10kV配電網改造工程技術分析

鄭慧琴

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，電力的需求也越來越高，舊的城市電網已不能滿足現階段的電力需求，要求原有的供配電系統不斷增容和擴容，以滿足用戶對電能需求。對城市電網的改造已十分緊迫，需要及時解決城市電網對現階段供電質量的高要求。文章根據電網改造經驗，論述了10kV配電網改造的技術要點。

關鍵詞：10kV配電網；技術改造；城市電網；電網改造；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預測

電力負荷預測是城市電網規劃設計的基礎，在開展負荷預測時，我們應采用城區分區、行業分類的預測方法，即老城區用電分區分開預測、行業用電分類預測。老城區可根據歷年負荷資料，對城區生活用電可使用外推方法預測規劃期負荷，再以歷年實際遞增率作校核。負荷預測出來以后就要確定電網接線結構、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、潮流計算和技術經濟分析計算，考慮到實施的可能性，用優化方法作出綜合評價，最終確定規劃的技術原則及系統的結構。

2目前城市配電網存在的問題及解決方案

電網長期存在著負荷過大、低質量供電、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，減少人員和設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備；（5）要適當地使用無功補償，用以減少無功流動，滿足平衡的需求。

310kV配電網改造工程技術要點

第一，重新規劃供電區域，使線路的供電范圍向區域化、小塊化方向發展。電源應盡量布置在負荷中心，負荷密度高，供電范圍大時，優先考慮兩點或多點布置，多點布置有顯著的降損節能效果，同時也能有效的改善電壓質量。首先應通過負荷劃塊，確定新供電區域內的最大用電負荷。負荷可按城區道路為界進行劃塊，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；

K2——配變負荷率系數；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和（kVA）。

據測算，對于居民負荷，系數K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應結合當地實際情況確定，該系數隨負荷性質和配變容載比配置情況而異，一般民用電負荷取下限值，工業用電負荷取上限值。

第二，根據線路當前最大負荷Pmax，可用增長率法進行15～20年負荷預測，算出遠期線路最大

負荷。

第三，根據最大負荷Pmax合理選擇10kV配電變壓器的容量，既要考慮當地經濟發展帶來的對電力需求的增加，也要考慮購置成本的合理性。一般原則是選擇當地實際電力需求量的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線經濟運行電流為原則，確定導線線徑，逐步實現配電線路絕緣化。主干線選用YJV22-3X300～400型10kV銅芯交聯電纜，支線應選用滿足穩定性要求的兩種截面YJV22-3X120～95型10kV銅芯交聯電纜。配電線路絕緣化改造主要有采用電纜和架空絕緣導線兩種方式，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，前幾年即使城區電網中，也只是小范圍使用。電纜線路的使用應結合城市市政建設，按照總體規劃、分步實施的原則，把城區等級較高地段，如繁華商業街道、高等級住宅小區、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，改善網絡中的無功功率分布。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，減少發電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸的無功功率，以使線損大大降低。由于最大負荷損耗時間て與功率因數cosΦ有關，當cosΦ增大時，輸送的無功功率減少，相應的て值也減少，電網損耗隨之明顯降低。實現無功補償不僅能改善電壓質量，對提高電網運行的經濟性也有重大作用。應根據各種運行方式下的網損來優化運行方式，合理調整和利用補償設備，提高功率因數。對電網進行無功補償時，要根據電網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，導線斷線落地或搭在橫擔上；導線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔或地上；導線因風力過大，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、大風和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發生。發生單相接地后，系統可運行1～2h，但是若電網長時間運行，會嚴重影響變電設備和配電網的安全經濟

運行。

針對這個問題，可在變電站線路出口處、環網開關處、各分支處、三相導線上加裝單相接地故障指示器，如果發生單相接地故障，根據指示器的顏色變化，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，合理調整10kV供電電網的運行方式和結構。合理調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備（如：大規模的硅整流設備）帶來的電網中的高次諧波，采用節能變壓器，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，應另敷設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，操作簡單的新型設備。如用真空開關和SF6開關代替少油斷路器；采用環網單元、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。在采用電纜網替代架空線路網的同時，改變原有的中性點運行方式。變中性點直接接地為經電阻接地或者經消弧線圈接地。這是因為在電纜網中，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，配電網自動化系統的應用。由于計算機網絡和自動化技術的飛速發展，電力系統自動化正發生著質的改變。變電站綜合自動化系統采用了大量的微處理器、集成電路、計算機網絡等數字智能裝置。通過微機保護、自動重合閘、低周減載、故障錄波、備自投、自動無功調節、小電流接地選線等達到對變電站自動控制，并通過遠動設備把運行參數和狀態信號準確無誤地傳給調度中心，由調度中心對變電站實現管理和控制。這種方式提高了運行可靠性，提高了勞動生產率，降低了變電站的綜合投資，并進了電網的科技水平和管理水平。配網自動化系統（DA）是基于計算機技術、機電一體化技術和用戶對供電質量的高要求發展起來的。它通過重合器、分段器、配變測試儀、計算機網絡等智能裝置的邏輯配合，將故障線段與系統隔離，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（DMS）對配網進行綜合控制。由于現代社會的高速發展對電能質量提出了更高的要求，要保證合格的供電質量，只有通過不斷的在線監測，并通過調整運行方式、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。

4結論

城市10kV配電網改造技術改造難度大，影響范圍廣，應充分考慮電網的安全穩定運行，減少電網改造對居民生活用電的影響。在保證投資效益的基礎上，積極采用新技術、新設備、新工藝，建立一個結構合理、調度靈活、安全可靠的電網，使電力為城市建設與經濟發展服務，成為推動城市發展的“先行官”。

參考文獻

[1]能源部．電力系統電壓和無功電力管理條例．1988．

[2]供配電系統設計規范（GB50052-1995）.

[3]城市中低壓配電網改造技術導則（DL/T599-1996）．

（責任編輯：文森）