城區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

朱國治

摘 要：當(dāng)前城區(qū)經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)發(fā)展，工業(yè)、企業(yè)數(shù)量不斷增加，對于電力電能的需求量也不斷上升。城區(qū)10kV配網(wǎng)架構(gòu)存在一定的局限性，無法有效滿足不斷增加的用電負荷量，必須加大城區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化力度，優(yōu)化配網(wǎng)架構(gòu)。文章重點分析了城區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：城區(qū)；10kV配網(wǎng)；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；優(yōu)化

中圖分類號：TM73 文獻標(biāo)識碼：A

文章選擇主變壓器互聯(lián)的方法，接線模式選擇混合接線法，同時打造出了10kV配網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)造，這種架構(gòu)方式可以極大地滿足用電需求，緩解城區(qū)用電負荷壓力，從而有效確保了配網(wǎng)的安全、有效供電。主變互聯(lián)的方式，能夠有效提升主變負載率，保證10kV配網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定地供電，同時，能夠優(yōu)化平衡不同變電站之間負荷的合理轉(zhuǎn)移，其中二供一備K型站的啟動，具有更加顯著的優(yōu)勢，能夠有效提升供電容量，確保負荷能夠有效轉(zhuǎn)移。

1 10kV配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，我國10kV配電網(wǎng)主要選擇以下幾種接線模式，具體體現(xiàn)為：環(huán)形接線、放射狀接線、混合狀。多種接線模式各自都有屬于自己的優(yōu)勢和不足，具體體現(xiàn)在：

（1）放射式：接線構(gòu)造相對簡單、成本低，該接線模式能夠促進電荷發(fā)展，然而，該接線模式只適合配置于城區(qū)配網(wǎng)分支線路。

（2）混合狀：一般用在城區(qū)配網(wǎng)接線，電網(wǎng)建設(shè)成本低、通過增設(shè)線路、轉(zhuǎn)移電荷的方法，能夠滿足城區(qū)高負荷、高需求的用電量，而且適合發(fā)展新用戶，確保電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，受到高品質(zhì)電壓。缺點：構(gòu)造繁瑣、線路易遭受腐蝕發(fā)生老化，不利于配網(wǎng)自動化運轉(zhuǎn)。

（3）環(huán)形接線：構(gòu)造基礎(chǔ)、簡單，線損卻相對嚴重，有利于自動化運行，成本低、容易進行統(tǒng)一控制。

2 10kV配網(wǎng)架構(gòu)的理念和思想

城區(qū)10kV配網(wǎng)架構(gòu)最根本是要滿足用電負荷量，能夠不斷地滿足、動態(tài)適應(yīng)日益增長的城區(qū)用電負荷需求量，而且需要配網(wǎng)靈活運轉(zhuǎn)、便于調(diào)度和操作，支持負荷的科學(xué)轉(zhuǎn)移。供電安全性較高、節(jié)省成本，線路易于拓展。通常來說10kV配網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般包括兩大部分，分別為：主網(wǎng)結(jié)構(gòu)與次網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣才能打造出更加簡單、明了的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，方便配網(wǎng)調(diào)度。

10kV配網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

3 主變壓器互聯(lián)模型

現(xiàn)階段，我國城市地域所選擇的配網(wǎng)變電站通常包括兩大類：110/10kV，35/10kV。通常把兩到三臺主變壓器配置于變電站。變電站實際接線、聯(lián)系過程中還需要著重考慮以下方面：主接線、站間聯(lián)絡(luò)等。

某個地域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部，電力電能供應(yīng)并非來自于某個變電站，是各個變電站間相互配合、聯(lián)系的結(jié)果，然而，現(xiàn)實中的變電站之間往往會有更為復(fù)雜的關(guān)系，這無疑為配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化帶來了困難。

由于變電站之間相互聯(lián)系能夠保證安全、穩(wěn)定供電，下面就將以三變電站互聯(lián)為例來分析主變壓器互聯(lián)模式。

假設(shè)雙主變壓器變電站內(nèi)部低壓端選擇單母線分段接線，三主變壓器變電站內(nèi)部低壓端選擇單母線分段接線模式，同時，設(shè)定任何主變壓器出現(xiàn)故障問題，電力負荷就可以對等地轉(zhuǎn)移到與其聯(lián)絡(luò)的變電站。所選容量各自確定在：

50WVA，63MVA，80MVA.同時，變電站之間聯(lián)絡(luò)較好、處于均衡狀態(tài)，由于主變壓器容量有所差異，其互聯(lián)模式對應(yīng)的數(shù)據(jù)見表1。

