揚州10 kV配電網架優化策略研究

陳浩 陳正華 李培培 吳量

摘 要：科學合理的網架結構是配電網規劃研究的重點內容，也是保證供電可靠性的根本首要措施。在實際工作中，對配電網網架的認識還存在一些盲點和誤區，對規劃方案、項目評審乃至后續專業工作造成了一些困擾，需要引起重視。為此在揚州市區范圍內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，分析網架結構方面存的在問題和產生原因，提出針對性的優化策略，以期為專業人員提供典型案例，提高規程規范的領會應用水平，在下一步的工作中引以為鑒。

關鍵詞：配電網；網架；優化；策略；研究

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

1 概 述

科學合理的網架結構是配電網規劃研究的重點內容，也是保證供電可靠性的根本首要措施。近年來，配電網規劃建設得到重視和加強，各項投入得到充分保證，規則意識不斷增強，網架結構日新月異。

在實際工作中，對配電網網架的認識還存在一些盲點和誤區，對規劃方案、項目評審乃至后續專業工作造成了一些困擾，需要我們提高規程規范的領會應用水平，并從實踐中尋求真知，總結其中規律性，以期指導下一步工作。為此，在揚州市區范圍內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，針對網架結構分析存在問題和產生原因，提出優化策略。

2 10 kV北掛線

2.1 線路現狀

10 kV北掛線由110 kV頭橋變供電，供電區域為D類分區，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），外部聯絡線路數6條（站內聯絡4條，站外聯絡2條），變電站出口電纜型號YJLV22-3*500，主線型號JKLYJ-10-240，2016年最大負荷4 330 kW，負載率61.64%。

2.2 存在的問題

10 kV北掛線為典型的農村D類供電區域[1]架空線路，供電范圍大，支線龐雜，基本為普通負荷。存在的主要問題是：

①聯絡過多，全線共有6個外部聯絡，不符合導則2-3個聯絡[2]的要求，既增加了網架分析規劃的復雜程度，也給調度運行帶來過多的不確定因素，應該有所簡化，比如分段1設置了3個聯絡，其中與新壩2#線聯絡的支線未接任何負荷，分段1設置的聯絡位于線路始端，實際作用均不大，應予取消。

②缺少部分分段開關，比如分段1、分段2之間，缺少分段開關。

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，應轉移部分負荷。分段1裝接容量達到11 200 kVA，可以考慮頭橋變新出10 kV線帶供分段1部分負荷。

10 kV北掛線現狀網架結構簡化示意圖，如圖1所示。

2.3 優化思路

按照《江蘇配電網規劃設計技術實施細則》，D類供電區域目標網架要求為“以架空為主，采用多分段適度聯絡、多分段單聯絡結構”，“架空線路的聯絡數量應有效控制，以1～3回聯絡數量為目標，其中1回聯絡數量稱為單聯絡，2～3回聯絡數量稱為適度聯絡”，“應控制聯絡的合理性和有效性，避免線路首端聯絡或同一變電站同一母線間線路的聯絡。對于聯絡數量≥4回的架空線路，應結合配電網建設和改造，刪除冗余聯絡或將聯絡開關鎖死，將有效聯絡數量控制在2～3回范圍內”。

①確定主干線，原則為：始于變電站10kV母線，滿足雙電源、負荷最大、用戶數（或配變數）最多的連續線路段，其首端為變電站的10 kV出線開關，末端為聯絡開關。

②去除多余聯絡，將聯絡按“一主兩輔”控制在3個，其中主干線末端的聯絡為主聯絡，盡可能轉供比較多的負荷；2個較大的分段各具備1個輔聯絡，轉供能力可小于主干線末端聯絡。

