近年來,隨著我國(guó)加大市區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)的投資力度,廣東省某市區(qū)引進(jìn)并使用了一些配電網(wǎng)的新技術(shù)、新設(shè)備,主線輸電“卡脖子”問題已基本解決,但在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和供電可靠性方面與國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)發(fā)展較快的城市相比仍有差距。
【摘要】通過對(duì)某市區(qū)10kV配電網(wǎng)的接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)分析,提出提高城市10kV配電網(wǎng)安全性和供電可靠性的工作思路,并指出了規(guī)劃配電網(wǎng)接線方式時(shí)應(yīng)注意的問題。
【關(guān)鍵詞】10kV配電網(wǎng),接線方式,供電方式
1.引言
當(dāng)前,一些城市配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)普遍比較混亂,其原因是在配電網(wǎng)建設(shè)過程中,缺少對(duì)配電網(wǎng)接線方式規(guī)劃指導(dǎo)的考慮。近年來國(guó)家對(duì)城市電網(wǎng)改造的不斷投入,做好配電網(wǎng)規(guī)劃,特別是配電網(wǎng)接線方式的調(diào)整和改造,使其逐步成為具有現(xiàn)代化的、合理的、可靠的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),才能使配電網(wǎng)適應(yīng)城市現(xiàn)代化建設(shè)的要求。配電網(wǎng)接線方式規(guī)劃主要是指配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃,應(yīng)具有前瞻性、可靠性和可操作性。
2.介紹某市區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀
目前,某城區(qū)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)混亂,線路負(fù)荷分布不均,互供能力差,缺乏整體的結(jié)構(gòu)性規(guī)劃,存在的問題包括:
(a)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較混亂,根本原因是配電網(wǎng)建設(shè)缺乏考慮對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃指導(dǎo)。在建設(shè)中,由于資金嚴(yán)重不足,無法統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè),負(fù)荷一增加,就近拉一條線,臨時(shí)應(yīng)付,造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)混亂,不僅所投資金難以發(fā)揮其應(yīng)有的效益,有時(shí)還給電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來麻煩。
。╞)配電網(wǎng)10kV線路負(fù)荷分布不均,主要原因是10kV線路區(qū)域劃分不明確,造成部分線路滿載或超載運(yùn)行。
。╟)互供能力差。部分開閉所或環(huán)網(wǎng)線路負(fù)荷過重,無法滿足“N-1”供電安全準(zhǔn)則轉(zhuǎn)負(fù)荷要求,嚴(yán)重降低了市區(qū)配電網(wǎng)的供電可靠性。以某開閉所為例,7月份高溫負(fù)荷期間,兩條300mm銅質(zhì)電纜線路實(shí)際載流量已超過400A,接近甚至超過干線允許的載流量,根本無法在停電后轉(zhuǎn)供負(fù)荷。
。╠)部分開閉所、配變站電源點(diǎn)多。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,再加上地理位置所限和電網(wǎng)路徑不足,造成部分開閉所、配變站有3、4路10kV電源進(jìn)入,造成整體網(wǎng)架混亂,并給防誤操作帶來很大的安全隱患。
3.市區(qū)配電網(wǎng)接線方式規(guī)劃
要提高城市配電網(wǎng)的安全性和供電可靠性,城市配電網(wǎng)建設(shè)和改造要與市區(qū)配電網(wǎng)接線方式規(guī)劃相結(jié)合。針對(duì)市區(qū)不同的負(fù)荷密度、建筑密度和負(fù)荷重要性等現(xiàn)狀,采取不同的10kV線路接線方式,通過分析探討不同接線方式的優(yōu)缺點(diǎn),謀求城市配電網(wǎng)安全性和供電可靠性的最大化。
3.1輻射式接線方式
一般不建議在城市配電網(wǎng)中規(guī)劃該接線方式。輻射式接線方式?jīng)]有環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力,線路供電可靠性低,一旦主干線或分支線出現(xiàn)故障,必定造成干線全部或部分用戶停電。某市郊邊地區(qū)、負(fù)荷較輕和用戶負(fù)荷性質(zhì)為三級(jí)負(fù)荷的區(qū)域目前還有使用輻射式接線方式的線路。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來說,要提高線路的供電可靠性,必須改造為單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式。圖1所示為輻射式接線方式。
3.2單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式
為了滿足“N-1”的要求,單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式的負(fù)荷水平不能超過50%,當(dāng)環(huán)網(wǎng)中任何一段電纜發(fā)生故障時(shí),可由人工倒閘轉(zhuǎn)供電。該接線方式網(wǎng)架直觀,電源點(diǎn)清晰,操作方便,既能保證一定的供電可靠性,又能提高供電安全性,降低運(yùn)行操作時(shí)出錯(cuò)的概率,且建設(shè)和改造方便。應(yīng)在一般居民區(qū)和較為密集多層建筑區(qū)域內(nèi)大力推廣該接線方式。單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式是城市配電網(wǎng)的主要接線方式之一,如圖2所示。
