從80年代開始國(guó)外有些國(guó)家研究集束導(dǎo)線結(jié)構(gòu),如法國(guó)電力公司開發(fā)的絕緣導(dǎo)線束系統(tǒng)(ABC系統(tǒng)),是以零線為中線,將三相導(dǎo)線圍繞在其周圍絞合而成,到目前有80多國(guó)家試驗(yàn)和推廣這種導(dǎo)線。我們從90年代初開始著手研制,于1992年研制成功。與國(guó)外類似產(chǎn)品不同的是四根導(dǎo)線由防老化絕緣導(dǎo)線相互平行連接在一起,從斷面看,四根導(dǎo)線成正方形對(duì)稱布置或以零線為中心三根對(duì)稱三角型布置。與國(guó)外類似產(chǎn)品單股絞合導(dǎo)線束相比,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,機(jī)械強(qiáng)度大,節(jié)省有色金屬等優(yōu)點(diǎn)。
該項(xiàng)課題的研究得到了原電力部農(nóng)電司的大力支持,于1997年被農(nóng)電司立項(xiàng)為科研開發(fā)與推廣項(xiàng)目。該項(xiàng)成果的研究在遼寧推廣實(shí)施的同時(shí),在山東、河南、吉林等省得到了重視,有些省已大面積推廣。
2、絕緣導(dǎo)線束電氣參數(shù)的計(jì)算(略)
3、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)
絕緣導(dǎo)線束試制成功后,于1992年3月由遼寧省電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢驗(yàn);1997年3月經(jīng)東北電管局虎石臺(tái)實(shí)驗(yàn)站測(cè)試。
4、新模式供電的特點(diǎn)及可行性分析
新型導(dǎo)線的應(yīng)用在生產(chǎn)上可能帶來一種革新,但重要的是能否帶來更好的總體效益。這就是基于新型導(dǎo)線束的特點(diǎn)研究其綜合配套實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)新模式。所謂“新”的就是考慮導(dǎo)線、配變及附屬設(shè)備的最新選型、防竊電的技術(shù)措施、工程投資、施工及運(yùn)行費(fèi)用等綜合因素的基礎(chǔ)上推出一種嶄新的供電模式。
研究低壓電網(wǎng)新模式,強(qiáng)調(diào)了電源至用戶計(jì)量點(diǎn)一律實(shí)行三相四線制的供電方式,即小容量、密布點(diǎn)、短半徑、低損耗、就地平衡;強(qiáng)調(diào)了工程投資少,運(yùn)行費(fèi)用低的經(jīng)濟(jì)性;強(qiáng)調(diào)了施工簡(jiǎn)便、運(yùn)行的安全性和可靠性;同時(shí)加強(qiáng)了從技術(shù)措施抑制竊電的可行性。低壓網(wǎng)絡(luò)的新模式體現(xiàn)如下特點(diǎn):
。1)供電模式主干線、分支線均采用三相四線制供電方式,比單相供電每相電流減少到1/3,在實(shí)施中每個(gè)計(jì)量點(diǎn)三相負(fù)荷均勻分配,迫使零線電流為最小。解決了以往低壓電網(wǎng)受地域布局影響使三相負(fù)載不平衡的這一難題。該模式在三相負(fù)荷平衡方面有一個(gè)重大突破。
(2)由于三相四線制導(dǎo)線束延伸到每一個(gè)角落,因此不受地域分布影響將分散的單相負(fù)荷可重組為比較對(duì)稱的三相負(fù)載。
。3)計(jì)量點(diǎn)至用戶的進(jìn)戶線均采用單相四線對(duì)角線連接方式,使電抗小于0.1Ω。
由試驗(yàn)村的實(shí)施表明,在整個(gè)低壓配電網(wǎng)中進(jìn)戶線的長(zhǎng)度占整個(gè)低壓網(wǎng)的70%左右。因此,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到低壓網(wǎng)的改造中進(jìn)戶線在整體效益中是一個(gè)不可忽視的組成部分。
。4)儀表箱的引入和引出均采用防老化絕緣導(dǎo)線束,并套在硬塑管內(nèi),將3~6戶計(jì)量表集中在一起盡可能實(shí)現(xiàn)三相就地平衡。在儀表箱上設(shè)抄表示窗,加大透明度,并且用技術(shù)手段杜絕竊電、漏電、人情電和關(guān)系電,有效地抑制不明損失。
。5)以往的農(nóng)村配電網(wǎng)中由于變壓器負(fù)載率過低,再加上變壓器本身空載損耗大,因此僅是變壓器的鐵損就占整個(gè)配網(wǎng)損失的50%左右。模式采用了新型節(jié)能的非晶鐵芯變壓器,通過試驗(yàn)村的實(shí)測(cè)和計(jì)算表明,變壓器鐵損只占整個(gè)低壓網(wǎng)損的15%,這也是新模式大幅度降低網(wǎng)損的重要環(huán)節(jié)。
。6)由于農(nóng)村配電網(wǎng)的配電變壓器一般均小于315kVA,因此分裂導(dǎo)線束單芯截面25mm2足以滿足要求。針對(duì)負(fù)荷密度大,負(fù)荷發(fā)展較快的供電區(qū)域或城網(wǎng)配變?nèi)萘枯^大時(shí),宜采用分裂導(dǎo)線多分支多回路供電方式。
5、試驗(yàn)實(shí)例
。1)新模式實(shí)施方案首批選在沈陽市東陵區(qū)深井子鎮(zhèn)康紅村、后康村和五三鄉(xiāng)營(yíng)城子村,所謂常規(guī)改造是指主干線按三相四線制單股鋁導(dǎo)線供電,分支線按單相供電,進(jìn)戶線采用6mm2鋁線供電。
(2)工程預(yù)算:工程預(yù)算以《遼寧省電氣照明工程單位估價(jià)表》1996版為依據(jù)。康紅村和營(yíng)城子村工程竣工后的決算表明,新模式改造比常規(guī)模式改造的工程造價(jià)分別節(jié)省資金13.09%和16.33%.
