10kV架空網(wǎng)典型接線模式的經(jīng)濟性評估

【摘要】首先對國內(nèi)10kV架空網(wǎng)接線模式進行了深入研究，對其特點、適用條件進行了分析和論述。在結(jié)合江門地區(qū)的實際算例，對各種10kV架空網(wǎng)接線模式的經(jīng)濟性指標進行了定量分析，得出了不同負荷密度下各種接線模式的最優(yōu)分段數(shù)，保證電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性最好。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；接線模式；最優(yōu)分段

1.10kV配電網(wǎng)接線模式綜述

10kV配電網(wǎng)接線模式在國內(nèi)各城市有不同特點，其目的都為增強供電可靠性，降低潮流線損、電壓降，規(guī)范電網(wǎng)經(jīng)營模式，保證電網(wǎng)運行經(jīng)濟性最好。本文將對10kV架空網(wǎng)幾種典型接線模式進行可靠性和經(jīng)濟性進行評估，重點進行經(jīng)濟性指標計算和分析。

國內(nèi)常用10kV電網(wǎng)接線模式概述：

10kV配電網(wǎng)由高壓變電站的10kV配電裝置、開關(guān)站、配電房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、合理地分配到客戶。一般城市的網(wǎng)絡(luò)由架空線和電纜線混合組成。

目前國內(nèi)主要城市架空線配電網(wǎng)采用的典型接線模式有單電源輻射接線、2-1接線、三電源環(huán)網(wǎng)接線、三分段三聯(lián)絡(luò)接線、兩供一備接線、三供一備接線等。

（1）接線

雙電源手拉手環(huán)式的結(jié)構(gòu)見圖1所示。它與放射式的不同點在于將兩條饋線接通，實現(xiàn)互為備用，形成一個兩端都有電源、環(huán)式設(shè)計、開環(huán)運行的饋線，任何一端都可以供給全線負荷。且這兩條饋線來自不同的變電站或至少是不同母線，饋線由若干分段點（一般是安裝油侵、真空、充氣（SF6）等各種形式的開關(guān)）分成各個分段。當一條線路出現(xiàn)開關(guān)故障、檢修或其中任一變電站（或母線）停電時，停電線路通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)的操作可實現(xiàn)在短時間內(nèi)恢復(fù)供電；通過安裝分段開關(guān)將線路分為若干區(qū)段，當任一區(qū)段發(fā)生故障，通過靈活調(diào)度或由自動化控制實現(xiàn)識別、隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電，從而大大提高了供電可靠性。

圖1 雙電源2-1接線方式

“2-1”環(huán)式作為典型配電網(wǎng)接線方式，具有接線簡單，調(diào)度運行靈活、方便等特點。該接線方式屬性分析如下：

1）負載率：電源點變壓器最大負載率50%，線路負載率50%。

2）可靠性分析：有聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)，如果是電纜網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)任意負荷不間斷供電；架空線路可通過分段開關(guān)隔離故障段，閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)可使非故障段恢復(fù)供電。

3）經(jīng)濟性：由于線路和電源點變壓器都只利用了最大額定容量的一半，與單電源供電相比，可靠性提高的同時，費用加大。

（2）多分段多聯(lián)絡(luò)接線

圖2 三電源3-1接線（3分段2聯(lián)絡(luò)）

在這種接線模式里，分段數(shù)目不小于聯(lián)絡(luò)的數(shù)目，分段數(shù)目越多，故障停電和檢修停電時間及范圍越少，則網(wǎng)絡(luò)的可靠性越高，所以分段數(shù)影響供電可靠性。而聯(lián)絡(luò)線的數(shù)目不僅影響可靠性，還影響線路的負載率。聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)目越多，則線路的負載率越高，經(jīng)濟性越好。但是聯(lián)絡(luò)數(shù)目多了，設(shè)備投資也要增加。雖然是同一種接線模式，但是電纜線路的可靠性要比架空線接線的可靠性高。從理論上看分段越多故障時網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)帶能力越強，但是分段數(shù)過多，會使故障恢復(fù)策略復(fù)雜，并涉及到太多的設(shè)備，反倒降低了可靠性，所以對于一定的供電負荷，會有一個最佳的分段數(shù)和聯(lián)絡(luò)數(shù)。該接線方式的特點分析如下：

2.2 架空網(wǎng)各典型接線模式經(jīng)濟性比較和結(jié)果分析

電力系統(tǒng)的基本功能是向用戶輸送電能，所有用戶都期望以最低的價錢買到具有高度可靠性的電能。然而，經(jīng)濟性與可靠性這兩個因素總是相互矛盾的。從分段開關(guān)的理想作用來看，要提高供電可靠性，使停電損失減小，就必須增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資成本，即增加對分段開關(guān)的投資。但是，如果提高可靠性使用戶停電損失的降低小于用于提高可靠性所增加的投資，那么這種建設(shè)投資就沒有價值了，而且由于分段開關(guān)也有一定的故障和拒動情況，所以在一定負荷密度下，線路對應(yīng)著一個最優(yōu)分段數(shù)。

3.結(jié)論

通過對江門10kV配電網(wǎng)接線模式的研究，可以得出各接線模式之間的比較結(jié)果和一些有實際意義的結(jié)論。針對經(jīng)濟性編寫的計算程序使用簡單，修改方便，能夠為電網(wǎng)的規(guī)劃、運行人員提供一些有益的參考。

通過對不同中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架接線方案進行經(jīng)濟性計算，可以得到以下結(jié)論：

（1）隨著負荷密度的增大，各接線模式的出線年總費用逐漸減小。這是因為負荷密度增大而保持變電站容量不變，意味著供電半徑將縮小，變電站到負荷的出線長度減短，線路投資也相應(yīng)的減小，年總費用就會下降。

（2）在各種架空線接線模式中，總出線年費用最高的兩種接線由高到低順序依次是：2-1接線模式、3-1接線模式。

（3）兩供一備和三供一備的年綜合費用在各種負荷密度下均相差不大。負荷密度較小時，兩供一備綜合費用略高；負荷密度增大時，隨著分段數(shù)逐增大，三供一備費用漸漸超過兩供一備。

參考文獻

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