10kV配電網(wǎng)自動化改造方案研究

李笛

摘要：隨著我國網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)的快速發(fā)展，這些技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的運(yùn)用也越來越多。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中不可忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要擔(dān)負(fù)著連接用戶側(cè)的配發(fā)等任務(wù)，特別是10kV配網(wǎng)系統(tǒng)。為了有效的將自動化技術(shù)在配電網(wǎng)中使用，從而及時(shí)的監(jiān)測出各種線路的故障，提高線路的維修效率，這樣一來會使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定與安全。該文就是在以往電網(wǎng)改造的基礎(chǔ)上，介紹了10kV配電網(wǎng)改造的相關(guān)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng);技術(shù)改造;城市電網(wǎng);電網(wǎng)改造;用電負(fù)荷

引言

眾所周知，配網(wǎng)環(huán)節(jié)是電力系統(tǒng)當(dāng)中最為重要的一個(gè)部分，隨著電網(wǎng)自動化技術(shù)整體工程的不斷深化，那么配網(wǎng)自動化技術(shù)的改造與升級也在不斷的推進(jìn)。

1合理對用電負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)預(yù)測

在城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，最為基礎(chǔ)也極為重要的就是電力負(fù)荷預(yù)測，在進(jìn)行該工作時(shí)，預(yù)測方法的選擇比較關(guān)鍵，我們使用常見的城區(qū)分區(qū)、行業(yè)分類法。對于老城區(qū)而言，可以提前查閱往年負(fù)荷資料，借助相關(guān)方法推理規(guī)劃期負(fù)荷，對于最后結(jié)果需要參照往年遞增率進(jìn)行檢測。得出預(yù)測負(fù)荷之后，接下來就要確定變電站布點(diǎn)、變電站主接線、用戶供電方式等。然后，在簡短的短路、潮流計(jì)算和相關(guān)財(cái)務(wù)預(yù)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合考量，得出一個(gè)綜合性評價(jià)，進(jìn)而得出規(guī)劃上的注意事項(xiàng)和結(jié)構(gòu)布局。

2目前城市配電網(wǎng)存在的問題及解決方案

電網(wǎng)在運(yùn)行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，諸如負(fù)載壓力過大、供電不穩(wěn)定、線路電損過大等。鑒于此，我們提出了如下方案：（1）在供電半徑上進(jìn)行縮減，增設(shè)更多的變電所，維持雙電源機(jī)制，進(jìn)行功率的合理分配;（2）加大線纜的直徑，變壓器一旦出現(xiàn)較大的損耗，就要及時(shí)的替換，一般會選擇使用性能更加優(yōu)良的低損耗變壓器;（3）引入自動無人控制系統(tǒng)，由此不僅可以節(jié)省人工成本，還能夠盡可能地降低設(shè)備運(yùn)行成本;（4）要靈活運(yùn)用無功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)平衡方面的要求。

310kV配電網(wǎng)改造工程技術(shù)要點(diǎn)

3.1供電區(qū)域再規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化、小塊化的供電

電源的分布應(yīng)該盡可能位于負(fù)荷中心，如果密度比較大、范圍比較廣時(shí)，兩點(diǎn)或多點(diǎn)布置就更為合適，后者的降損節(jié)能功效極為強(qiáng)大，不僅如此其還能優(yōu)化電壓質(zhì)量。第一步我們需要找到最大的用電負(fù)荷，這是借助負(fù)荷劃塊實(shí)現(xiàn)的。在進(jìn)行劃塊時(shí)，一般以城區(qū)道路作為分界線，這種方式更加清晰明了。

3.2根據(jù)線路當(dāng)前最大負(fù)荷Pmax

憑借增長率法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，時(shí)間在15～20年，由此得出未來線路最大負(fù)荷。

3.3參照最大負(fù)荷Pmax科學(xué)抉擇10kV配電變壓器的容量

首先應(yīng)該從需求上著手，了解經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來多大的電力增長，然后從購置成本上進(jìn)行評估。以往經(jīng)驗(yàn)則是選取范圍為當(dāng)?shù)仉娏π枨罅康?5%～70%，通過對未來的預(yù)測，建議選取S11及以上型環(huán)保、節(jié)能、過載能力優(yōu)良的變壓器。美式變壓器的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)巧妙，造型精美，一般用在公共設(shè)施上，常見于小區(qū)、街道、馬路等。

3.4以15～20年后線路最大負(fù)荷電流不超過導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)

運(yùn)行電流為原則確定導(dǎo)線線徑，進(jìn)而完成線路絕緣化配電線路絕緣化改造一般包括2種模式，即使用電纜和架空絕緣導(dǎo)線。隨著近年來政府對于城市市容的重視，架空絕緣導(dǎo)線的方式已然不再適用，電纜化必將是未來發(fā)展方向，但是，電纜線路成本投入過大，前些年，即使是在城市中使用范圍都是很小的。電纜線路的運(yùn)用，應(yīng)該在市政規(guī)劃的前提下進(jìn)行，有條不紊地實(shí)施無桿化革新。

