10kV配電網(wǎng)改造工程技術(shù)分析

鄭慧琴

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力的需求也越來越高，舊的城市電網(wǎng)已不能滿足現(xiàn)階段的電力需求，要求原有的供配電系統(tǒng)不斷增容和擴容，以滿足用戶對電能需求。對城市電網(wǎng)的改造已十分緊迫，需要及時解決城市電網(wǎng)對現(xiàn)階段供電質(zhì)量的高要求。文章根據(jù)電網(wǎng)改造經(jīng)驗，論述了10kV配電網(wǎng)改造的技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；技術(shù)改造；城市電網(wǎng)；電網(wǎng)改造；用電負荷

中圖分類號：TM743文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）18

1合理對用電負荷進行科學(xué)預(yù)測

電力負荷預(yù)測是城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)，在開展負荷預(yù)測時，我們應(yīng)采用城區(qū)分區(qū)、行業(yè)分類的預(yù)測方法，即老城區(qū)用電分區(qū)分開預(yù)測、行業(yè)用電分類預(yù)測。老城區(qū)可根據(jù)歷年負荷資料，對城區(qū)生活用電可使用外推方法預(yù)測規(guī)劃期負荷，再以歷年實際遞增率作校核。負荷預(yù)測出來以后就要確定電網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)、變電站布點、變電站最佳容量計算、變電站主接線、用戶供電方式。并通過粗略的短路、潮流計算和技術(shù)經(jīng)濟分析計算，考慮到實施的可能性，用優(yōu)化方法作出綜合評價，最終確定規(guī)劃的技術(shù)原則及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

2目前城市配電網(wǎng)存在的問題及解決方案

電網(wǎng)長期存在著負荷過大、低質(zhì)量供電、電力輸送能力不足、線路損失較大、安全性能差等問題，基于此，可以采取的方法有：（1）減少供電的半徑，增加變電所的數(shù)量，保持雙電源的接入并有效分配有功功率和無功功率；（2）增加線纜的直徑，更換損耗過高的變壓器，使用性價比更高的低損耗變壓器；（3）使變電站安全可靠運行，最好使用自動無人控制系統(tǒng)，減少人員和設(shè)備運行方面的費用支出，減少由于專用控制樓等附屬建筑所引起的支出；（4）工程造價要嚴格控制成本，盡量選用性價比較高的設(shè)備；（5）要適當(dāng)?shù)厥褂脽o功補償，用以減少無功流動，滿足平衡的需求。

310kV配電網(wǎng)改造工程技術(shù)要點

第一，重新規(guī)劃供電區(qū)域，使線路的供電范圍向區(qū)域化、小塊化方向發(fā)展。電源應(yīng)盡量布置在負荷中心，負荷密度高，供電范圍大時，優(yōu)先考慮兩點或多點布置，多點布置有顯著的降損節(jié)能效果，同時也能有效的改善電壓質(zhì)量。首先應(yīng)通過負荷劃塊，確定新供電區(qū)域內(nèi)的最大用電負荷。負荷可按城區(qū)道路為界進行劃塊，這樣劃分的負荷界線明確，同時也可防止用戶私拉亂接。線路最大用電負荷可通過以下公式估算確定：

Pmax=K1K2Pt

式中：

K1——負荷同時率系數(shù)；

K2——配變負荷率系數(shù)；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和（kVA）。

據(jù)測算，對于居民負荷，系數(shù)K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況確定，該系數(shù)隨負荷性質(zhì)和配變?nèi)葺d比配置情況而異，一般民用電負荷取下限值，工業(yè)用電負荷取上限值。

第二，根據(jù)線路當(dāng)前最大負荷Pmax，可用增長率法進行15～20年負荷預(yù)測，算出遠期線路最大

負荷。

第三，根據(jù)最大負荷Pmax合理選擇10kV配電變壓器的容量，既要考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展帶來的對電力需求的增加，也要考慮購置成本的合理性。一般原則是選擇當(dāng)?shù)貙嶋H電力需求量的45%～70%，考慮未來五到十年的用電增長需求。推薦使用S11及以上型環(huán)保、低損耗、過載能力強的變壓器。美式箱變由于體積小，造型美觀，適合在主要街道、路間綠化帶、住宅小區(qū)或建筑群中使用，采用電纜進

出線。

第四，以15～20年后線路最大負荷電流不超過導(dǎo)線經(jīng)濟運行電流為原則，確定導(dǎo)線線徑，逐步實現(xiàn)配電線路絕緣化。主干線選用YJV22-3X300～400型10kV銅芯交聯(lián)電纜，支線應(yīng)選用滿足穩(wěn)定性要求的兩種截面YJV22-3X120～95型10kV銅芯交聯(lián)電纜。配電線路絕緣化改造主要有采用電纜和架空絕緣導(dǎo)線兩種方式，由于架空線影響城市市容，架空線路電纜化已是大勢所趨，電纜線路因投資巨大，前幾年即使城區(qū)電網(wǎng)中，也只是小范圍使用。電纜線路的使用應(yīng)結(jié)合城市市政建設(shè)，按照總體規(guī)劃、分步實施的原則，把城區(qū)等級較高地段，如繁華商業(yè)街道、高等級住宅小區(qū)、公共娛樂廣場等場所按照重要性排序，分步、分批進行無桿化改造。

