差异化规划提升山区10kV电网防灾减灾能力_贺一博.pdf

电力安全技术38第25卷(2023年第1期)差异化规划提升山区10 kV电网防灾减灾能力贺一博，黄晓勇，布天文，刘小波，王国红(国网陕西省电力有限公司商洛供电公司，陕西 商洛 726000)Differentiated Planning for Improving the Disaster Prevention and Mitigation Capacity of 10 kV Power Grids in Mountainous AreasHE Yibo,HUANG Xiaoyong,BU Tianwen,LIU Xiaobo,WANG Guohong(Shangluo Power Supply Company,Shangluo 726000)摘 要 研究分析了 10 kV 电网的建设现状，调研了近几年水灾、雪灾易发地情况以及电网面临自然灾害受到的影响，提出了 10 kV 电网差异化规划、建设的思路和具体做法。以陕西某地差异化规划建设的线路为例提升减灾抗灾能力，从电网发展规划源头加强了防灾减灾能力，提升电网本质安全与运行安全。关键词 配网差异化规划；防灾减灾；本质安全；运行安全；山区 10 kV 电网Abstract:Studies and analyses are conducted on the current situation of the construction of 10 kV power grids,with investigation on the situation of areas prone to flood and snow disasters in recent years and the effects of natural disasters on the power grids,and the ideas and concrete measures for the differentiated planning and construction of 10 kV power grids are put forward.Taking the line constructed in a differentiated planning of Shanxi Province as an example,the capacity of disaster reduction and mitigation are enhanced from the source of power grid development planning,and the intrinsic safety and operation safety of power grid are improved.Key words:distribution grid differentiation planning;disaster prevention and mitigation;intrinsic safety;operation safety;10 kV power grid in mountainous areas中图分类号:TM721.2 文献标识码:A 文章编号:1008-6226(2023)01-0038-03需求可以采用 70，95，120，150，185，240 mm2等多种截面的导线，裸导线选用 JL/G1A 钢芯铝绞线和 JL 铝绞线，当导线的适用档距为 80 m 及以下时，120240 mm2裸导线宜选用 JL 铝绞线。各地在使用时应考虑供电区域性质，结合各地需要选择 23 种常用截面的导线，可使杆型选择、施工备料、运行维护得以简化，10 kV 水泥单杆、水泥双杆、同杆架设及钢管杆在各气象区导线型号选取、导线适用档距、安全系数及允许最大直线转角角度应满足相关要求。导线的适用档距是指导线允许使用到的最大档距(即工程中相邻杆塔的最大间距)，典型设计绝缘导线的适用档距不超过0引言随着气候的变化，局部地区连年自然灾害增多，对 10 kV 低压配电网规划、建设及运行抗自然灾害能力提出了新要求1-3。为从源头提升配电网设备防灾减灾能力，配电网差异化规划、建设成为山区10 kV 电网发展的重点7-9。110 kV 电网建设现状1.110 kV 电网调研当前 10 kV 架空配电线路根据不同的供电负荷39第25卷(2023年第1期)电力安全技术80 m，裸导线的适用档距不超过 250 m。水泥单杆按杆长分为 10，12，15，18 m 四种规格；10，12 m 水泥单杆仅适用于单回路线路；15 m 水泥单杆适用于单回路线路及双回路线路；18 m 水泥单杆则适用于三回路及四回路线路。用于单回路及双回路线路直线跨越的电杆推荐采用18 m 水泥单杆10。拉线直线水泥双杆为 12，15，18 m，拉线转角水泥双杆长分为 12，15 m。拉线直线水泥双杆及拉线转角水泥双杆仅适用于单回路线路。1.210 kV 电网受灾情况调研分析经统计分析，陕西某地区 2019 年、2020 年和 2021 年，相继遭遇了雨雪灾害、连续两年特大洪水灾害等，累计造成 100 多条 10 kV 线路、近3 000 个台区、近 20 万户低压用户停电，受灾面积广、影响大。该地区 10 kV 受灾线路大多数位于山区，线路走径受地形制约，大多数沿河道、公路走径，在经受大暴雨后，容易因水流冲击、冲刷等因素造成灾害，同时伴随着公路、通信等中断，且山区道路一般仅有一条，造成灾后恢复难度大、时间长，对供电可靠性造成了较大影响4-6。山区易发生因水灾导致的电力事件，主要是由于山区线路走径较为单一，大多数沿河道、沟道、公路走径，路径本身容易发生因水灾、泥石流等原因遭受灾害，若走径在山坡则机械化施工较难，且通用设计中对于差异化设计考虑得不够全面，按常规设计考虑山区灾害易发生区已经不满足当前电网安全运行形势要求。