购买的便利性、经济性和技能靠得住性等多方面成分,本项目采取以国内预应力混凝土锥形杆为主(只管节减杆型;有前提的小转角耐张杆不打拉线)、按现实前提打算钢管杆(受力较大或杆高请求较高时)为辅的杆塔计划。水准档距按60米左右、笔直档距按80米左右思考;杆高寻常12~18米(钢管杆可打算更高高度)。
(2)光缆计划
今朝,国内的20kV路线典设(如江苏、浙江)均未思考架设地线(包含国网及云网10kV典设也是按无地线打算的),连系内地区雷暴日数(江苏年均匀雷暴日约在25~38d之间;浙江在28~58d之间),凭借须要加装避雷器、采取过电压爱护器、安设穿刺型防弧金具等防雷办法,故当10kV路线需随线敷设光缆时,寻常筛选在导线下方的杆身上吊挂普遍光缆(如GYFTY)或ADSS自承式光缆的计划举办收拾。
剖析:本案中,年均匀雷暴日为80日,为多雷区(40d<多雷区≤90d),雷暴日较高,再加之用户供电请求具备高靠得住性,本项目拟思考在排挤线上架设地线,地线采取24芯(G.D)OPGW光纤复合架旷地线,地线对边相导线爱护角按不大于30°打算,该计划不仅有用地增进了路线防雷功能,并且还很好地收拾了通讯光缆题目(跨公路不采取普遍光缆或ADSS光缆,平安性进一步坚固)。(3)两个间隔确实定
①本项目按两个单回兴办,为最大限度朴质用地,在餍足联系请求的情形下宜只管减小两回线之间的间隔。凭借该国“电力技能准则”:假如中压路线须要架设在其它一条中压路线左近大概超出其它一条中压路线,则两条中压路线之间的间隔务必大于大概即是2.0米(假如一条为电缆,另一条为电缆或绝缘导线,则务必大于或即是0.5米)。
剖析:本案的两回路线均采取绝缘导线,在餍足规程且便于运维的根底上,两回路线相近导线之间的间隔在餍足线距的情形下按不小于1.0米举办把持。
②路线走向首要平行于该国某高速公路走线,需正当断定路线与高速路之间的间隔(在保证平安、合规的前提下,宜只管挨近,朴质用地)。凭借《中华国民共和国公路爱护规则》:杆塔外缘至高速公路路基外缘的最小水准间隔不该低于30米;而在该国准则中并未查阅到联系规矩。
剖析:该国所谓的“高速公路”,实则路基宽度为12m的国内二级公路,打算时速60km/h,可大体参考国自省道的联系准则,杆塔外缘至高速公路路基外缘的最小水准间隔以10~15米举办把持,且需餍足倒杆的间隔请求。
(4)绝缘摆设
直线杆、直线转角杆、耐张杆的跳线均采用柱式瓷绝缘子(PS-/12.5),耐张杆绝缘子摆设3片瓷质悬式绝缘子(XP-70)成串应用。若有须要,柱式瓷绝缘子可加装放电空隙(即采取防雷柱式瓷绝缘子)以释放雷电流,有用爱护绝缘导线。
(5)电缆与排挤线联结处装设避雷器
电缆路线与排挤线相接的一端应装设避雷器,应采用不断隙金属氧化物避雷器。本案采用YH5WZ-34/85电站型有机复合外衣不断隙金属氧化物避雷器(标称放电电流为5kA;额定电压为34kV;标称放电电流下的残值85kV),颠末底部螺栓建立稳定安设在钢管杆横担上。
(6)电缆导体的相电压
20kV电缆缆芯与绝缘屏障或金属套之间的额定电压应凭借系统中性点接场合式断定,当系统中性点采取低电阻接场合式、单相联地毛病切除时光不高出1min时,宜采取12/20kV;当采取经消曲线圈接场合式、单相联地毛病不高出lh~2h,电缆额定电压宜相符%应用回路处事相电压的请求;当单相联地毛病大概赓续8h以上,或平安性请求较高时,电缆额定电压可筛选相符%应用回路处事相电压,可采取18/30kV的电缆(引自DL4.2.2条)。
