中壓配電網(wǎng)典型接線模式下的線路報裝容量研究

王 徭

(國網(wǎng)長春供電公司，吉林 長春 130000)

中壓配電網(wǎng)典型接線模式下的線路報裝容量研究

王 徭

(國網(wǎng)長春供電公司，吉林 長春 130000)

介紹了中壓配電網(wǎng)幾種典型接線模式，闡明了合理選擇接線模式的重要意義，提出不同接線模式下的線路負載率控制上限邊界條件。根據(jù)不同負荷性質(zhì)，引入配變同時率的概念，估算出配變平均負載率，計算得出不同接線模式下線路所能裝接配變的最大容量，即線路報裝容量。為優(yōu)化城市中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高電網(wǎng)對用戶的供電能力，提供了良好的借鑒和參考。

配電網(wǎng)；接線模式；報裝容量；負載率；供電能力

0 引言

10 kV中壓配電網(wǎng)由高壓變電站中10 kV配電裝置、開關(guān)站、配電變壓器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、合理地分配到用戶[1]。10 kV配電網(wǎng)接線模式作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基本反映，直接影響著配電網(wǎng)的供電可靠性與用戶的用電水平。因此，采取合理有效的接線模式既可以在很大程度上提高供電質(zhì)量，又能獲得良好的社會和經(jīng)濟效益。

對各種接線模式進行定量計算，以滿足線路N-1要求的負載率上限，就可以計算出線路供電能力和接入用戶容量。線路報裝容量的大小因用戶負荷性質(zhì)和接線模式的不同而變化，與線路負載率、配變同時率和配變負載率有關(guān)。本文通過分析計算不同接線模式下線路報裝容量，提出提高中壓配電網(wǎng)供電能力的方法。

1 中壓配電網(wǎng)幾種典型接線模式

目前，國內(nèi)城市中壓配電網(wǎng)一般由10 kV架空線和電纜線混合組成。架空網(wǎng)的典型接線模式包括單輻射、雙輻射、多分段單聯(lián)絡(luò)、多分段兩聯(lián)絡(luò)、多分段三聯(lián)絡(luò)等，電纜網(wǎng)的典型接線模式包括單輻射、雙輻射、單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)、兩供一備、三供一備、“2-1”開閉所、“3-1”開閉所等[2]。

2 不同接線模式下的線路報裝容量

2.1 線路負載率

由于接線模式不同，線路所能達到的負載率上限也不相同(表1)。線路報裝容量計算必須根據(jù)不同的負載率上限，得出該線路所能攜帶的最大負荷，進而為控制用戶報裝容量提供邊界條件。

表1 不同接線模式負載率控制上限

2.2 配變同時率

由于不同配變的負荷特性不同，最大負荷時刻也不同，因此，在計算線路報裝容量時，需要考慮配變同時率的因素。

以10 kV線路為對象，對線路所帶的所有配變進行研究。以該線路的年負荷曲線為基準，確定線路年最大負荷發(fā)生時刻，然后確定該時刻所有配變負荷值，進行累加，便可得到線路綜合負荷。接著根據(jù)所有配變年負荷曲線，確定每臺配變年最大負荷，進行累加，便可得到所有配變絕對最大負荷之和。此時，就可以求出該線路所有配變之間的同時率。具體定義見下式：

式中，μ為同時率；an為第a臺配變在n時刻的負荷值；bn為第b臺配變在n時刻的負荷值；以此類推。

2.3 配變負載率

本文采用逆推，通過對不同用電性質(zhì)線路歷史年最大負荷時刻電流數(shù)據(jù)的篩選統(tǒng)計，挑選出每種用電性質(zhì)典型線路，統(tǒng)計歷史年最大負荷時刻的電流數(shù)據(jù)及線路裝接配變?nèi)萘壳闆r，通過計算得到各種用電性質(zhì)典型線路歷史年配變平均負載率，分析歷史年配變平均負載率變化情況，從而總結(jié)出不同用電性質(zhì)線路逐年所需負荷的變化趨勢，并依據(jù)該趨勢得出如何在線路建設(shè)完成初期節(jié)約供電成本。計算方法如下：

首先計算線路最大負荷：

式中，P為線路最大負荷；U為線路電壓等級；I為線路最大電流；cosφ為功率因數(shù)，取0.95。

由線路最大負荷和線路裝接配變?nèi)萘靠伤愠鼍€路裝接配變平均負載率：

式中，K為線路裝接配變平均負載率；S為線路裝接配變?nèi)萘俊?/p>

那么，最大負荷時刻的線路裝接配變理論最大負載率為：

通過對典型負荷特性線路進行調(diào)研，估算出不同負荷特性配變平均負載率，結(jié)果如下：(1) 負荷性質(zhì)主要為民用，配變平均負載率：35%～65%；(2) 負荷性質(zhì)主要為商用，配變平均負載率：40%～55%；(3) 負荷性質(zhì)主要為工業(yè)，配變平均負載率：30%～70%；(4) 負荷性質(zhì)主要為混合，配變平均負載率：25%～70%。

2.4 線路報裝容量計算

根據(jù)不同接線模式負載率不同取線路最大負載率分別為50%、67%和75%，若線路型號為YJV22-10/3×300，取熱穩(wěn)定極限傳輸電流為535A，通過對以上3種性質(zhì)線路配變負載率的計算，得到線路裝接配變?nèi)萘靠刂圃瓌t[3]。計算方法如下：

式中，S為線路所能裝接配變最大容量；p為線路最大負載率；p′為配變平均負載率。

通過計算得到線路裝接配變?nèi)萘靠刂圃瓌t，如表2所示。

表2 單回中壓線路的合理配變裝接容量上限 單位：MVA

由表2可見，在不同接線模式下，由于線路負載率及配變負載率不同，線路允許接入配變?nèi)萘看笮〈嬖诓町?，具體表現(xiàn)為：線路裝接配變?nèi)萘可舷夼c線路負載率成正比，與配變負載率成反比。

3 結(jié)語

不同接線模式的線路最大供電能力即配變裝接容量的大小是不同的，線路負載率越高的接線模式可裝配配變?nèi)萘吭礁?，如三供一備、兩供一備為幾種典型接線模式中高N-1負載率的配電網(wǎng)絡(luò)，配變裝接容量最大，線路供電能力和供電可靠性最高。因此，通過改變中壓配電網(wǎng)接線模式，采用高N-1負載率的配電網(wǎng)絡(luò)，可以有效提高電網(wǎng)供電能力。

[1]陳章潮，唐德光.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造[M].北京：中國電力出版社，1998

[2]申邵文.城市中壓配電網(wǎng)接線方式的研究[J].廣東科技，2010(20)

[3]樂歡，王主丁，吳建賓，等.中壓饋線裝接配變?nèi)萘康奶接慬J].華東電力，2009(4)

2014-10-27

王徭(1984—)，女，吉林通化人，碩士研究生，工程師，電網(wǎng)規(guī)劃專責，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。