210 kV 差异化规划建设2.110 kV 差异化规划思路国家电网公司差异化规划设计导则中已经考虑对 35 kV 及以上重要线路、变电进行差异化规划建设，即对重要输电线路及输电线路重要区段采取适当加强措施，提高线路安全水平，防止倒塔、断线、掉串、舞动等事故，避免发生重大公共安全和电网安全事故。重要输电线路和输电线路重要区段地线宜采用铝包钢绞线，光缆宜选用全铝包钢结构的 OPGW 光缆。在洪水、强风等自然灾害易发和微地形、微气象区域内的输电线路重要区段，可考虑必要的措施和监控装置，以及将差异化规划建设思路在前期阶段纳入考虑，为后期安全运行打下基础。2.210 kV 差异化规划具体措施在配电网工程典型设计 10 kV 架空线路分册及10 kV 架空线路抗台抗冰分册基础上，结合配电网差异化设计对灾害易发生区、特殊区域覆冰以及重点敏感区的具体要求，可从气象区、路径、杆塔基础、杆塔选型、导线选型、特殊地段监控、柱上设备 7 个方面进行差异化规划工作(见表 1)。表 110 kV 差异化规划具体方面序号类别具体措施1气象区选择结合实际情况，按历史最大覆冰、风速情况选取2路径选择避开河流迎水面及易冲刷段，优先选择半山腰位置沿山势方向，经济性满足下适当位置跨越山区3杆塔基础基础加固，选用灌注桩基础或台墩式基础，跨河段采用独立耐张段4杆塔选型交通不便区域法兰组装混凝土电杆，运输困难区段或立杆地形受限地区采用超高性能混凝土杆(尾矿杆)或复合材料轻型高强度电杆5导线选型必要时允许使用钢芯铝绞线6特殊地段监控跨越大山或林地的大档距线路、可能发生滑坡及受其他自然灾害影响的区段，加装视频监控系统7柱上设备主干线与分支线 1 号杆之间采用独立耐张段且松弛放线310 kV 电网抗灾能力提升应用3.110 kV 差异化规划应用场景某县多年来遭受自然灾害，主要受地形因素，该县区西北、北部、南部地势高，中部与东部地势低，造成该地区一旦发生特大降水，北部、南部、西部水流向中部汇集，并向东部排出，而河道地区地势平坦，居住居民较多，容易发生因水灾导致的电源、通信、道路中断问题。对该地区易遭受水灾区域进行差异化规划建设，按照差异化思路分 7 个方面进行规划。(1)气象区选择差异化。该地区线路走径区大部分线路覆冰不超过 10 mm，小部分线路附着冰雪混合物超过 12 mm，为切实提高设计标准，又兼顾经济性考虑，将该地区设为中覆冰区，覆冰厚度 15 mm。(2)路径选择差异化。结合该地区实际，在10 kV 干线和大分支线廊道选择时，尽量避开河流迎水面及易冲刷地段，远离河道和易滑坡地段，优先选择半山腰位置沿山势方向。在部分无负荷接入第25卷(2023年第1期)电力安全技术40的区段，在经济性满足要求时，可选择适当位置跨越山区，有效避免主干线和大分支线故障难以恢复而造成电力中断的事件发生。(3)杆塔基础差异化。廊道选择时，确实无法避开河流迎水面及易冲刷地段(如变电站出线段)的，要做必要的基础加固，选用灌注桩基础或台墩式基础，跨河段采用独立耐张段。(4)杆塔选型差异化。对于该地区运输不便区域，可使用法兰组装混凝土电杆。(5)导线选型差异化。在大档距时使用钢芯铝绞线，以满足大档距时导线拉力要求。(6)特殊地段监控差异化。在跨越大山或林地的通行条件不便的大档距线路、可能发生滑坡及受其他自然灾害影响的区段加装视频监控系统，通过加密物联网卡接入配电自动化区主站，实现特殊区段线路监测。(7)柱上设备安装差异化。分支线 T 接于主干线时，原则上分支线 T 接设备(熔断器或柱上断路器等)不应安装于主干线杆塔上，主干线与分支线1 号杆之间采用独立耐张段且松弛放线(二道杆)。根据以上 7 个方面，对该地区试行差异化规划建设，切实提升该地区 10 kV 电网防灾抗灾能力，确保电网安全运行经得起外界环境变化的考验。3.210 kV 差异化建设示例10 kV 差异化规划、建设策略已经在该县得到应用。该县某变电站 10 kV XXI 线和 XXII 线按照差异化规划，在该地区建设两条差异化 10 kV 线路，局部易受灾害地区建设轻型铁塔，进行 10 kV 供电。目前，该地区两条差异化线路已经建设投运，从源头消除了由于水灾给该地区电网带来的隐患，增强了 10 kV 线路抗灾水平，提高了电网抵御自然灾害能力；同时将该线路与其他线路进行联络，优化电网结构，解决了局部地区重载和网架优化问题，提升了电网本质安全与运行安全。4结束语通过 10 kV 差异化规划、建设，对 10 kV 重要输电线路及输电线路重要区段采取适当加强措施，提高了线路安全水平。对灾害易发生区、重点敏感区从气象区、路径、杆塔基础、杆塔选型、导线选型、特殊地段监控、柱上设备 7 个方面开展差异化规划工作，进行局部加固、加强，增强了 10 kV 线路抗灾水平，提高了电网抵御自然灾害能力，从规划源头提升了电网本质安全以及电网运行安全水平。参考文献：1覃芸，龚贤夫，王延纬差异化建设电网评估指标体系研究 J云南电力技术，2017，45(4):72-75，82.2宋敏平基于城乡规划的青岛配电网规划方法分析 D.北京：华北电力大学(北京)，2017.3高凡特高压电网差异化规划与经济性评估方法研究D武汉：武汉大学，2017.4柏海灾害下电网差异化规划模型研究 D湘潭：湘潭大学，2016.5李俊豪电网中差异化规划指导原则的应用剖析 J科学家，2015，3(12):98-99.6董飞飞大电网差异化规划理论及实现方法研究 D武汉：武汉大学，2015.7董泰青基于差异化分析的配电网节能规划及辅助分析系统研究 D长沙：湖南大学，2015.8霍鑫我省出台提高城市电网防涝抗灾能力措施 J河南电力，2021(10):12-13.9欧昌岑南方区域配网防灾及抗灾应急处置能力分析与研究 J农村电气化，2021(7):25-27.10童凌，李希龙固本培元提高配网防灾抗灾能力 J.江西电力，2020，44(9):42-43.11冯积家浅谈电网防台风安全管理 J中国电力企业管理，2020(26):42-43.收稿日期：202