中壓配電網典型接線模式下的線路報裝容量研究

王 徭

(國網長春供電公司，吉林 長春 130000)

中壓配電網典型接線模式下的線路報裝容量研究

王 徭

(國網長春供電公司，吉林 長春 130000)

介紹了中壓配電網幾種典型接線模式，闡明了合理選擇接線模式的重要意義，提出不同接線模式下的線路負載率控制上限邊界條件。根據不同負荷性質，引入配變同時率的概念，估算出配變平均負載率，計算得出不同接線模式下線路所能裝接配變的最大容量，即線路報裝容量。為優化城市中壓配電網結構、提高電網對用戶的供電能力，提供了良好的借鑒和參考。

配電網；接線模式；報裝容量；負載率；供電能力

0 引言

10 kV中壓配電網由高壓變電站中10 kV配電裝置、開關站、配電變壓器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、經濟、合理地分配到用戶[1]。10 kV配電網接線模式作為網架結構的基本反映，直接影響著配電網的供電可靠性與用戶的用電水平。因此，采取合理有效的接線模式既可以在很大程度上提高供電質量，又能獲得良好的社會和經濟效益。

對各種接線模式進行定量計算，以滿足線路N-1要求的負載率上限，就可以計算出線路供電能力和接入用戶容量。線路報裝容量的大小因用戶負荷性質和接線模式的不同而變化，與線路負載率、配變同時率和配變負載率有關。本文通過分析計算不同接線模式下線路報裝容量，提出提高中壓配電網供電能力的方法。

1 中壓配電網幾種典型接線模式

目前，國內城市中壓配電網一般由10 kV架空線和電纜線混合組成。架空網的典型接線模式包括單輻射、雙輻射、多分段單聯絡、多分段兩聯絡、多分段三聯絡等，電纜網的典型接線模式包括單輻射、雙輻射、單環網、雙環網、兩供一備、三供一備、“2-1”開閉所、“3-1”開閉所等[2]。

2 不同接線模式下的線路報裝容量

2.1 線路負載率

由于接線模式不同，線路所能達到的負載率上限也不相同(表1)。線路報裝容量計算必須根據不同的負載率上限，得出該線路所能攜帶的最大負荷，進而為控制用戶報裝容量提供邊界條件。

表1 不同接線模式負載率控制上限

2.2 配變同時率

由于不同配變的負荷特性不同，最大負荷時刻也不同，因此，在計算線路報裝容量時，需要考慮配變同時率的因素。

以10 kV線路為對象，對線路所帶的所有配變進行研究。以該線路的年負荷曲線為基準，確定線路年最大負荷發生時刻，然后確定該時刻所有配變負荷值，進行累加，便可得到線路綜合負荷。接著根據所有配變年負荷曲線，確定每臺配變年最大負荷，進行累加，便可得到所有配變絕對最大負荷之和。此時，就可以求出該線路所有配變之間的同時率。具體定義見下式：

式中，μ為同時率；an為第a臺配變在n時刻的負荷值；bn為第b臺配變在n時刻的負荷值；以此類推。

2.3 配變負載率

本文采用逆推，通過對不同用電性質線路歷史年最大負荷時刻電流數據的篩選統計，挑選出每種用電性質典型線路，統計歷史年最大負荷時刻的電流數據及線路裝接配變容量情況，通過計算得到各種用電性質典型線路歷史年配變平均負載率，分析歷史年配變平均負載率變化情況，從而總結出不同用電性質線路逐年所需負荷的變化趨勢，并依據該趨勢得出如何在線路建設完成初期節約供電成本。計算方法如下：

首先計算線路最大負荷：

式中，P為線路最大負荷；U為線路電壓等級；I為線路最大電流；cosφ為功率因數，取0.95。

由線路最大負荷和線路裝接配變容量可算出線路裝接配變平均負載率：

式中，K為線路裝接配變平均負載率；S為線路裝接配變容量。

那么，最大負荷時刻的線路裝接配變理論最大負載率為：

通過對典型負荷特性線路進行調研，估算出不同負荷特性配變平均負載率，結果如下：(1) 負荷性質主要為民用，配變平均負載率：35%～65%；(2) 負荷性質主要為商用，配變平均負載率：40%～55%；(3) 負荷性質主要為工業，配變平均負載率：30%～70%；(4) 負荷性質主要為混合，配變平均負載率：25%～70%。

2.4 線路報裝容量計算

根據不同接線模式負載率不同取線路最大負載率分別為50%、67%和75%，若線路型號為YJV22-10/3×300，取熱穩定極限傳輸電流為535A，通過對以上3種性質線路配變負載率的計算，得到線路裝接配變容量控制原則[3]。計算方法如下：

式中，S為線路所能裝接配變最大容量；p為線路最大負載率；p′為配變平均負載率。

通過計算得到線路裝接配變容量控制原則，如表2所示。

表2 單回中壓線路的合理配變裝接容量上限 單位：MVA

由表2可見，在不同接線模式下，由于線路負載率及配變負載率不同，線路允許接入配變容量大小存在差異，具體表現為：線路裝接配變容量上限與線路負載率成正比，與配變負載率成反比。

3 結語

不同接線模式的線路最大供電能力即配變裝接容量的大小是不同的，線路負載率越高的接線模式可裝配配變容量越高，如三供一備、兩供一備為幾種典型接線模式中高N-1負載率的配電網絡，配變裝接容量最大，線路供電能力和供電可靠性最高。因此，通過改變中壓配電網接線模式，采用高N-1負載率的配電網絡，可以有效提高電網供電能力。

[1]陳章潮，唐德光.城市電網規劃與改造[M].北京：中國電力出版社，1998

[2]申邵文.城市中壓配電網接線方式的研究[J].廣東科技，2010(20)

[3]樂歡，王主丁，吳建賓，等.中壓饋線裝接配變容量的探討[J].華東電力，2009(4)

2014-10-27

王徭(1984—)，女，吉林通化人，碩士研究生，工程師，電網規劃專責，研究方向：電力系統及其自動化。