中低壓配電網規劃方法分析

黃健壯

摘 要：本文從研究中低壓配電網存在問題入手，圍繞電纜線路、通道回數、環網設備選型、配電系統自動化、通信模式建設等層面針對項目方案編制思路進行了分析，并以某10kV配電網項目為實例，探討了該項目的具體規劃方法，以期為配電網運行效率與供電可靠性的提升提供參考價值。

關鍵詞：配電網規劃;接線模式;配電自動化

1? 中低壓配電網規劃項目方案的編制思路分析

1.1 中低壓配電網存在問題

城市化建設促使電力負荷與用電量持續攀升，由此催生過線路、設備過載、線路或設備老化等問題，對于配電網的安全穩定運行構成一定威脅。在配電網規劃時需預先做好電網臺賬數據的采集與整理工作，保障獲取到電纜線路、配變設備的詳細信息;通過針對采集到的線路與配變設備的電流、電壓數據進行分析，用于判斷電網中有無過載或重載問題、排查造成電壓質量不合格的原因等，為配電網規劃工作提供重要參考信息;在此基礎上，根據區域范圍內的負荷增長情況與周圍電網建設情況進行負荷預測，保障有效適應未來供電增長需求、減少資源浪費問題，提升配電網規劃的預見性與實效性。

1.2 項目方案編制思路

1.2.1電纜線路接線模式

配電網的常見接線模式包含輻射型、“N-1”型、雙環網、多分段多聯絡與“N-1主備”接線模式等類型，在接線模式的選取與設計時需綜合考量供電可靠性、技術經濟性、運維操作便捷性以及可拓展性等多重原則，保障實現配電網規劃目標[1]。例如針對“N-1”型接線模式進行優化，運用分支斷路器將原有“N-1”型接線模式調整為“2-1”接線模式，選取斷路器安裝在分支線路上構成環網結構，可與其他站實現互聯，倘若分支線路出現故障，僅需將斷路器斷開進行檢修，有效將停電范圍縮小至1/4、避免大面積停電;倘若主干線出現故障，可利用分支線路實現負荷轉供，保障供電可靠性。再如針對“N-1”主備接線模式進行優化，可通過添加分段聯絡開關將其調整為分段聯絡模式，即使在出現“N-2”故障時仍可保障正常供電，并且有效提高環網開關柜的利用效率，減少電力設施方面的成本投入，提升故障排查效率與轉供電操作的便捷度，具備較強的應用價值。

1.2.2線路路徑與通道回數

基于安全高效原則進行配電線路路徑的設計，注重考量區域整體布局、減少對公共道路的占用，盡量縮短線路路徑與轉角，減少電力傳輸過程中的電能損耗，并且防范短路等故障的發生。在通道回數的設計上，應考慮整體城市或區域范圍內近5-10年的電氣建設需求，避免短期內產生重復開挖問題。

1.2.3線路截面與環網設備選型

在線路截面類型的選取上，通常應保障主干線、次干線與分支線選取的截面類型較為統一，避免因截面類型過多而增加改造環節物資申購的復雜程度，或造成線路卡脖子問題。具體來說，可將電纜線路的主干線、次干線與分支線截面分別設為300㎡、120㎡和70㎡;架空線路的主干線、次干線與分支線則分別為240㎡、120㎡和70㎡。在環網設備選型上，通常情況下需針對配電變壓器、開關柜、低壓設備等不同設備進行精細選型，以斷路器柜為例，當前宜選取全絕緣SF6斷路器柜，該設備具有全封閉性、尺寸小、維護量少等優勢特征，可用于控制分支線路故障電流的開斷，有效隔離故障、實現可靠供電。

1.2.4自動化建設方案

在配電系統自動化建設上，當前主要采用以下兩種類型：其一是主站型自動化，具有設備體積小、易于改造等特點，依靠主站控制保障實現正確動作;其二是饋線自動化，可減少對主站的依賴性，自主隔離故障、恢復其他段的正常供電，并且將收集到的電氣信號上傳至主站，接受主站的遠程遙控。

