低壓配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)探索

張恒 胡懷源 張春軻 曹勇 王海濤

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與居民生產(chǎn)生活幸福指數(shù)的提高，電能作為第一能源需求，人類對其供電質(zhì)量、供電可靠性要求越來越高，允許停電的時(shí)間越來越短。目前臺區(qū)施工及配變故障搶修，如配變的增容、低壓線路的升級改造、新建臺區(qū)的負(fù)荷切割仍需停電施工，停電時(shí)間約半天到多天不等，為縮短停電時(shí)間，提高居民生活的獲得感，提出低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架組建技術(shù)。

關(guān)鍵詞：低壓配電網(wǎng);電網(wǎng)結(jié)構(gòu);聯(lián)絡(luò);

一、引言

低壓電網(wǎng)是現(xiàn)行配電網(wǎng)的重要組成部分，是直接面對廣泛用戶的電力需求側(cè)。由于近年來經(jīng)濟(jì)水平逐年增長，居民生活水平不斷提高，低壓電網(wǎng)的用電負(fù)荷也逐年增長。一方面對電網(wǎng)升級發(fā)展以及各電壓等級的協(xié)調(diào)發(fā)展提出更高要求。另一方面，目前低壓電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較單一，以輻射式居多，無法滿足高可靠性用電需求。與此同時(shí)電網(wǎng)建設(shè)由以前的“粗放型”在向“精準(zhǔn)化”轉(zhuǎn)變，這就造成用戶用電需求越來越高和電網(wǎng)建設(shè)投資越來越少的矛盾。本文針對現(xiàn)象從低壓電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面入手，提出解決此矛盾的方法和途徑。

從當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理發(fā)展的角度來看，低壓電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)具有提高用戶可靠性和運(yùn)行變壓器負(fù)載率、降損節(jié)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)【1】。為落實(shí)“人民電業(yè)為人民”服務(wù)宗旨，提高居民生活的獲得感，提出低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架組建技術(shù)，顯得尤為緊迫。

二、技術(shù)原則

1）結(jié)合臺區(qū)配變及低壓線路電網(wǎng)現(xiàn)狀，根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》【2】要求，農(nóng)村柱上配變宜選擇200kVA及400kVA兩種，考慮10kV配變一般出線為2回或3回，遵循“低壓主干線導(dǎo)線截面按遠(yuǎn)期規(guī)劃一次選定的原則”適當(dāng)留有裕量、低壓線路選型要與配變?nèi)萘肯嗥ヅ?，為滿足負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力，建議分別選用JKLYJ-120型及以上低壓線路型號進(jìn)行匹配。

2）配變應(yīng)盡量多的與周邊配變實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)，能滿足臺區(qū)施工及配變故障停電時(shí)，實(shí)現(xiàn)臺區(qū)配變負(fù)荷的轉(zhuǎn)供接帶，以縮短停電時(shí)間【3】。在配變存在聯(lián)絡(luò)時(shí)，考慮配變負(fù)荷轉(zhuǎn)切時(shí)滿足《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》【2】低壓供電半徑要求（C、D類低壓線路供電半徑宜控制在400米、500米），宜控制單臺配變的供電半徑在200米以內(nèi)。同時(shí)結(jié)合臺區(qū)低壓出線回?cái)?shù)，提出以下低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架聯(lián)絡(luò)方案（此處以5臺配變?yōu)槔?/p>

該聯(lián)絡(luò)方案可實(shí)現(xiàn)在1臺配變停運(yùn)后的負(fù)荷100%轉(zhuǎn)供，配變負(fù)載率可控制在80%。

3）配變臺區(qū)低壓網(wǎng)架的規(guī)劃應(yīng)統(tǒng)籌考慮村莊發(fā)展，要充分結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊特色小型加工業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向，統(tǒng)籌考慮村內(nèi)小微企業(yè)電力用戶的接入，對該村負(fù)荷發(fā)展趨勢進(jìn)行判定（判定為長期負(fù)荷或階段性負(fù)荷），并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，預(yù)測結(jié)果為新增配變?nèi)萘窟x擇及低壓網(wǎng)架規(guī)劃的主要依據(jù)。

4）低壓線路線徑的選擇宜結(jié)合配變?nèi)萘窟x型統(tǒng)一選擇，同一區(qū)域、村莊內(nèi)不建議選用多種低壓線型號，同時(shí)還需考慮光伏并網(wǎng)發(fā)電的影響。

5）配變臺區(qū)的布點(diǎn)位置宜靠近負(fù)荷中心，合理劃分供電區(qū)域，要采用負(fù)荷矩對線路壓降進(jìn)行校核，確保低壓線路末端電壓在合格范圍內(nèi)。

三、實(shí)例分析

以XX縣XX鎮(zhèn)XX村臺區(qū)低壓電網(wǎng)規(guī)劃為例進(jìn)行具體說明。

1）XX縣XX鎮(zhèn)XX村電網(wǎng)現(xiàn)狀

XX村位于XX縣XX鎮(zhèn)西部，向西緊靠沭河，屬C類供電區(qū)域，全村共有10kV配變6臺，總?cè)萘繛?800kVA，用電戶數(shù)共1266戶（低壓非居民戶數(shù)139戶，低壓居民戶數(shù)1127戶），配變戶均容量為1.6kVA，低電壓戶數(shù)共23戶。村內(nèi)低壓線路LGJ-35、LGJ-70、JKLYJ-70三種型號，低壓最大供電半徑約330米。