3.5改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布

在配置有功功率的同時(shí)，也要考慮到無功功率的分配，以就近原則為基礎(chǔ)縮短無功遠(yuǎn)距離輸送，加裝無功補(bǔ)償設(shè)備，優(yōu)化無功潮流布置，盡可能降低有功損耗，將電壓的損失降到最低。對來自于發(fā)電機(jī)和變壓器的無功功率進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而減小線損。考慮到最大負(fù)荷損耗時(shí)間t與功率因數(shù)cosΦ存在一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)后者變大時(shí)，線路的無功功率將變低，t值也會變小，電網(wǎng)內(nèi)部的損失也會變小。無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢眾多，不但可以提升電壓質(zhì)量，還能夠優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營過程中的經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)行方式的革新需要參照各種實(shí)際情況而定，通過借助相關(guān)器械實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的提升。

3.6接地故障改造方案

工程中經(jīng)常遇到的接地故障有：在線路正常運(yùn)營過程中，導(dǎo)線突然發(fā)生斷落;導(dǎo)線在絕緣子中緊固方式不穩(wěn)，掉落在橫擔(dān)或地面上：狂風(fēng)驟起時(shí)，線桿上搖晃到建筑物附近，帶來安全隱患;系統(tǒng)內(nèi)部被絕緣擊穿等。這種單相接地故障在狂風(fēng)暴雨等惡劣環(huán)境下尤為明顯，發(fā)生概率最高。即使是在出現(xiàn)單相接地后，系統(tǒng)還能夠運(yùn)轉(zhuǎn)1～2小時(shí)，但是長此以往，就會對電力設(shè)備和配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來不利的影響。對此，可以在系統(tǒng)中裝上單相接地故障指示器，技術(shù)人員可以通過其中的顏色變化，判定故障的大致區(qū)域，而后盡快地找出故障點(diǎn)，然后進(jìn)行維修，將故障影響時(shí)間降到最低。經(jīng)過工程實(shí)踐檢測，此種方式能夠有效提升供電的穩(wěn)定性，進(jìn)而避免事故的進(jìn)一步蔓延。

3.7合理調(diào)整10kV供電電網(wǎng)的運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)

科學(xué)地調(diào)控變壓器的運(yùn)行模式，逐漸使用DYn11的連接組，由于在系統(tǒng)中引入了新型用電設(shè)備，這使電網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生高次諧波，運(yùn)用節(jié)能環(huán)保變壓器，降低供電上的損耗。在進(jìn)行線路載流量設(shè)計(jì)時(shí)，要保留充足的余量，使用電增長時(shí)能夠有效應(yīng)對。當(dāng)原有的線路不能滿足現(xiàn)有的負(fù)荷需求時(shí)，就需要加設(shè)并行線路。線路運(yùn)行電流也有一定的要求，其值應(yīng)該保持在設(shè)計(jì)電流2/3左右，短路電流的值應(yīng)該在16kA以內(nèi)，上限值則不能超過20kA。新型設(shè)備的使用需要滿足穩(wěn)定性好、體型較小和護(hù)養(yǎng)方便等特點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)電纜化的過程中，需要革新中性點(diǎn)運(yùn)行模式。以往的中性點(diǎn)都是直接接地的，現(xiàn)在需要經(jīng)過電阻再接地，還有一種就是通過消弧線圈接地。之所以如此，就是原有的接地方式已然滿足不了繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行要求了。

3.8配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)和自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化正在迎來一場革命。在技術(shù)革新的推動下，變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)部加裝了許多數(shù)字智能裝置。然后借助低周減載、故障錄波、備自投等實(shí)現(xiàn)對變電站的自動調(diào)控。然后遠(yuǎn)程設(shè)備會將相關(guān)參數(shù)傳遞給調(diào)度中心，后者將直接承擔(dān)起對變電站的管控責(zé)任。這種模式不僅提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，也帶來了生產(chǎn)效率上的提升，進(jìn)而減小了變電站的成本投入，同時(shí)還有助于電網(wǎng)科技水平的提高與管理能力的提升。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DA）是一個(gè)綜合性系統(tǒng)，其是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合用戶對用電的實(shí)際需求發(fā)展而來的。其以各種智能裝置的邏輯配合為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)故障線段和系統(tǒng)的科學(xué)分割，將故障影響區(qū)域縮減到最小，將停電的時(shí)間降到最低，繼而提升供電的可靠性。

結(jié)語

在本次的配網(wǎng)自動化升級改成過程中，需要重點(diǎn)解決的是配電網(wǎng)線路的升級改造。但是，線路的升級改造還有較大要解決的問題，這就要求我們不斷的采用新技術(shù)以及運(yùn)用新的管理模式，從而有效的改善線路建設(shè)的科學(xué)性與合理性，保障用戶的用電安全。在實(shí)際的施工建設(shè)當(dāng)中，不但要對施工的技術(shù)和要求有較為嚴(yán)格的把控，還需要對項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，從而促進(jìn)配網(wǎng)建設(shè)得到較大的促進(jìn)，進(jìn)而獲得更為長遠(yuǎn)的發(fā)展。

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