從表1能夠看出：當(dāng)選擇3變電站模式情況下，如果對應(yīng)增設(shè)2臺主變，在沒能互聯(lián)狀態(tài)下主變壓負載率達到50%，創(chuàng)建互聯(lián)供電時，主變負載率達到84%，此時，供電能力也對應(yīng)增強，同時，設(shè)置3臺主變，主變負載率達到66.7%，對應(yīng)的供電能力也顯著增強。

經(jīng)過互聯(lián)，主變壓器無論是在負載率還是供電能力方面，都顯著增強。從上面的圖表能夠看出，在三臺變壓器時，配置3臺主變更有效，無論在變壓互聯(lián)還是負載率方面都具有優(yōu)勢。而且由于主變壓器自身的容量不斷上升，對應(yīng)供電系統(tǒng)的供電水平也顯著提高。

4 10kV配網(wǎng)接線模式的優(yōu)化

對于城區(qū)配網(wǎng)來說，通常采用以下接線模式，主要的接線模式類型包括：單輻射式、單環(huán)網(wǎng)式、雙環(huán)網(wǎng)式。不同的接線模式有不同的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出不同的特點。具體體現(xiàn)在：

（1）單輻射。該接線模式具有一定弊端，體現(xiàn)在：負面影響較大、影響范圍較廣，不能保證安全、穩(wěn)定地供電，該接線模式只適合用在對供電安全度、穩(wěn)定性要求較為放松的區(qū)域，該接線模式下，線路的負載極限值高達100%。

（2）單環(huán)網(wǎng)。安全性較好、穩(wěn)定性高，線路分布清楚，線路能夠更加靈活地工作，其負載極限值達到50%。

（3）雙環(huán)網(wǎng)。穩(wěn)定性強，安全性高，一般可以用在商業(yè)區(qū)，線路的負載率極限值也能達到66.7%。

5 以K型站為主的接線模式

通常來說，K型站的接線體現(xiàn)出自身的特點，具體體現(xiàn)為：清楚、明確、靈活、出線帶繼電保護。10kV母線能夠自行切斷，且線路中一旦出現(xiàn)故障點，很容易被分析、診斷出來，從而確保在短時間內(nèi)來轉(zhuǎn)移負荷，而且能夠積極地把負荷進行有效釋放，在業(yè)界得到了充分的認可。

K型站能支持并促進10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，主要發(fā)揮中介點的功能，特別是負荷較為聚集時，能夠?qū)ψ冸娬竟╇娔芰M行有效地釋放，對應(yīng)緩解供電危機。

6 中心城區(qū)目標(biāo)網(wǎng)構(gòu)建

城區(qū)供電，主體負荷來自于商業(yè)用電以及住宅區(qū)用電，這些城區(qū)地域中需要有較強的供電能力。這些地域環(huán)境中，土地空間相對有限，而且城建設(shè)施相對健全，有一定的城市規(guī)劃需求，從長期來看，可以嘗試選擇輸電線路入地模式。商業(yè)城區(qū)10kV配網(wǎng)主網(wǎng)架構(gòu)、主變互聯(lián)具體如圖2所示。

該城區(qū)商業(yè)中心地帶選擇二進線K型站，以及二供一備K型站，這兩種類型的變電站同步接線，其中還涵蓋一些電纜饋線組、架空線路等，以此達到不同變電站之間電力負荷的有效轉(zhuǎn)移。

來源于一個變電站的各個母線段，為二進線K站2路進線提供電能。二供一備K型站的2路運轉(zhuǎn)線路，分別來源于一個變電站的各個母線，其他線路也分別從各個變電站伸出，以此來確保供電安全、穩(wěn)定，確保不同變電站間能夠進行有效的負荷轉(zhuǎn)移。

結(jié)語

10kV配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有特殊的方法，可以依照本文選擇主變壓器互聯(lián)的方法，接線模式也可以選擇混合接線法，同時打造出了10kV配網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)造，這種架構(gòu)方式可以極大地滿足用電需求，緩解城區(qū)用電負荷壓力，從而有效確保了配網(wǎng)的安全、有效供電。

通過主變互聯(lián)的方式，能夠有效提升主變負載率，保證10kV配網(wǎng)能夠安全、穩(wěn)定地供電，同時，能夠優(yōu)化平衡不同變電站之間負荷的合理轉(zhuǎn)移，其中二供一備K型站的啟動，具有更加顯著的優(yōu)勢，能夠有效提升供電容量，確保負荷能夠有效轉(zhuǎn)移。

參考文獻

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