③未設置分段開關的兩個分段之間增加分段開關。

2.4 優化方案

①去除分段1與豐裕1#線、新壩2#線的聯絡，去除分段2與頭橋線的1個聯絡，將北掛線聯絡減少到3個。

②在分段1、分段2之間增加1個分段開關。

③由頭橋變新出1回10 kV線路拆分北掛線北掛解放596以下負荷。

④為控制北掛線裝接容量在一流區間，適時對北掛線主干線全線復雙。

10 kV北掛線改造后網架結構簡化示意圖，如圖2所示。

3 10 kV科龍2#線

3.1 線路現狀

10 kV科龍2#線由110 kV汊河變供電，供電區域為B類分區，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）、開關站（配電所）1座、配電室（變電所）21座、戶外環網柜5座，外部聯絡線路數12條（站內聯絡2條，站外聯絡10條），變電站出口電纜型號YJV22-3*400，架空主線型號JKLYJ-10-240，2016年最大負荷

6 928 kW，負載率83%。2016年蔣王變將新出9#線將拆分該線路部分負荷。

3.2 存在的問題

由于歷史原因，10 kV科龍2#線前身為農村線路，主干線采用架空形式，隨著城市化水平的不斷提高，供電范圍內商住項目大量接入，目前供電方式上以小區組團為單元，從架空主干線支接一回線路至中心環網柜（或配電室），再由中心環網柜（或配電室）饋出線路對相鄰幾座環網柜（或配電室）供電，為保證供電可靠性，再就近從外部引入聯絡至小區組團中某個環網柜（或配電室、開關站）。經統計，10 kV科龍2#線共形成4個小區組團，每個小區組團具備2～3個外部聯絡，計及其它聯絡共計達到12個。主要存在如下問題：

①除主干線具備聯絡外，每個小區組團均有聯絡，但構建比較隨意，能夠就近接入的都建立聯絡，造成網架結構復雜，在負荷轉供能力分析時牽涉線路多，不易形成最優方案；

②聯絡并非多多益善，過多的聯絡方式對調度運行反而造成了干擾，特別是計劃停電、事故處理時需要甄別有效、無效聯絡，不利于最優運行方式安排和縮短停電時間。

③繁冗的一次網架不利于配電自動化的實施，將造成終端設備無序配置、系統動作邏輯復雜，降低了配電自動化的實用性。

10 kV科龍2#線現狀網架結構簡化示意圖，如圖3所示。

3.3 優化思路

按照《江蘇配電網規劃設計技術實施細則》，B類供電區域目標網架要求為“電纜架空混合；電纜采用單環網結構，架空線采用多分段適度聯絡結構”；并且供電區域內住宅小區用電占比較大，按照《新建居住區供配電設施規劃設計導則》[4]，居住區一般應采用“電纜+中壓開關站+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、負荷最大、用戶數（或配變數）最多的連續線路段，其首端為變電站的10 kV出線開關，末端為聯絡開關；

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方式對住宅小區供電，按照電纜網方式規劃目標網架；

③由于單環網不能保證每個節點同時具備雙電源，在主干線發生故障情況下需要操作分段開關調電，故目標網架采用適應性更好、可靠性更高的電纜雙環網；

④主干線上設置3～4座開關站，將主干線上的重要支接點改造為開關站，將與科龍2#同桿架設的科龍1#線分段接入各開關站不同母線；

⑤以開關站作為主干線節點，環網柜、配電室作為下一級設備接入開關站，一般由開關站以輻射方式供電，根據供電可靠性要求采用單電源或雙電源供電，彼此間不形成環網；對于開關站間隔不夠接入的情況，可增加一座開關站，由主干線開關站供電。原有的外部聯絡可去除。

3.4 優化方案

①在科龍2#線汊河2#環網柜附近新建1#開關站（2進12出），科龍1#、2#線環入環出，將藍山1#、2#配電室（變電所）改由1#開關站供電，其它外部聯絡可取消。汊河2#環網柜、藍山2#環網柜、科龍2#環網柜可取消或留作備用。

②在科龍2#線13#桿附近新建2#開關站（2進12出），科龍1#、2#線環入環出，在區內新建3#開關站（2進12出），由2#開關站供電，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#開關站供電，其它外部聯絡可取消。

