新型集束导线及低压配电网新模式的实施与展望

　　摘要：绝缘导线束是一种新型的低压电气线材，它的电抗和电纳分别为常规导线的0.21～0.34倍和11倍；供电新模式使低压电网结构更趋于合理，工程造价与常规改造相比降低13%～16%.
　　关键词：绝缘导线束 低压电气线材。
　　1、概述
　　一种新型绝缘集束导线的问世，促成了低压配电网供电新模式的实施。绝缘导线束是一种新型的低压电气线材，它的电抗和电纳分别为常规导线的0.21～0.34倍和11倍；供电新模式使低压电网结构更趋于合理，工程造价与常规改造相比降低13%～16%.辽宁省农电局通过实施应用两年多来已收到显著的经济效益和社会效益，有效地减轻了农民的负担，为当今农村低压电网的改造探索了一条新路子。
　　从80年代开始国外有些国家研究集束导线结构，如法国电力公司开发的绝缘导线束系统（ABC系统），是以零线为中线，将三相导线围绕在其周围绞合而成，到目前有80多国家试验和推广这种导线。我们从90年代初开始着手研制，于1992年研制成功。与国外类似产品不同的是四根导线由防老化绝缘导线相互平行连接在一起，从断面看，四根导线成正方形对称布置或以零线为中心三根对称三角型布置。与国外类似产品单股绞合导线束相比，生产工艺简单，机械强度大，节省有色金属等优点。
　　该项课题的研究得到了原电力部农电司的大力支持，于1997年被农电司立项为科研开发与推广项目。该项成果的研究在辽宁推广实施的同时，在山东、河南、吉林等省得到了重视，有些省已大面积推广。
　　2、绝缘导线束电气参数的计算（略）
　　3、实验检测
　　绝缘导线束试制成功后，于1992年3月由辽宁省电线电缆产品质量监督检测中心检验；1997年3月经东北电管局虎石台实验站测试。
　　4、新模式供电的特点及可行性分析
　　新型导线的应用在生产上可能带来一种革新，但重要的是能否带来更好的总体效益。这就是基于新型导线束的特点研究其综合配套实施的网络新模式。所谓“新”的就是考虑导线、配变及附属设备的最新选型、防窃电的技术措施、工程投资、施工及运行费用等综合因素的基础上推出一种崭新的供电模式。
　　研究低压电网新模式，强调了电源至用户计量点一律实行三相四线制的供电方式，即小容量、密布点、短半径、低损耗、就地平衡；强调了工程投资少，运行费用低的经济性；强调了施工简便、运行的安全性和可靠性；同时加强了从技术措施抑制窃电的可行性。低压网络的新模式体现如下特点：
　　（1）供电模式主干线、分支线均采用三相四线制供电方式，比单相供电每相电流减少到1/3，在实施中每个计量点三相负荷均匀分配，迫使零线电流为最小。解决了以往低压电网受地域布局影响使三相负载不平衡的这一难题。该模式在三相负荷平衡方面有一个重大突破。
　　（2）由于三相四线制导线束延伸到每一个角落，因此不受地域分布影响将分散的单相负荷可重组为比较对称的三相负载。
　　（3）计量点至用户的进户线均采用单相四线对角线连接方式，使电抗小于0.1Ω。
　　由试验村的实施表明，在整个低压配电网中进户线的长度占整个低压网的70%左右。因此，应该认识到低压网的改造中进户线在整体效益中是一个不可忽视的组成部分。
　　（4）仪表箱的引入和引出均采用防老化绝缘导线束，并套在硬塑管内，将3～6户计量表集中在一起尽可能实现三相就地平衡。在仪表箱上设抄表示窗，加大透明度，并且用技术手段杜绝窃电、漏电、人情电和关系电，有效地抑制不明损失。
　　（5）以往的农村配电网中由于变压器负载率过低，再加上变压器本身空载损耗大，因此仅是变压器的铁损就占整个配网损失的50%左右。模式采用了新型节能的非晶铁芯变压器，通过试验村的实测和计算表明，变压器铁损只占整个低压网损的15%，这也是新模式大幅度降低网损的重要环节。
　　（6）由于农村配电网的配电变压器一般均小于315kVA，因此分裂导线束单芯截面25mm2足以满足要求。针对负荷密度大，负荷发展较快的供电区域或城网配变容量较大时，宜采用分裂导线多分支多回路供电方式。
　　5、试验实例
　　（1）新模式实施方案首批选在沈阳市东陵区深井子镇康红村、后康村和五三乡营城子村，所谓常规改造是指主干线按三相四线制单股铝导线供电，分支线按单相供电，进户线采用6mm2铝线供电。
　　（2）工程预算：工程预算以《辽宁省电气照明工程单位估价表》1996版为依据。康红村和营城子村工程竣工后的决算表明，新模式改造比常规模式改造的工程造价分别节省资金13.09%和16.33%.
　　（3）综合效益分析：
　　①电能损失分析：通过改造前的旧网络和采用分裂导线改造后的新模式进行线损理论计算。由理论计算结果可见，采用分裂导线的新供电模式对降低低压网损有显著效果。康红村采用铜线改造，线损仅为改造前的1/5.08，下降了80.3%.营城子村采用铝线改造，线损分别下降为59%.使农民承担每kW.h不足0.40元电费。与改造前相比每kW.h降低了0.25元，有效地减轻了农民的负担。
　　②电压降分析：针对康红村电网新模式理论计算及实施后实测表明：供电半径为500m处的电压损失率不足3%，假设变压器的负载率在80%的条件下，经理论计算可得两个实施点的线路末端电压损失率均在5%以下。
　　③工程造价分析：采用绝缘导线束，其工程造价与常规改造相比，采用铜导线节省投资13%，采用铝导线可节省投资16%.由工程预算和施工表明，新模式之所以投资少主要体现在各种金具和施工费用的节约，而导线的价格与常规导线相比没有差异。
　　④与绞合式绝缘导线比较分析：低压绝缘导线束由于有效长度变短，所以与城网采用的绞合绝缘线材比较，不仅节省有色金属而且使损耗也得到了明显降低。
　　6、结论
　　新型导线束及低压配电网新模式，经过多年来的研究，并通过几百个示范村的实验表明，在降损节能方面已收到显著的经济效益和社会效益，有效地减轻了农民的负担，为今后我国低压网的改造探索了一条新路子。新型导线束及配电网新模式归纳起来具有如下的优点：
　　（1）与常规裸导线相比，减少了电抗，增大了电纳，有效地提高了网络的自然功率因数。
　　（2）与钢芯铝绞线相比，在相同截面下采用两芯分裂导线束的载流量比常规单根相线提高了19%，采用四芯分裂导线，其载流量提高41%.
　　（3）与绞合式交联聚乙烯绝缘架空线相比具有导线的耐张力更趋于均匀，缩短电气距离，有效长度减少1.7%～2.7%，因而线路的电抗、电阻相应的减小，从而改善了电压质量并使导线自身的线损率下降2个百分点。同时导线束中其中一根有明显的结构特征，任何时候均能可靠地判断中性线与相线，而绞合式电线多年运行后由于相序颜色退色难易判断。
　　（4）通过实例可知与农网常规改造模式相比，新模式有效地降低了工程造价16%～19%，网损率下降20个百分点，电压提高了5个百分点。
　　（5）在实施中每个计量点三相负荷均匀分配，将分散的每个居民用户的单相负荷可重组为比较对称的三相负载，迫使中性线电流为最小，有效地减小了低压中性线上的功率损耗。