2）XX村低壓網(wǎng)架的組建規(guī)劃

（1）XX村負(fù)荷預(yù)測

XX村位于XX至臨沂主道路北側(cè)，也是長深高速（XX北）入口的主要途徑路之一，交通便捷，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。近幾年來村內(nèi)負(fù)荷發(fā)增速較快，村內(nèi)新生的小型作坊、小微企業(yè)較多，經(jīng)了解，該村2019年最大負(fù)荷為710.5kW，村內(nèi)有中小型眼鏡生產(chǎn)廠2家，日常用電負(fù)荷約120kW，隨著村莊的發(fā)展，村內(nèi)新增小微企業(yè)約8戶，報(bào)裝容量約240kW。對村內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，預(yù)計(jì)2025年村內(nèi)最大負(fù)荷約1056.83kW。

（2）XX村10kV配變規(guī)劃

為滿足XX村用電需求的快速增長，保證供電可靠性及供電質(zhì)量，在現(xiàn)有配變的基礎(chǔ)上規(guī)劃新增3臺10kV配變（1臺400kVA、2臺200kVA），分別切分村內(nèi)現(xiàn)有配變負(fù)荷，同時(shí)對村內(nèi)低壓線路進(jìn)行整村改造，更換為JKLYJ-120導(dǎo)線，規(guī)劃投資約400萬元。

規(guī)劃實(shí)施后，XX村共有10kV配變9臺，總?cè)萘繛?600kVA，配變戶均容量為2.31kVA，低壓供電為300米，配變最大負(fù)載率降低至45%。

（3）XX村低壓網(wǎng)架組建方案

借鑒“功能區(qū)、網(wǎng)格化、單元制”規(guī)劃思路，以現(xiàn)代化配電網(wǎng)建設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)，避免配變臺區(qū)交叉供電，將村莊劃分為兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)供電網(wǎng)格（區(qū)域）【4】，考慮每臺配變的位置及低壓線路的供電半徑，每個(gè)獨(dú)立的供電網(wǎng)格用2臺或多臺10kV配變進(jìn)行供電，同時(shí)要求網(wǎng)格內(nèi)的低壓線路形成拉手互供，確保區(qū)域內(nèi)10kV單臺配變停運(yùn)后，不影響區(qū)域用電。

按照XX村街道布置、配變負(fù)荷情況及低壓線路就近聯(lián)絡(luò)的原則，提出以下聯(lián)絡(luò)方案，詳細(xì)見圖2。

由上圖可知，XX村內(nèi)的9臺配變均可與周圍配變形成低壓拉手，同時(shí)考慮配變的容量、低壓線路的接帶能力，本次設(shè)計(jì)方案配變統(tǒng)一按三回出線考慮，在此低壓規(guī)劃網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下，可保證每一臺配變故障停運(yùn)時(shí)，負(fù)荷100%轉(zhuǎn)接出去。

（4）方案的可行性

A. 設(shè)備選型。為實(shí)現(xiàn)低壓線路聯(lián)絡(luò)功能，需在低壓線路聯(lián)絡(luò)處加裝一套“低壓負(fù)荷斷路器”，實(shí)現(xiàn)配變停運(yùn)時(shí)的手動(dòng)切改負(fù)荷作用，同時(shí)還需切斷JP柜的低壓出線斷路器。

B. 低壓線路的布設(shè)問題。為滿足配變停運(yùn)時(shí)低壓線路能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)切功能，需要求JP柜增設(shè)一路低壓出線。

C. 變壓器、低壓線路核相。在實(shí)現(xiàn)低壓線路聯(lián)絡(luò)前還應(yīng)對10kV配變下線相序、低壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置、JP柜出線位置進(jìn)行核相，安裝相序牌，以保證兩臺配變相序一致。

D. 線損管理。兩臺配變之間存在低壓線路聯(lián)絡(luò)后，在有一臺配變停運(yùn)時(shí)，該臺區(qū)接帶用戶由另一臺供電，必然存在電量的交叉，需要在聯(lián)絡(luò)設(shè)備上安裝雙向計(jì)量裝置。

四、結(jié)束語

低壓電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，對提高供電可靠性和降損節(jié)電具有事半功倍的效果。特別是在面對現(xiàn)在高可靠性供電需求以及精準(zhǔn)化投資的要求，采用低壓電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)能完全響應(yīng)。尤其是面對現(xiàn)階段下的用電趨勢，低壓電網(wǎng)采取聯(lián)絡(luò)的接線方式能積極應(yīng)對。

參考文獻(xiàn)

【1】王海平，吳俊，史忠明.低壓聯(lián)絡(luò)在配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.電源需求測管理，1009-1831（2005）05-0030-03;

【2】國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW 1738-2012）;

【3】馬建生，王濤，牛蔚然，等.基于低電壓治理的配電網(wǎng)優(yōu)化改造分析[J].電氣技術(shù)，2017（9）：98-101，106;

【4】國網(wǎng)山東省電力公司“功能區(qū)、網(wǎng)格化、單元制”配電網(wǎng)規(guī)劃指導(dǎo)原則.2018年8月。