配电装置的布置要根据电气主接线形式、设备选型以及场地条件等因素确定。常见的配电装置布置形式有户外敞开式、户内开关柜式以及气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)等。户外敞开式配电装置占地面积较大,但投资相对较低,适用于电压等级较高、场地开阔的变电站;户内开关柜式配电装置适用于电压等级较低、对环境要求较高的变电站,具有占地面积小、运行环境好等优点;GIS 则具有占地面积小、可靠性高、维护方便等特点,但投资较高,常用于城市中心或对空间要求较高的变电站。
从经济角度考虑,路径选择要尽量缩短线路长度,减少杆塔数量和导线材料消耗,降低线路建设成本和运行损耗。同时,要考虑线路的维护和检修便利性,选择交通便利的路径,便于后期的运维工作。
(二)杆塔设计
杆塔是输电线路的重要支撑结构,其设计要根据输电线路的电压等级、导线型号、气象条件、地形地貌以及线路档距等因素确定。杆塔类型主要分为自立式杆塔和拉线杆塔两大类。
自立式杆塔包括角钢塔、钢管塔等,具有结构稳定、承载能力强等特点,适用于各种地形和电压等级的输电线路,但造价相对较高。角钢塔是传统的杆塔形式,应用广泛;钢管塔则具有外观美观、风阻小等优点,在城市输电线路和一些对景观要求较高的地区得到越来越多的应用。
拉线杆塔包括拉线铁塔、拉线水泥杆等,其特点是利用拉线来平衡杆塔所受的张力,结构较为简单,造价较低,但占地面积较大,且对周边环境有一定的影响,主要适用于农村地区或地形较为平坦、档距较小的输电线路。
在杆塔设计中,要对杆塔的强度、刚度和稳定性进行详细计算与分析。根据不同的气象条件,如风速、覆冰厚度等,确定杆塔的设计荷载。同时,要考虑杆塔的基础设计,根据地质条件选择合适的基础形式,如灌注桩基础、扩展基础、岩石锚杆基础等,确保杆塔基础能够稳定承载杆塔的重量和外力作用,输电线路的安全运行。
导线与地线选择
导线是输电线路传输电能的主要部件,其选型直接影响输电线路的输送容量、电能损耗和投资成本。导线选择要考虑的因素包括导电性能、机械强度、耐热性能、耐腐蚀性能以及成本等。
常用的导线材料有铝绞线、钢芯铝绞线、铝合金绞线等。铝绞线具有良好的导电性能,但机械强度相对较低;钢芯铝绞线是在铝绞线中心加入钢芯,提高了导线的机械强度,广泛应用于各种电压等级的输电线路;铝合金绞线则具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,但导电性能略逊于铝绞线,适用于一些特殊环境下的输电线路,如沿海地区或污染较重的地区。
配电变压器是配电系统中的关键设备,其选型要根据负荷容量、负荷性质、供电电压以及节能要求等因素确定。与变电站变压器类似,要考虑变压器的容量裕度、损耗指标和绕组连接组别等。同时,要关注配电变压器的安装位置和运行环境,选择合适的防护等级和散热方式。
开关柜用于配电系统中的电能分配和控制,其选型要考虑额定电压、额定电流、开断能力、防护等级以及内部电器元件的配置等因素。常见的开关柜有固定式开关柜、移开式开关柜等,要根据实际需求选择合适的类型。配电箱则主要用于低压配电系统,对电能进行分配和计量,其设计要考虑箱体的防护等级、内部电器元件的布局以及与用户终端的连接方式等。
断路器和熔断器是配电系统中的保护设备,用于切断故障电路,保护电气设备和人员安全。断路器的选型要根据额定电压、额定电流、短路开断能力以及操作机构类型等确定;熔断器则要根据额定电流和熔断特性进行选择,确保在故障电流超过一定值时能够迅速熔断,切断电路。
通信网络是实现主站与终端设备之间信息传输的桥梁,可采用光纤通信、无线通信等多种通信方式,根据不同的应用场景和通信需求选择合适的通信技术。配电终端设备安装在配电线路和配电设备上,如馈线终端单元(FTU)、变压器终端单元(TTU)、开闭所终端单元(DTU)等,用于采集配电系统的运行参数,如电压、电流、功率等,并将数据传输到主站,同时接收主站的控制命令,实现对配电设备的远程操作。