③在科龍2#線21#桿附近改接4#開關站（金域藍灣配電所，2進12出），科龍1#、2#線環入環出，將金域藍灣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#開關站供電，其它外部聯絡可取消。

④在科龍2#線38#桿附近新建5#開關站（2進12出），科龍1#、2#線環入環出，在區內新建6#開關站（2進12出），由5#開關站供電，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#開關站供電，其它外部聯絡可取消。順達環網柜、金鑫環網柜可取消或留作備用。

⑤將蔣王變新出9#線、邗城線接入5#開關站，作為科龍1#、2#線的外部聯絡。

10 kV科龍2#線改造后網架結構簡化示意圖，如圖4所示。

4 10 kV湯花1#/2#線

4.1 線路現狀

10 kV湯花1#、2#線由110 kV南郊變供電，供電區域為B類分區，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、開關站6座、戶外環網柜4座，兩條線相互站內聯絡，主干線電纜型號為YJV22-3*400。2016年最大負荷分別為0、4780 kW，負載率分別為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、聯誼南苑、芙蓉苑、君悅藍庭、名澤園等5個居住小區，屬于典型的通過居配工程構建起來的網架。主要存在如下問題：

①對照《新建居住區供配電設施規劃設計導則》，A、B類供電方式要求通過開關站接入主環網，開關站下一級接入配電室（變電所）或環網柜。但湯花1#、2#線未執行導則要求，通過環網柜接入主環網，環網柜下一級又設置開關站。

②君悅藍庭、名澤園2個小區位于連運路以北，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#線相互聯絡，缺少外部聯絡，在變電站全停情況下，負荷轉移較為繁瑣。

10 kV湯花1#、2#線現狀網架結構簡化示意圖，如圖5所示。

4.3 優化思路

按照《新建居住區供配電設施規劃設計導則》要求，居住區一般應采用“電纜+中壓開關站+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網柜，將開關站接入主環網，由開關站對配電室（變電所）供電。

②按照10 kV線路供電范圍劃分，調整君悅藍庭、名澤園2個小區供電方案。

③增加10 kV湯花1#、2#線的外部聯絡，滿足變電站全停負荷轉供要求。

4.4 優化方案

①取消湯汪花園1#、2#環網柜，將聯誼南苑3#、4#環網柜改造為聯誼南苑開關站，由湯汪花園開關站備用間隔供電；

②聯誼南苑1#-4#配電室（變電所）改由聯誼南苑開關站各2回線路供電。

③將君悅藍庭、名澤園2個小區調整由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回線路接入聯誼南苑開關站，構建110 kV南郊變與施井變的站間聯絡。

10 kV湯花1#、2#線改造后網架結構簡化示意圖，如圖6所示。

5 結 語

通過以上對揚州市區三類典型的10kV配電線路網架的分析，可為專業人員提供一些借鑒，主要如下：

①《導則》、《細則》對各類供電區域配電網目標網架均提出了明確要求，對一些投運時間長、已建成形且不符合目標網架要求的線路，如供電公司單方面實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、用戶接入項目等機會綜合實施。

②聯絡數量的控制有待進一步加強，在規劃源頭應準確分析測算，按照負荷分組方案合理有效選定聯絡線路和確定聯絡點位置，并在每年的滾動規劃工作中，校核聯絡方案，對不合適的及時調整到位。

③要重視變電站站間聯絡，在工程實施上可能存在一些困難，但相對站內聯絡，在應對變電站全停時更為有效，應盡可能構建必要的站間聯絡。

④配電網發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生原因和解決辦法，為今后工作積累經驗。

參考文獻：

[1] Q/GDW 1738-2012， 配電網規劃設計技術導則[S].

[2] 配電網規劃設計技術實施細則（試行）[Z].中國：國網江蘇省電力公司，

2013.

[3] 省級“世界一流電網”初步研究成果[Z].中國：國網江蘇省電力公司，

2015.

[4] 新建居住區供配電設施規劃設計導則[Z].中國：國網江蘇省電力公司，

2013.