揚(yáng)州10 kV配電網(wǎng)架優(yōu)化策略研究

陳浩 陳正華 李培培 吳量

摘 要：科學(xué)合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點(diǎn)內(nèi)容，也是保證供電可靠性的根本首要措施。在實(shí)際工作中，對配電網(wǎng)網(wǎng)架的認(rèn)識還存在一些盲點(diǎn)和誤區(qū)，對規(guī)劃方案、項(xiàng)目評審乃至后續(xù)專業(yè)工作造成了一些困擾，需要引起重視。為此在揚(yáng)州市區(qū)范圍內(nèi)選取了具有代表性的10 kV北掛線、科龍2#線以及湯花1#/2#線作為研究對象，分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面存的在問題和產(chǎn)生原因，提出針對性的優(yōu)化策略，以期為專業(yè)人員提供典型案例，提高規(guī)程規(guī)范的領(lǐng)會應(yīng)用水平，在下一步的工作中引以為鑒。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；網(wǎng)架；優(yōu)化；策略；研究

中圖分類號：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0080-04

1 概 述

科學(xué)合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點(diǎn)內(nèi)容，也是保證供電可靠性的根本首要措施。近年來，配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)得到重視和加強(qiáng)，各項(xiàng)投入得到充分保證，規(guī)則意識不斷增強(qiáng)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日新月異。

在實(shí)際工作中，對配電網(wǎng)網(wǎng)架的認(rèn)識還存在一些盲點(diǎn)和誤區(qū)，對規(guī)劃方案、項(xiàng)目評審乃至后續(xù)專業(yè)工作造成了一些困擾，需要我們提高規(guī)程規(guī)范的領(lǐng)會應(yīng)用水平，并從實(shí)踐中尋求真知，總結(jié)其中規(guī)律性，以期指導(dǎo)下一步工作。為此，在揚(yáng)州市區(qū)范圍內(nèi)選取了具有代表性的10 kV北掛線、科龍2#線以及湯花1#/2#線作為研究對象，針對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析存在問題和產(chǎn)生原因，提出優(yōu)化策略。

2 10 kV北掛線

2.1 線路現(xiàn)狀

10 kV北掛線由110 kV頭橋變供電，供電區(qū)域?yàn)镈類分區(qū)，供電半徑8.94 km，線路總長35.99公里（電纜0.91km，架空線路35.08 km），絕緣化率100%，裝接容量26 010 kVA，線路上接入變壓器122臺（公變91臺，專變31臺），外部聯(lián)絡(luò)線路數(shù)6條（站內(nèi)聯(lián)絡(luò)4條，站外聯(lián)絡(luò)2條），變電站出口電纜型號YJLV22-3*500，主線型號JKLYJ-10-240，2016年最大負(fù)荷4 330 kW，負(fù)載率61.64%。

2.2 存在的問題

10 kV北掛線為典型的農(nóng)村D類供電區(qū)域[1]架空線路，供電范圍大，支線龐雜，基本為普通負(fù)荷。存在的主要問題是：

①聯(lián)絡(luò)過多，全線共有6個外部聯(lián)絡(luò)，不符合導(dǎo)則2-3個聯(lián)絡(luò)[2]的要求，既增加了網(wǎng)架分析規(guī)劃的復(fù)雜程度，也給調(diào)度運(yùn)行帶來過多的不確定因素，應(yīng)該有所簡化，比如分段1設(shè)置了3個聯(lián)絡(luò)，其中與新壩2#線聯(lián)絡(luò)的支線未接任何負(fù)荷，分段1設(shè)置的聯(lián)絡(luò)位于線路始端，實(shí)際作用均不大，應(yīng)予取消。

②缺少部分分段開關(guān)，比如分段1、分段2之間，缺少分段開關(guān)。

③裝接容量過大，全線裝接容量26 010 kVA，不符合線路平均裝接容量在8 000-12 000 kVA[3]的要求，應(yīng)轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷。分段1裝接容量達(dá)到11 200 kVA，可以考慮頭橋變新出10 kV線帶供分段1部分負(fù)荷。

10 kV北掛線現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖1所示。

2.3 優(yōu)化思路

按照《江蘇配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施細(xì)則》，D類供電區(qū)域目標(biāo)網(wǎng)架要求為“以架空為主，采用多分段適度聯(lián)絡(luò)、多分段單聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)”，“架空線路的聯(lián)絡(luò)數(shù)量應(yīng)有效控制，以1～3回聯(lián)絡(luò)數(shù)量為目標(biāo)，其中1回聯(lián)絡(luò)數(shù)量稱為單聯(lián)絡(luò)，2～3回聯(lián)絡(luò)數(shù)量稱為適度聯(lián)絡(luò)”，“應(yīng)控制聯(lián)絡(luò)的合理性和有效性，避免線路首端聯(lián)絡(luò)或同一變電站同一母線間線路的聯(lián)絡(luò)。對于聯(lián)絡(luò)數(shù)量≥4回的架空線路，應(yīng)結(jié)合配電網(wǎng)建設(shè)和改造，刪除冗余聯(lián)絡(luò)或?qū)⒙?lián)絡(luò)開關(guān)鎖死，將有效聯(lián)絡(luò)數(shù)量控制在2～3回范圍內(nèi)”。