以基于IEC61850的配電自動化系統設計為例，利用IEC61850信息模型可自動生成SCL文件，用于統一數據結構定義、完成數據組織管理;在邏輯設備的設計上，以繼電保護作為邏輯設備，以網絡地址作為物理設備，并涵蓋開關、斷路器、電壓電流表計等多個LN。在配電自動化系統的結構設計上，主要分為主站、子站與終端三個層級，其中配電主站通過主干通信系統與子站連接，配電子站通過分支通信系統與終端連接，配電終端由配變終端、開閉所終端、饋線終端及其他設備組成。在配電系統自動化的功能模塊設計上，主要分為以下四個功能模塊：其一是監視模塊，依據狀態量數值實現對配電系統運行狀態的監測;其二是控制模塊，通過調節開關、變壓器分接頭控制無功補償、負荷平衡等;其三是保護模塊，綜合運用故障檢測、故障點定位、故障隔離等方法保護系統正常供電;其四是管理模塊，用于實現對電能供應、負荷變化的管理，提升故障排除效率、保障系統可靠運行。

1.2.5通信建設方案

在完成自動化建設的基礎上，還需落實通信網絡的配套建設。當前常用通信模式包含光纖、載波、無線三種類型，其中光纖通信具有通信傳輸速度快、質量高、造價成本高等特點，需基于一次線路實行成環建設，實現1供1備、全線光纖敷設，保障通信線路的可靠性。

2? 中低壓配電網規劃的具體方法探討

2.1 中低壓配電網規劃流程設計

在中低壓配電網規劃設計環節，首先應針對當前供電協調性進行綜合評估，依據線路供電能力選取掛接的配變設備，針對其負荷水平進行精確計算，在線路允許最大輸送功率PL與掛接配變設備最大負荷PB的比值小于1時，即說明該配電網規劃方案存在安全隱患，需設計解決方案。其次是尋求供電協調的解決方案，綜合收集配電網周邊線路的PL/PB值，用于進行供電能力裕度的判斷，當供電能力裕度較大時，可采用負荷切改、調整分段開關等方法，實現負荷的再分配，并且重新計算比值，直至PL/PB值≧1為止。最后是完成用戶接入方案的編制，基于就近原則進行用戶周邊線路比值的計算，判斷供電能力裕度、確定具體接入方案，保障PL/PB值≧1。

2.2 應用實例分析

以某10kV中壓配電網規劃項目為例，該片區內共包含5回10kV線路，由2回單環網電纜線路與3回兩聯絡結構架空線路組成，計劃將2臺630kVA配變設備接入現有線路中。其中A、B單環網線路的導線型號為YJV22-3×300，長期允許載流量為480A，最大負載率為50%，最大供電能力為4.16MVA，年最大負載率分別為60.1%和35.6%;C、D、E兩聯絡架空線路的導線型號為JKLYJ-240，長期允許載流量為480A，最大負載率為66.7%，最大供電能力為5.55MVA，年最大負載率分別為46.2%、44.8%和38.5%。首先進行供電協調性評估，5回線路中僅A線路的PL/PB值<1，且年最大負載率超出安全數值;其次探索供電問題的解決方案，經計算發現A線路的聯絡線路B線路的PL/PB值為1.48，將A、B兩回線路作為整體計算得出其PL/PB值為1.04，說明B線路具備接納A線路負荷轉移的能力，因此可調節聯絡開關、將A線路后端4臺配變轉由B線路供電，解決A線路供電不足問題;最后完成配變接入方案的編制，基于就近原則將新增配變接入D線路，接入新增配變后D線路的PL/PB值為1.27>1，可有效滿足配變接入需求。

3? 結語

鑒于中低壓配電網在線路與設備基數等方面較主網更加復雜，因此在開展規劃設計時需密切結合配電網運行特點進行線路選型、線路長度、截面類型、配變容量、自動化建設等要素的詳細規劃，以此提高項目投資估算的準確度，保障配變設備的利用效率，進一步提升整體配電網的運行水平、節約電網建設成本。

參考文獻：

[1] 程浩忠.電力系統規劃[M].中國電力出版社，2013.

[2] 樸在林.配電網規劃[M].中國電力出版社，2015.

[3] 金義雄.電網規劃基礎及應用[M].中國電力出版社，2011.

[4] 范明天.中壓配電電壓等級優化與改造[M].中國電力出版社，2009.