鄭慧琴

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力的需求也越來(lái)越高，舊的城市電網(wǎng)已不能滿足現(xiàn)階段的電力需求，要求原有的供配電系統(tǒng)不斷增容和擴(kuò)容，以滿足用戶對(duì)電能需求。對(duì)城市電網(wǎng)的改造已十分緊迫，需要及時(shí)解決城市電網(wǎng)對(duì)現(xiàn)階段供電質(zhì)量的高要求。文章根據(jù)電網(wǎng)改造經(jīng)驗(yàn)，論述了10kV配電網(wǎng)改造的技術(shù)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

中圖分類號(hào)：TM743文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）18

1合理對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在開(kāi)展負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，我們應(yīng)采用城區(qū)分區(qū)、行業(yè)分類的預(yù)測(cè)方法，即老城區(qū)用電分區(qū)分開(kāi)預(yù)測(cè)、行業(yè)用電分類預(yù)測(cè)。老城區(qū)可根據(jù)歷年負(fù)荷資料，對(duì)城區(qū)生活用電可使用外推方法預(yù)測(cè)規(guī)劃期負(fù)荷，再以歷年實(shí)際遞增率作校核。負(fù)荷預(yù)測(cè)出來(lái)以后就要確定電網(wǎng)接線結(jié)構(gòu)、變電站布點(diǎn)、變電站最佳容量計(jì)算、變電站主接線、用戶供電方式。并通過(guò)粗略的短路、潮流計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算，考慮到實(shí)施的可能性，用優(yōu)化方法作出綜合評(píng)價(jià)，最終確定規(guī)劃的技術(shù)原則及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

2目前城市配電網(wǎng)存在的問(wèn)題及解決方案

電網(wǎng)長(zhǎng)期存在著負(fù)荷過(guò)大、低質(zhì)量供電、電力輸送能力不足、線路損失較大、安全性能差等問(wèn)題，基于此，可以采取的方法有：（1）減少供電的半徑，增加變電所的數(shù)量，保持雙電源的接入并有效分配有功功率和無(wú)功功率；（2）增加線纜的直徑，更換損耗過(guò)高的變壓器，使用性價(jià)比更高的低損耗變壓器；（3）使變電站安全可靠運(yùn)行，最好使用自動(dòng)無(wú)人控制系統(tǒng)，減少人員和設(shè)備運(yùn)行方面的費(fèi)用支出，減少由于專用控制樓等附屬建筑所引起的支出；（4）工程造價(jià)要嚴(yán)格控制成本，盡量選用性價(jià)比較高的設(shè)備；（5）要適當(dāng)?shù)厥褂脽o(wú)功補(bǔ)償，用以減少無(wú)功流動(dòng)，滿足平衡的需求。

310kV配電網(wǎng)改造工程技術(shù)要點(diǎn)

第一，重新規(guī)劃供電區(qū)域，使線路的供電范圍向區(qū)域化、小塊化方向發(fā)展。電源應(yīng)盡量布置在負(fù)荷中心，負(fù)荷密度高，供電范圍大時(shí)，優(yōu)先考慮兩點(diǎn)或多點(diǎn)布置，多點(diǎn)布置有顯著的降損節(jié)能效果，同時(shí)也能有效的改善電壓質(zhì)量。首先應(yīng)通過(guò)負(fù)荷劃塊，確定新供電區(qū)域內(nèi)的最大用電負(fù)荷。負(fù)荷可按城區(qū)道路為界進(jìn)行劃塊，這樣劃分的負(fù)荷界線明確，同時(shí)也可防止用戶私拉亂接。線路最大用電負(fù)荷可通過(guò)以下公式估算確定：

Pmax=K1K2Pt

式中：

K1——負(fù)荷同時(shí)率系數(shù)；

K2——配變負(fù)荷率系數(shù)；

Pt——單條線路配電變壓器容量之和（kVA）。

據(jù)測(cè)算，對(duì)于居民負(fù)荷，系數(shù)K1、K2可取0.35～0.5之間，具體應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定，該系數(shù)隨負(fù)荷性質(zhì)和配變?nèi)葺d比配置情況而異，一般民用電負(fù)荷取下限值，工業(yè)用電負(fù)荷取上限值。

第二，根據(jù)線路當(dāng)前最大負(fù)荷Pmax，可用增長(zhǎng)率法進(jìn)行15～20年負(fù)荷預(yù)測(cè)，算出遠(yuǎn)期線路最大

負(fù)荷。

第三，根據(jù)最大負(fù)荷Pmax合理選擇10kV配電變壓器的容量，既要考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的對(duì)電力需求的增加，也要考慮購(gòu)置成本的合理性。一般原則是選擇當(dāng)?shù)貙?shí)際電力需求量的45%～70%，考慮未來(lái)五到十年的用電增長(zhǎng)需求。推薦使用S11及以上型環(huán)保、低損耗、過(guò)載能力強(qiáng)的變壓器。美式箱變由于體積小，造型美觀，適合在主要街道、路間綠化帶、住宅小區(qū)或建筑群中使用，采用電纜進(jìn)

出線。

第四，以15～20年后線路最大負(fù)荷電流不超過(guò)導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電流為原則，確定導(dǎo)線線徑，逐步實(shí)現(xiàn)配電線路絕緣化。主干線選用YJV22-3X300～400型10kV銅芯交聯(lián)電纜，支線應(yīng)選用滿足穩(wěn)定性要求的兩種截面YJV22-3X120～95型10kV銅芯交聯(lián)電纜。配電線路絕緣化改造主要有采用電纜和架空絕緣導(dǎo)線兩種方式，由于架空線影響城市市容，架空線路電纜化已是大勢(shì)所趨，電纜線路因投資巨大，前幾年即使城區(qū)電網(wǎng)中，也只是小范圍使用。電纜線路的使用應(yīng)結(jié)合城市市政建設(shè)，按照總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，把城區(qū)等級(jí)較高地段，如繁華商業(yè)街道、高等級(jí)住宅小區(qū)、公共娛樂(lè)廣場(chǎng)等場(chǎng)所按照重要性排序，分步、分批進(jìn)行無(wú)桿化改造。