①確定主干線，原則為：始于變電站10kV母線，滿足雙電源、負(fù)荷最大、用戶數(shù)（或配變數(shù)）最多的連續(xù)線路段，其首端為變電站的10 kV出線開關(guān)，末端為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

②去除多余聯(lián)絡(luò)，將聯(lián)絡(luò)按“一主兩輔”控制在3個，其中主干線末端的聯(lián)絡(luò)為主聯(lián)絡(luò)，盡可能轉(zhuǎn)供比較多的負(fù)荷；2個較大的分段各具備1個輔聯(lián)絡(luò)，轉(zhuǎn)供能力可小于主干線末端聯(lián)絡(luò)。

③未設(shè)置分段開關(guān)的兩個分段之間增加分段開關(guān)。

2.4 優(yōu)化方案

①去除分段1與豐裕1#線、新壩2#線的聯(lián)絡(luò)，去除分段2與頭橋線的1個聯(lián)絡(luò)，將北掛線聯(lián)絡(luò)減少到3個。

②在分段1、分段2之間增加1個分段開關(guān)。

③由頭橋變新出1回10 kV線路拆分北掛線北掛解放596以下負(fù)荷。

④為控制北掛線裝接容量在一流區(qū)間，適時對北掛線主干線全線復(fù)雙。

10 kV北掛線改造后網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖2所示。

3 10 kV科龍2#線

3.1 線路現(xiàn)狀

10 kV科龍2#線由110 kV汊河變供電，供電區(qū)域?yàn)锽類分區(qū)，供電半徑2.22 km，線路總長22.1 km（電纜15.1km，架空線路7 km），絕緣化率100%，裝接容量44 935 kVA，線路上接入配電變壓器79臺（公變58臺，專變21臺）、開關(guān)站（配電所）1座、配電室（變電所）21座、戶外環(huán)網(wǎng)柜5座，外部聯(lián)絡(luò)線路數(shù)12條（站內(nèi)聯(lián)絡(luò)2條，站外聯(lián)絡(luò)10條），變電站出口電纜型號YJV22-3*400，架空主線型號JKLYJ-10-240，2016年最大負(fù)荷

6 928 kW，負(fù)載率83%。2016年蔣王變將新出9#線將拆分該線路部分負(fù)荷。

3.2 存在的問題

由于歷史原因，10 kV科龍2#線前身為農(nóng)村線路，主干線采用架空形式，隨著城市化水平的不斷提高，供電范圍內(nèi)商住項(xiàng)目大量接入，目前供電方式上以小區(qū)組團(tuán)為單元，從架空主干線支接一回線路至中心環(huán)網(wǎng)柜（或配電室），再由中心環(huán)網(wǎng)柜（或配電室）饋出線路對相鄰幾座環(huán)網(wǎng)柜（或配電室）供電，為保證供電可靠性，再就近從外部引入聯(lián)絡(luò)至小區(qū)組團(tuán)中某個環(huán)網(wǎng)柜（或配電室、開關(guān)站）。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，10 kV科龍2#線共形成4個小區(qū)組團(tuán)，每個小區(qū)組團(tuán)具備2～3個外部聯(lián)絡(luò)，計(jì)及其它聯(lián)絡(luò)共計(jì)達(dá)到12個。主要存在如下問題：

①除主干線具備聯(lián)絡(luò)外，每個小區(qū)組團(tuán)均有聯(lián)絡(luò)，但構(gòu)建比較隨意，能夠就近接入的都建立聯(lián)絡(luò)，造成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力分析時牽涉線路多，不易形成最優(yōu)方案；

②聯(lián)絡(luò)并非多多益善，過多的聯(lián)絡(luò)方式對調(diào)度運(yùn)行反而造成了干擾，特別是計(jì)劃停電、事故處理時需要甄別有效、無效聯(lián)絡(luò)，不利于最優(yōu)運(yùn)行方式安排和縮短停電時間。

③繁冗的一次網(wǎng)架不利于配電自動化的實(shí)施，將造成終端設(shè)備無序配置、系統(tǒng)動作邏輯復(fù)雜，降低了配電自動化的實(shí)用性。