第五，改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布。在有功功率合理分配的同時，要做到無功功率的合理分布，按照就近的原則減少無功遠距離輸送，增設(shè)無功補償裝置，提高負荷的功率因素，合理配置無功補償裝置，改變無功潮流分布，減少有功損耗和電壓損耗，減少發(fā)電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，以使線損大大降低。由于最大負荷損耗時間て與功率因數(shù)cosΦ有關(guān)，當(dāng)cosΦ增大時，輸送的無功功率減少，相應(yīng)的て值也減少，電網(wǎng)損耗隨之明顯降低。實現(xiàn)無功補償不僅能改善電壓質(zhì)量，對提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性也有重大作用。應(yīng)根據(jù)各種運行方式下的網(wǎng)損來優(yōu)化運行方式，合理調(diào)整和利用補償設(shè)備，提高功率因數(shù)。對電網(wǎng)進行無功補償時，要根據(jù)電網(wǎng)中無功負荷及無功分布情況，合理選擇無功補償容量及確定補償容量的分布，以進一步降低電網(wǎng)損耗。

第六，接地故障改造方案。常見的接地故障包括：配電線路在運行中，導(dǎo)線斷線落地或搭在橫擔(dān)上；導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；導(dǎo)線因風(fēng)力過大，與建筑物距離過近；配電變壓器高壓引下線斷線；配電變壓器10kV避雷器絕緣擊穿等。特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生。發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)可運行1～2h，但是若電網(wǎng)長時間運行，會嚴重影響變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟

運行。

針對這個問題，可在變電站線路出口處、環(huán)網(wǎng)開關(guān)處、各分支處、三相導(dǎo)線上加裝單相接地故障指示器，如果發(fā)生單相接地故障，根據(jù)指示器的顏色變化，可快速確定故障范圍，快速查到故障點，有效地縮小巡視范圍，縮短停電時間。這項措施對提高供電可靠性、防止故障擴大具有較好的效果。

第七，合理調(diào)整10kV供電電網(wǎng)的運行方式和結(jié)構(gòu)。合理調(diào)整變壓器的運行方式，逐步采用DYn11的連接組，擬制由于新型用電設(shè)備（如：大規(guī)模的硅整流設(shè)備）帶來的電網(wǎng)中的高次諧波，采用節(jié)能變壓器，減少供電損耗。線路載流量要有余量以滿足用電增長的需求，在原線路不能滿足負荷要求時，應(yīng)另敷設(shè)新的干線和原線路并列運行，或者插入新的高壓變電站。線路的運行電流控制在設(shè)計電流的2/3，短路電流控制在16kA以下，最大不超過20kA。采用安全可靠性高，維護方便，體積小，操作簡單的新型設(shè)備。如用真空開關(guān)和SF6開關(guān)代替少油斷路器；采用環(huán)網(wǎng)單元、小型封閉式配電裝置、電纜分支箱、新型熔斷器、合成絕緣氧化鋅避雷器等。在采用電纜網(wǎng)替代架空線路網(wǎng)的同時，改變原有的中性點運行方式。變中性點直接接地為經(jīng)電阻接地或者經(jīng)消弧線圈接地。這是因為在電纜網(wǎng)中，采用中性點直接接地的方式不能滿足繼電保護裝置的快速可靠動作。

第八，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。由于計算機網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化正發(fā)生著質(zhì)的改變。變電站綜合自動化系統(tǒng)采用了大量的微處理器、集成電路、計算機網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字智能裝置。通過微機保護、自動重合閘、低周減載、故障錄波、備自投、自動無功調(diào)節(jié)、小電流接地選線等達到對變電站自動控制，并通過遠動設(shè)備把運行參數(shù)和狀態(tài)信號準確無誤地傳給調(diào)度中心，由調(diào)度中心對變電站實現(xiàn)管理和控制。這種方式提高了運行可靠性，提高了勞動生產(chǎn)率，降低了變電站的綜合投資，并進了電網(wǎng)的科技水平和管理水平。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DA）是基于計算機技術(shù)、機電一體化技術(shù)和用戶對供電質(zhì)量的高要求發(fā)展起來的。它通過重合器、分段器、配變測試儀、計算機網(wǎng)絡(luò)等智能裝置的邏輯配合，將故障線段與系統(tǒng)隔離，減少對用戶的停電范圍和停電時間，提高供電可靠率。還可通過后臺配電管理系統(tǒng)（DMS）對配網(wǎng)進行綜合控制。由于現(xiàn)代社會的高速發(fā)展對電能質(zhì)量提出了更高的要求，要保證合格的供電質(zhì)量，只有通過不斷的在線監(jiān)測，并通過調(diào)整運行方式、改變變壓器分接頭檔位、適時投退電容器或靜補裝置來

實現(xiàn)。

4結(jié)論

城市10kV配電網(wǎng)改造技術(shù)改造難度大，影響范圍廣，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，減少電網(wǎng)改造對居民生活用電的影響。在保證投資效益的基礎(chǔ)上，積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，建立一個結(jié)構(gòu)合理、調(diào)度靈活、安全可靠的電網(wǎng)，使電力為城市建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)，成為推動城市發(fā)展的“先行官”。

參考文獻

[1]能源部．電力系統(tǒng)電壓和無功電力管理條例．1988．

[2]供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50052-1995）.

[3]城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)則（DL/T599-1996）．

（責(zé)任編輯：文森）