3.3開閉所環(huán)網(wǎng)接線方式
與單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式一樣,開閉所環(huán)網(wǎng)接線方式單回線路負(fù)載率不能超過50%。單個(gè)開閉所可提供6~10回出線,不同母線段的出線可以組成二級(jí)單環(huán)網(wǎng),比較適宜在負(fù)荷點(diǎn)多、相對(duì)密集的城市中心區(qū)域供電。該接線方式網(wǎng)架相對(duì)直觀,主要操作集中在開閉所,比較有利于提高操作的安全性。圖3所示為開閉所環(huán)網(wǎng)接線方式。
3.4專用備用線環(huán)網(wǎng)接線方式
對(duì)負(fù)荷點(diǎn)集中、建筑群密集的城市核心區(qū)域,建議采用專用備用線環(huán)網(wǎng)接線方式。正常情況下,其中兩回線路供電的最高負(fù)荷可達(dá)到電纜安全載流量的100%,剩下的一回線路做備用。該接線方式大大提高了線路負(fù)載率,專用備用線路在兩回線路各一段電纜同時(shí)出現(xiàn)故障,亦可通過人工倒閘轉(zhuǎn)供電,供電可靠性高。圖4所示為專用備用線環(huán)網(wǎng)接線方式。
3.5雙電源(雙T)接線方式
對(duì)于經(jīng)常需要保供電的重要用戶采用雙電源接線方式。使用該接線方式的每一負(fù)載用戶在正常情況下由一電源供電,另一電源備用保供電,且負(fù)載用戶間不會(huì)相互影響,是供電可靠性較高的配電網(wǎng)接線方式之一。兩回線路共同接入最高負(fù)荷,載流量不超過兩線路安全載流量的最小值重點(diǎn)在特級(jí)負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷用戶供電中采用該接線方式,如市政府、公安局、醫(yī)院等。圖5所示為雙電源接線方式。
4.市區(qū)用戶供電方式
電力用戶按其負(fù)荷性質(zhì)和重要程度分為特級(jí)用戶、一級(jí)用戶、二級(jí)用戶和三級(jí)用戶(即普通用戶)。重要用戶由電網(wǎng)提供與其供電可靠性相對(duì)應(yīng)的供電電源,結(jié)合不同配電網(wǎng)接線方式的優(yōu)缺點(diǎn),采用雙回路或者多回路由不同方向供電電源供電,外接電源按如下原則考慮:
。╝)特級(jí)負(fù)荷按雙電源接線方式設(shè)計(jì),采用雙回路或多回路供電并由電源點(diǎn)直配出線。用戶自身應(yīng)配備保安電源,并根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)配備不間斷電源。某市區(qū)暫沒有特級(jí)負(fù)荷。
。╞)一級(jí)負(fù)荷按雙電源接線方式設(shè)計(jì),采用雙回路或多回路供電,其中一回以上由電源點(diǎn)直接出線,用戶自身應(yīng)自配保安電源。
(c)二級(jí)負(fù)荷按雙電源接線方式設(shè)計(jì),采用雙回路或多回路供電。
(d)三級(jí)負(fù)荷根據(jù)用戶供電可靠性要求選擇與之相對(duì)應(yīng)的供電方式。
5.城市配電網(wǎng)區(qū)域劃分原則
城市配電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)高壓變電站布點(diǎn)、負(fù)荷密度和運(yùn)行管理的需要?jiǎng)澐殖扇舾蓚(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域,每個(gè)區(qū)域應(yīng)有較為明顯的供電范圍,一般以城市街道劃分,不應(yīng)該交錯(cuò)重疊,并按負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等級(jí)來區(qū)分、挑選配電網(wǎng)接線方式,最大程度地滿足城市配電網(wǎng)安全性和供電可靠性。高層建筑密集地區(qū)、建筑容積率高、平均負(fù)荷密度大、負(fù)荷等級(jí)要求高的區(qū)域建議以面積1km2左右為一區(qū);一般居民區(qū)或舊城區(qū),對(duì)多層、較密集建筑區(qū)域,建議以面積2~3km2為一區(qū);對(duì)城郊地區(qū)或空置地方較多的區(qū)域,建議以面積3~5km2為一區(qū)。
在區(qū)域劃分的過程中要重點(diǎn)考慮負(fù)荷情況,建議在進(jìn)行詳細(xì)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,調(diào)整開閉所及線路的供電范圍,按50%負(fù)載率調(diào)整線路負(fù)荷。城市區(qū)域負(fù)荷建議在12MVA左右為好,既滿足“N-1”供電安全準(zhǔn)則轉(zhuǎn)負(fù)荷要求,又具有一定的備用負(fù)荷。
6.配電網(wǎng)接線方式規(guī)劃中應(yīng)注意的問題
在規(guī)劃配電網(wǎng)接線方式時(shí)要考慮以下方面:
(a)環(huán)網(wǎng)接線方式每一回路的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不宜超過6個(gè)。市區(qū)高層建筑一般應(yīng)雙電源供電或環(huán)網(wǎng)方式供電。
。╞)對(duì)于報(bào)裝配變?nèi)萘窟_(dá)到或超過6MVA且需要專線供電的用戶,由變電站直接出專用線路供電。對(duì)于單個(gè)用戶報(bào)裝容量較大,而又不需要專線供電的用戶,可由變電站出專線供2~3個(gè)大用戶的方式供電。
。╟)城市負(fù)荷較為集中,且以中小用戶為主的區(qū)域比較適合采用開閉所供電接線方式供電;對(duì)距離變電站較遠(yuǎn)的區(qū)域,建設(shè)開閉所供電;對(duì)距離變電站較近的區(qū)域,采用單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線方式供電。
7.結(jié)語
供電企業(yè)從事著具有社會(huì)公益性的事業(yè),承擔(dān)著向社會(huì)供電的責(zé)任和義務(wù),不斷完善提高供電安全性和供電可靠性是必然要求,也將對(duì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起到促進(jìn)作用。要根據(jù)城市發(fā)展的實(shí)際情況,并結(jié)合市政建設(shè)改造工程的規(guī)劃和實(shí)施,采用適當(dāng)?shù)呐潆娋W(wǎng)接線方式,做好城市配電網(wǎng)。
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