10 kV科龍2#線現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖3所示。

3.3 優(yōu)化思路

按照《江蘇配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施細(xì)則》，B類供電區(qū)域目標(biāo)網(wǎng)架要求為“電纜架空混合；電纜采用單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，架空線采用多分段適度聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)”；并且供電區(qū)域內(nèi)住宅小區(qū)用電占比較大，按照《新建居住區(qū)供配電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》[4]，居住區(qū)一般應(yīng)采用“電纜+中壓開關(guān)站+配電室方式，雙電源或雙回路供電”。

①確定主干線，原則為：始于變電站10 kV母線，滿足雙電源、負(fù)荷最大、用戶數(shù)（或配變數(shù)）最多的連續(xù)線路段，其首端為變電站的10 kV出線開關(guān)，末端為聯(lián)絡(luò)開關(guān)；

②考慮到城市景觀提升的需要，10 kV科龍2#線架空主干線今后下地改為電纜的可能性較大，并且其支線以電纜網(wǎng)方式對住宅小區(qū)供電，按照電纜網(wǎng)方式規(guī)劃目標(biāo)網(wǎng)架；

③由于單環(huán)網(wǎng)不能保證每個節(jié)點(diǎn)同時具備雙電源，在主干線發(fā)生故障情況下需要操作分段開關(guān)調(diào)電，故目標(biāo)網(wǎng)架采用適應(yīng)性更好、可靠性更高的電纜雙環(huán)網(wǎng)；

④主干線上設(shè)置3～4座開關(guān)站，將主干線上的重要支接點(diǎn)改造為開關(guān)站，將與科龍2#同桿架設(shè)的科龍1#線分段接入各開關(guān)站不同母線；

⑤以開關(guān)站作為主干線節(jié)點(diǎn)，環(huán)網(wǎng)柜、配電室作為下一級設(shè)備接入開關(guān)站，一般由開關(guān)站以輻射方式供電，根據(jù)供電可靠性要求采用單電源或雙電源供電，彼此間不形成環(huán)網(wǎng)；對于開關(guān)站間隔不夠接入的情況，可增加一座開關(guān)站，由主干線開關(guān)站供電。原有的外部聯(lián)絡(luò)可去除。

3.4 優(yōu)化方案

①在科龍2#線汊河2#環(huán)網(wǎng)柜附近新建1#開關(guān)站（2進(jìn)12出），科龍1#、2#線環(huán)入環(huán)出，將藍(lán)山1#、2#配電室（變電所）改由1#開關(guān)站供電，其它外部聯(lián)絡(luò)可取消。汊河2#環(huán)網(wǎng)柜、藍(lán)山2#環(huán)網(wǎng)柜、科龍2#環(huán)網(wǎng)柜可取消或留作備用。

②在科龍2#線13#桿附近新建2#開關(guān)站（2進(jìn)12出），科龍1#、2#線環(huán)入環(huán)出，在區(qū)內(nèi)新建3#開關(guān)站（2進(jìn)12出），由2#開關(guān)站供電，將淮左郡1#、2#、3#，名興花園1#、3#、5#，金湖灣2#、3#，芳庭3#配電室（變電所）改由2#或3#開關(guān)站供電，其它外部聯(lián)絡(luò)可取消。

③在科龍2#線21#桿附近改接4#開關(guān)站（金域藍(lán)灣配電所，2進(jìn)12出），科龍1#、2#線環(huán)入環(huán)出，將金域藍(lán)灣1#、2#、3#配電室（變電所），魏西花園配電室（變電所），以及架空大支線改由4#開關(guān)站供電，其它外部聯(lián)絡(luò)可取消。

④在科龍2#線38#桿附近新建5#開關(guān)站（2進(jìn)12出），科龍1#、2#線環(huán)入環(huán)出，在區(qū)內(nèi)新建6#開關(guān)站（2進(jìn)12出），由5#開關(guān)站供電，將紫陽苑3#配電室（變電所），康橋配電室（變電所），康橋1#、2#箱變，金鑫花園配電室，西站箱變，以及架空大支線改由5#或6#開關(guān)站供電，其它外部聯(lián)絡(luò)可取消。順達(dá)環(huán)網(wǎng)柜、金鑫環(huán)網(wǎng)柜可取消或留作備用。

⑤將蔣王變新出9#線、邗城線接入5#開關(guān)站，作為科龍1#、2#線的外部聯(lián)絡(luò)。

10 kV科龍2#線改造后網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖4所示。

4 10 kV湯花1#/2#線

4.1 線路現(xiàn)狀

10 kV湯花1#、2#線由110 kV南郊變供電，供電區(qū)域?yàn)锽類分區(qū)，供電半徑分別為3.71、3.61 km，均為全電纜線路，總長分別為7.72、7.87公里，裝接容量均為14 200 kVA，線路上接入配變分別為15、13臺，配電室（變電所）34座、開關(guān)站6座、戶外環(huán)網(wǎng)柜4座，兩條線相互站內(nèi)聯(lián)絡(luò)，主干線電纜型號為YJV22-3*400。2016年最大負(fù)荷分別為0、4780 kW，負(fù)載率分別為0%、57.25%。