第五，改善網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功功率分布。在有功功率合理分配的同時(shí)，要做到無(wú)功功率的合理分布，按照就近的原則減少無(wú)功遠(yuǎn)距離輸送，增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高負(fù)荷的功率因素，合理配置無(wú)功補(bǔ)償裝置，改變無(wú)功潮流分布，減少有功損耗和電壓損耗，減少發(fā)電機(jī)送出的無(wú)功功率和通過(guò)線路、變壓器傳輸?shù)臒o(wú)功功率，以使線損大大降低。由于最大負(fù)荷損耗時(shí)間て與功率因數(shù)cosΦ有關(guān)，當(dāng)cosΦ增大時(shí)，輸送的無(wú)功功率減少，相應(yīng)的て值也減少，電網(wǎng)損耗隨之明顯降低。實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償不僅能改善電壓質(zhì)量，對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也有重大作用。應(yīng)根據(jù)各種運(yùn)行方式下的網(wǎng)損來(lái)優(yōu)化運(yùn)行方式，合理調(diào)整和利用補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，要根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功分布情況，合理選擇無(wú)功補(bǔ)償容量及確定補(bǔ)償容量的分布，以進(jìn)一步降低電網(wǎng)損耗。

第六，接地故障改造方案。常見(jiàn)的接地故障包括：配電線路在運(yùn)行中，導(dǎo)線斷線落地或搭在橫擔(dān)上；導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；導(dǎo)線因風(fēng)力過(guò)大，與建筑物距離過(guò)近；配電變壓器高壓引下線斷線；配電變壓器10kV避雷器絕緣擊穿等。特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生。發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h，但是若電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)嚴(yán)重影響變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)

運(yùn)行。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可在變電站線路出口處、環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)處、各分支處、三相導(dǎo)線上加裝單相接地故障指示器，如果發(fā)生單相接地故障，根據(jù)指示器的顏色變化，可快速確定故障范圍，快速查到故障點(diǎn)，有效地縮小巡視范圍，縮短停電時(shí)間。這項(xiàng)措施對(duì)提高供電可靠性、防止故障擴(kuò)大具有較好的效果。

第七，合理調(diào)整10kV供電電網(wǎng)的運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)。合理調(diào)整變壓器的運(yùn)行方式，逐步采用DYn11的連接組，擬制由于新型用電設(shè)備（如：大規(guī)模的硅整流設(shè)備）帶來(lái)的電網(wǎng)中的高次諧波，采用節(jié)能變壓器，減少供電損耗。線路載流量要有余量以滿足用電增長(zhǎng)的需求，在原線路不能滿足負(fù)荷要求時(shí)，應(yīng)另敷設(shè)新的干線和原線路并列運(yùn)行，或者插入新的高壓變電站。線路的運(yùn)行電流控制在設(shè)計(jì)電流的2/3，短路電流控制在16kA以下，最大不超過(guò)20kA。采用安全可靠性高，維護(hù)方便，體積小，操作簡(jiǎn)單的新型設(shè)備。如用真空開(kāi)關(guān)和SF6開(kāi)關(guān)代替少油斷路器；采用環(huán)網(wǎng)單元、小型封閉式配電裝置、電纜分支箱、新型熔斷器、合成絕緣氧化鋅避雷器等。在采用電纜網(wǎng)替代架空線路網(wǎng)的同時(shí)，改變?cè)械闹行渣c(diǎn)運(yùn)行方式。變中性點(diǎn)直接接地為經(jīng)電阻接地或者經(jīng)消弧線圈接地。這是因?yàn)樵陔娎|網(wǎng)中，采用中性點(diǎn)直接接地的方式不能滿足繼電保護(hù)裝置的快速可靠動(dòng)作。

第八，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化正發(fā)生著質(zhì)的改變。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用了大量的微處理器、集成電路、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字智能裝置。通過(guò)微機(jī)保護(hù)、自動(dòng)重合閘、低周減載、故障錄波、備自投、自動(dòng)無(wú)功調(diào)節(jié)、小電流接地選線等達(dá)到對(duì)變電站自動(dòng)控制，并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備把運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳給調(diào)度中心，由調(diào)度中心對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)管理和控制。這種方式提高了運(yùn)行可靠性，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了變電站的綜合投資，并進(jìn)了電網(wǎng)的科技水平和管理水平。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（DA）是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和用戶對(duì)供電質(zhì)量的高要求發(fā)展起來(lái)的。它通過(guò)重合器、分段器、配變測(cè)試儀、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等智能裝置的邏輯配合，將故障線段與系統(tǒng)隔離，減少對(duì)用戶的停電范圍和停電時(shí)間，提高供電可靠率。還可通過(guò)后臺(tái)配電管理系統(tǒng)（DMS）對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行綜合控制。由于現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求，要保證合格的供電質(zhì)量，只有通過(guò)不斷的在線監(jiān)測(cè)，并通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式、改變變壓器分接頭檔位、適時(shí)投退電容器或靜補(bǔ)裝置來(lái)

實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)論

城市10kV配電網(wǎng)改造技術(shù)改造難度大，影響范圍廣，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少電網(wǎng)改造對(duì)居民生活用電的影響。在保證投資效益的基礎(chǔ)上，積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，建立一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、調(diào)度靈活、安全可靠的電網(wǎng)，使電力為城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，成為推動(dòng)城市發(fā)展的“先行官”。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：文森）