(3)綜合效益分析:
、匐娔軗p失分析:通過改造前的舊網(wǎng)絡(luò)和采用分裂導(dǎo)線改造后的新模式進(jìn)行線損理論計(jì)算。由理論計(jì)算結(jié)果可見,采用分裂導(dǎo)線的新供電模式對(duì)降低低壓網(wǎng)損有顯著效果。康紅村采用銅線改造,線損僅為改造前的1/5.08,下降了80.3%.營(yíng)城子村采用鋁線改造,線損分別下降為59%.使農(nóng)民承擔(dān)每kW.h不足0.40元電費(fèi)。與改造前相比每kW.h降低了0.25元,有效地減輕了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。
②電壓降分析:針對(duì)康紅村電網(wǎng)新模式理論計(jì)算及實(shí)施后實(shí)測(cè)表明:供電半徑為500m處的電壓損失率不足3%,假設(shè)變壓器的負(fù)載率在80%的條件下,經(jīng)理論計(jì)算可得兩個(gè)實(shí)施點(diǎn)的線路末端電壓損失率均在5%以下。
③工程造價(jià)分析:采用絕緣導(dǎo)線束,其工程造價(jià)與常規(guī)改造相比,采用銅導(dǎo)線節(jié)省投資13%,采用鋁導(dǎo)線可節(jié)省投資16%.由工程預(yù)算和施工表明,新模式之所以投資少主要體現(xiàn)在各種金具和施工費(fèi)用的節(jié)約,而導(dǎo)線的價(jià)格與常規(guī)導(dǎo)線相比沒有差異。
、芘c絞合式絕緣導(dǎo)線比較分析:低壓絕緣導(dǎo)線束由于有效長(zhǎng)度變短,所以與城網(wǎng)采用的絞合絕緣線材比較,不僅節(jié)省有色金屬而且使損耗也得到了明顯降低。
6、結(jié)論
新型導(dǎo)線束及低壓配電網(wǎng)新模式,經(jīng)過多年來的研究,并通過幾百個(gè)示范村的實(shí)驗(yàn)表明,在降損節(jié)能方面已收到顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,有效地減輕了農(nóng)民的負(fù)擔(dān),為今后我國(guó)低壓網(wǎng)的改造探索了一條新路子。新型導(dǎo)線束及配電網(wǎng)新模式歸納起來具有如下的優(yōu)點(diǎn):
。1)與常規(guī)裸導(dǎo)線相比,減少了電抗,增大了電納,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的自然功率因數(shù)。
。2)與鋼芯鋁絞線相比,在相同截面下采用兩芯分裂導(dǎo)線束的載流量比常規(guī)單根相線提高了19%,采用四芯分裂導(dǎo)線,其載流量提高41%.
。3)與絞合式交聯(lián)聚乙烯絕緣架空線相比具有導(dǎo)線的耐張力更趨于均勻,縮短電氣距離,有效長(zhǎng)度減少1.7%~2.7%,因而線路的電抗、電阻相應(yīng)的減小,從而改善了電壓質(zhì)量并使導(dǎo)線自身的線損率下降2個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)導(dǎo)線束中其中一根有明顯的結(jié)構(gòu)特征,任何時(shí)候均能可靠地判斷中性線與相線,而絞合式電線多年運(yùn)行后由于相序顏色退色難易判斷。
。4)通過實(shí)例可知與農(nóng)網(wǎng)常規(guī)改造模式相比,新模式有效地降低了工程造價(jià)16%~19%,網(wǎng)損率下降20個(gè)百分點(diǎn),電壓提高了5個(gè)百分點(diǎn)。
。5)在實(shí)施中每個(gè)計(jì)量點(diǎn)三相負(fù)荷均勻分配,將分散的每個(gè)居民用戶的單相負(fù)荷可重組為比較對(duì)稱的三相負(fù)載,迫使中性線電流為最小,有效地減小了低壓中性線上的功率損耗。
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