4.2 存在的問題

10 kV湯花1#、2#線供電對象為湯汪花園、聯(lián)誼南苑、芙蓉苑、君悅藍(lán)庭、名澤園等5個居住小區(qū)，屬于典型的通過居配工程構(gòu)建起來的網(wǎng)架。主要存在如下問題：

①對照《新建居住區(qū)供配電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，A、B類供電方式要求通過開關(guān)站接入主環(huán)網(wǎng)，開關(guān)站下一級接入配電室（變電所）或環(huán)網(wǎng)柜。但湯花1#、2#線未執(zhí)行導(dǎo)則要求，通過環(huán)網(wǎng)柜接入主環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)柜下一級又設(shè)置開關(guān)站。

②君悅藍(lán)庭、名澤園2個小區(qū)位于連運(yùn)路以北，接入10 kV湯花1#、2#線供電，超出10 kV湯花1#、2#線供電范圍。

③10 kV湯花1#、2#線相互聯(lián)絡(luò)，缺少外部聯(lián)絡(luò)，在變電站全停情況下，負(fù)荷轉(zhuǎn)移較為繁瑣。

10 kV湯花1#、2#線現(xiàn)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖5所示。

4.3 優(yōu)化思路

按照《新建居住區(qū)供配電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求，居住區(qū)一般應(yīng)采用“電纜+中壓開關(guān)站+配電室方式，雙電源或雙回路供電”。

①對照居配典型供電方式，在條件具備時可取消前置環(huán)網(wǎng)柜，將開關(guān)站接入主環(huán)網(wǎng)，由開關(guān)站對配電室（變電所）供電。

②按照10 kV線路供電范圍劃分，調(diào)整君悅藍(lán)庭、名澤園2個小區(qū)供電方案。

③增加10 kV湯花1#、2#線的外部聯(lián)絡(luò)，滿足變電站全停負(fù)荷轉(zhuǎn)供要求。

4.4 優(yōu)化方案

①取消湯汪花園1#、2#環(huán)網(wǎng)柜，將聯(lián)誼南苑3#、4#環(huán)網(wǎng)柜改造為聯(lián)誼南苑開關(guān)站，由湯汪花園開關(guān)站備用間隔供電；

②聯(lián)誼南苑1#-4#配電室（變電所）改由聯(lián)誼南苑開關(guān)站各2回線路供電。

③將君悅藍(lán)庭、名澤園2個小區(qū)調(diào)整由10 kV沙口線、修造線供電。

④由110 kV施井變新出10 kV橫溝2#線，并延伸橫溝線，將該2回線路接入聯(lián)誼南苑開關(guān)站，構(gòu)建110 kV南郊變與施井變的站間聯(lián)絡(luò)。

10 kV湯花1#、2#線改造后網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化示意圖，如圖6所示。

5 結(jié) 語

通過以上對揚(yáng)州市區(qū)三類典型的10kV配電線路網(wǎng)架的分析，可為專業(yè)人員提供一些借鑒，主要如下：

①《導(dǎo)則》、《細(xì)則》對各類供電區(qū)域配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架均提出了明確要求，對一些投運(yùn)時間長、已建成形且不符合目標(biāo)網(wǎng)架要求的線路，如供電公司單方面實(shí)施改造將有很多限制，難度很大，可以借助政府下地、遷改、居配、用戶接入項(xiàng)目等機(jī)會綜合實(shí)施。

②聯(lián)絡(luò)數(shù)量的控制有待進(jìn)一步加強(qiáng)，在規(guī)劃源頭應(yīng)準(zhǔn)確分析測算，按照負(fù)荷分組方案合理有效選定聯(lián)絡(luò)線路和確定聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置，并在每年的滾動規(guī)劃工作中，校核聯(lián)絡(luò)方案，對不合適的及時調(diào)整到位。

③要重視變電站站間聯(lián)絡(luò)，在工程實(shí)施上可能存在一些困難，但相對站內(nèi)聯(lián)絡(luò)，在應(yīng)對變電站全停時更為有效，應(yīng)盡可能構(gòu)建必要的站間聯(lián)絡(luò)。

④配電網(wǎng)發(fā)展過程中新老問題交織，需要不定期開展一些專題性研究，有助于集中精力思考產(chǎn)生原因和解決辦法，為今后工作積累經(jīng)驗(yàn)。

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