10kV架空網(wǎng)典型接線模式的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估

【摘要】首先對(duì)國(guó)內(nèi)10kV架空網(wǎng)接線模式進(jìn)行了深入研究，對(duì)其特點(diǎn)、適用條件進(jìn)行了分析和論述。在結(jié)合江門地區(qū)的實(shí)際算例，對(duì)各種10kV架空網(wǎng)接線模式的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行了定量分析，得出了不同負(fù)荷密度下各種接線模式的最優(yōu)分段數(shù)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性最好。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；接線模式；最優(yōu)分段

1.10kV配電網(wǎng)接線模式綜述

10kV配電網(wǎng)接線模式在國(guó)內(nèi)各城市有不同特點(diǎn)，其目的都為增強(qiáng)供電可靠性，降低潮流線損、電壓降，規(guī)范電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)模式，保證電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最好。本文將對(duì)10kV架空網(wǎng)幾種典型接線模式進(jìn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，重點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算和分析。

國(guó)內(nèi)常用10kV電網(wǎng)接線模式概述：

10kV配電網(wǎng)由高壓變電站的10kV配電裝置、開關(guān)站、配電房和架空線路或電纜線路等部分組成，其功能是將電力安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地分配到客戶。一般城市的網(wǎng)絡(luò)由架空線和電纜線混合組成。

目前國(guó)內(nèi)主要城市架空線配電網(wǎng)采用的典型接線模式有單電源輻射接線、2-1接線、三電源環(huán)網(wǎng)接線、三分段三聯(lián)絡(luò)接線、兩供一備接線、三供一備接線等。

（1）接線

雙電源手拉手環(huán)式的結(jié)構(gòu)見圖1所示。它與放射式的不同點(diǎn)在于將兩條饋線接通，實(shí)現(xiàn)互為備用，形成一個(gè)兩端都有電源、環(huán)式設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的饋線，任何一端都可以供給全線負(fù)荷。且這兩條饋線來自不同的變電站或至少是不同母線，饋線由若干分段點(diǎn)（一般是安裝油侵、真空、充氣（SF6）等各種形式的開關(guān)）分成各個(gè)分段。當(dāng)一條線路出現(xiàn)開關(guān)故障、檢修或其中任一變電站（或母線）停電時(shí)，停電線路通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)的操作可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電；通過安裝分段開關(guān)將線路分為若干區(qū)段，當(dāng)任一區(qū)段發(fā)生故障，通過靈活調(diào)度或由自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)識(shí)別、隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電，從而大大提高了供電可靠性。

圖1 雙電源2-1接線方式

“2-1”環(huán)式作為典型配電網(wǎng)接線方式，具有接線簡(jiǎn)單，調(diào)度運(yùn)行靈活、方便等特點(diǎn)。該接線方式屬性分析如下：

1）負(fù)載率：電源點(diǎn)變壓器最大負(fù)載率50%，線路負(fù)載率50%。

2）可靠性分析：有聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)，如果是電纜網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)任意負(fù)荷不間斷供電；架空線路可通過分段開關(guān)隔離故障段，閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)可使非故障段恢復(fù)供電。

3）經(jīng)濟(jì)性：由于線路和電源點(diǎn)變壓器都只利用了最大額定容量的一半，與單電源供電相比，可靠性提高的同時(shí)，費(fèi)用加大。

（2）多分段多聯(lián)絡(luò)接線

圖2 三電源3-1接線（3分段2聯(lián)絡(luò)）

在這種接線模式里，分段數(shù)目不小于聯(lián)絡(luò)的數(shù)目，分段數(shù)目越多，故障停電和檢修停電時(shí)間及范圍越少，則網(wǎng)絡(luò)的可靠性越高，所以分段數(shù)影響供電可靠性。而聯(lián)絡(luò)線的數(shù)目不僅影響可靠性，還影響線路的負(fù)載率。聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)目越多，則線路的負(fù)載率越高，經(jīng)濟(jì)性越好。但是聯(lián)絡(luò)數(shù)目多了，設(shè)備投資也要增加。雖然是同一種接線模式，但是電纜線路的可靠性要比架空線接線的可靠性高。從理論上看分段越多故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)帶能力越強(qiáng)，但是分段數(shù)過多，會(huì)使故障恢復(fù)策略復(fù)雜，并涉及到太多的設(shè)備，反倒降低了可靠性，所以對(duì)于一定的供電負(fù)荷，會(huì)有一個(gè)最佳的分段數(shù)和聯(lián)絡(luò)數(shù)。該接線方式的特點(diǎn)分析如下：

2.2 架空網(wǎng)各典型接線模式經(jīng)濟(jì)性比較和結(jié)果分析

電力系統(tǒng)的基本功能是向用戶輸送電能，所有用戶都期望以最低的價(jià)錢買到具有高度可靠性的電能。然而，經(jīng)濟(jì)性與可靠性這兩個(gè)因素總是相互矛盾的。從分段開關(guān)的理想作用來看，要提高供電可靠性，使停電損失減小，就必須增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資成本，即增加對(duì)分段開關(guān)的投資。但是，如果提高可靠性使用戶停電損失的降低小于用于提高可靠性所增加的投資，那么這種建設(shè)投資就沒有價(jià)值了，而且由于分段開關(guān)也有一定的故障和拒動(dòng)情況，所以在一定負(fù)荷密度下，線路對(duì)應(yīng)著一個(gè)最優(yōu)分段數(shù)。

3.結(jié)論

通過對(duì)江門10kV配電網(wǎng)接線模式的研究，可以得出各接線模式之間的比較結(jié)果和一些有實(shí)際意義的結(jié)論。針對(duì)經(jīng)濟(jì)性編寫的計(jì)算程序使用簡(jiǎn)單，修改方便，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行人員提供一些有益的參考。

通過對(duì)不同中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架接線方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性計(jì)算，可以得到以下結(jié)論：

（1）隨著負(fù)荷密度的增大，各接線模式的出線年總費(fèi)用逐漸減小。這是因?yàn)樨?fù)荷密度增大而保持變電站容量不變，意味著供電半徑將縮小，變電站到負(fù)荷的出線長(zhǎng)度減短，線路投資也相應(yīng)的減小，年總費(fèi)用就會(huì)下降。

（2）在各種架空線接線模式中，總出線年費(fèi)用最高的兩種接線由高到低順序依次是：2-1接線模式、3-1接線模式。

（3）兩供一備和三供一備的年綜合費(fèi)用在各種負(fù)荷密度下均相差不大。負(fù)荷密度較小時(shí)，兩供一備綜合費(fèi)用略高；負(fù)荷密度增大時(shí)，隨著分段數(shù)逐增大，三供一備費(fèi)用漸漸超過兩供一備。

參考文獻(xiàn)

[1]陳庭記，程浩忠，何明等.城市中壓配電網(wǎng)接線模式研究[M].電網(wǎng)技術(shù)，2000.

[2]曹陽.電網(wǎng)投資效益評(píng)價(jià)的研究[D].浙江：浙江大學(xué)，2005.