论断:本案中,系统中性点采取不接场合式,且对供电的平安性请求较高,凭借DL4.2.2条条则注明,采用ZA-YJV22-18/30kV-3×mm2A级阻燃型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装三芯电力电缆。
(7)根底计划
该20kV路线首要为单回路排挤架设,杆塔以水泥杆为主、钢管杆为辅,地基承载力为kPa、地下水位0~-4m,地动烈度为Ⅵ度。寻常荷载前提下,水泥杆按杆长的1/6举办埋深便可,当荷载较大时,可增进底盘、卡盘以至采取套筒根底;钢管杆凭借详细现实情形可采取台阶式根底、贯注桩根底。
小结:境外项目寻常需在遵照地址国联系准则、尊敬本地风土习惯的根底上,颠末与国表里先进准则举办对标,最后断定出一个相符本地地区特性,正当合规、平安靠得住、经济合用的技能计划。
05
结语
20kV配电网在海外被遍及采取,而我国今朝采取的所以10kV为主的配电网;由于20kV较10kV具备供电容量大、运送消耗和单元造价低的好处,现国内涵具备前提的地区(或用户)也胜利兴办了多个20kV配电网,国度联系技能准则业已日益圆满,我国具备慢慢促进20kV配网系统的前提。
就当下我国的国情来看,在产业化、都邑化过程中,宜按量体裁衣的规则进展20kV配电网,即在新建及厘革配电网络时,要以博得归纳效力为方针,在保证与已有配电系统到达优异般配的根底上顺序渐进地有序促进,兴办平安靠得住、技能先进、经济正当的智能化配电网。
20kV路线与10kV路线的打算法子基事实同,打算参数也较为热诚(假使境外项目与国内项目比拟也小异大同),整体而言,打算的关键在于对项目各因素通盘系统把握下的精益化展现。
本文中心对20kV配电路线打算方面的学问举办了梳理,以便利运用于现实项目,概括较为微薄,更多的收藏再有待于进一步深入开垦——面临业余匠?的星斗大海,咱们通常仰面望着玉蟾,但大概却永久踟蹰于六便士的街上;前路漫漫,我辈需躬身力行、加强发奋!加油!
参考的首要准则
20kV配电打算技能规矩(DL-);
20kV输配电打算准则(Q/CSG-8);
20kV配电设置技能准则(Q/CSG-7);
20kV及如下电网配备技能导则(Q/CSG3004.3-);
20kV及如下配电网配备技能导则(云南准则版);
20KV排挤路线通用打算(江苏典设8版);
20kV排挤配电路线打算分册(浙江标设9版);
高压配电安设打算榜样(DL/T-);
66kV及如下排挤电力路线打算榜样(GB-);
相易电气安设的过电压爱护和绝缘合营打算榜样(GB/T-);
相易电气安设的接地打算榜样(GB/T-);
20kV排挤绝缘电缆技能榜样(Q/GDW-10--7);
20kV柱式绝缘子技能榜样(Q/GDW-10--7);
20kV配电系统技能导则(7版);
20kV及如下变电所打算榜样(GB-);
10kV及如下排挤配电路线打算技能规程(DL/T5-);
排挤绝缘配电路线打算准则(GB-);
配电网布局打算规程(DL/T-);
柬埔寨王国电力技能准则(4版);
相易输电路线用避雷器采用导则(DL/T-)。
参考的首要文件
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周奇璐著都邑中压配电网20kV运用可行性钻研[M].华北水利水电大学硕士论文,;
王泉华著配电网线损优化及20kV厘革运用的钻研[M].华南理工大学硕士论文,;
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输配电路线