配电网规划设计中接线方式的分析
2009年第10期(总第113期)
沿海企业与科技
COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE &TECHNOLOGY NO. 10,2009
(Cumulatively NO.113)
配电网规划设计中接线方式的分析
朱巨志
[摘要]随着国内城市电网改造工程的全面铺开,配电系统自动化已在各地逐步进行。配电网接线方式是实现配电系统自动化的基础,具体就是优化配电线路的结构、合理分段、合理选择线路分段开关,从而实现配电线路的灵活联络,提高线路供电可靠性和配电网运行管理水平。
[关键词]配电网;规划设计;接线方式
[作者简介]朱巨志,广东电网公司广州增城供电局,广东[中图分类号]TM75
[文献标识码]A
增城,511300
[文章编号]1007-7723(2009)10-0149-0003
不同的城市电网,负荷密度、配电变电站的保护方式、配电网的接地方式等是不同的,因此配电网的接线方式应因地制宜、各具特点。目前正在进行的城市电网建设改造工程和实施的配电系统自动化建设工程都要求对配电网的接线方式进行规划设计。
停电检修时,用户可以不停电。这种配电网结构,投资比放射式要高些,但配电线路停电检修可以分段进行,停电范围要小得多。用户年平均停电小时数可以比放射式小些,适合大中城市边缘,小城市、乡镇也可以采用。
一、配电网的接线方式
中压配电网的接线方式,架空线路主要有放
射式、普通环式、拉手环式、双线放射式、双线拉手环式等五种。
1.放射式
放射式结构见图1,线路末端没有其他能够联
投资较小、络的电源。这种中压配电网结构简单、
维护方便,但是供电可靠性较低,只适合于农村、乡镇和小城市采用。
图2普通环式供电接线原理图
图3普通环式供电接线原理图
图1放射式供电接线原图
2.普通环式
普通环式接线是在同一个中压变电站的供电范围内,把不同的两回中压配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络,见图2、图3。当中压变电站10kV 侧采用单母线分段时,两回线路最好分别来自不同的母线段。这样只有中压变电站全停时,才会影响用户用电,而当中压变电站一母线段
3.拉手环式
拉手环式的结构见图4、图5。它与放射式的不同点在于每个中压变电站的一回主干线都和另一中压变电站的一回主干线接通,形成一个两端都有电源、环式设计、开式运行的主干线,任何一端都可以供给全线负荷。主干线上由若干分段点(一般是安装油浸、真空、产气、吹气等各型式的开关) 形成的各个分段中任何一个分段停电时,都可以不影响其他各分段的供电。因此,配电线路停电检修时,可以分段进行,缩小停电范围,缩短停电时间;中压变电站全停电时,配电线路可以全部改
149
由另一端电源供电,不影响用户用电。这种接线方式配电线路本身的投资并不一定比普通环式更高,但中压变电站的备用容量要适当增加,以负担其他中压变电站的负荷。实际经验证明,不管配电网的接线型式如何,一般情况下,中压变电站主变压器都需要留有30%的裕度,而这30%的裕度对拉手环式接线也已够用。当然,推荐的裕度更高些,是40%。
拉手环式接线有两种运行方式:一种是各回主干线都在中间断开,由两端分别供电,如图4所示。这样线损较小,配电线路故障停电范围也较小,但在配电网线路开关操作实现远动和自动化前,中压变电站故障或检修时需要留有线路开关的倒闸操作时间。另一种是主干线的断开点设在主干线一端,即由中压变电站线路出口断路器断开,如图5所示。这样中压变电站故障或检修时可以迅速转移线路负荷,供电可靠性较高,但线损增加,是很不经济的。在实际应用时,应根据系统的具体情况因地制宜。
图4拉手环式供电接线原理图———中间断开式
图5拉手环式供电接线原理图———末端断开式
4.双线放射式
双线放射式的结构如图6所示。这种接线虽是一端供电,但每基电杆上都架有两回线路,每个用户都能两路供电,即常说的双“T ”接,任何一回线路事故或检修停电时,都可由另一回线路供电。即使两回线路不是来自两个中压变电站,而是来自一个中压变电站10kV 侧分段母线的不同母线段,也只有在这个中压变电站全停时,用户才会停电。但运行经验说明,同杆架设的两回架空线路和两回电缆线路不同,线路故障时,往往会影响两回线路同时跳闸;而线路检修时,为了人身安全,又往往要求两回线路同时停电,供电可靠性并不一定比手拉环式高。因此,最好两回线路不同杆架设,但路径又会遇到很多困难。这种结构造价较高,只适合于一般城市中的双电源用户。当然,对150
供电可靠性要求较高的城市中心区也可采用这种结构,但这些地区一般往往要求采用电缆线路,不用架空线路。
有的地方同杆架两回架空线路,一回做普通线,一回做专用线,一般用户接在普通线上,重要用
户接在专用线上。这样,
由于电源不足限电时,可以只停普通用户,不停专用户;但普通线的负荷很重,专用线的负荷很轻,从网的概念看是很不经济的。
5.双线拉手环式
双线拉手环式的结构如图6所示。双“T ”接,这种接线两端有电源,从理论上说,供电可靠性很高,但造价过高,很少采用。
图6双线放射供电接线原图
在一个中压配电网或一个中压变电站10kV 侧的中压配电线中,并不需要全部采用架空线路或电缆线路,接线也不一定全部采用一种形式。例如城市配电网就可采用拉手环式;城市边缘和乡镇配电网就可采用普通环式和放射式;中压变电站邻近的末端集中负荷就可采用多回路平行线式;供电可靠性要求高的就可采用双线放射式或双线拉手环式。总之,一定要结合负荷情况,从实际出发。
另外,上述各种接线方式都避免不了故障时要停电,只是时间长短不一而已。要解决这个问题,单从接线方式着手是不行的,必须发展远动和自动装置,实现配电网的远动化和自动化。
应当注意到,在上述这些网络接线方式中,一条馈线所能接入的最优变电站个数取决于网络电压、平均供电负荷以及各个变电站之间的距离。如果线路通过农村地区,农村地形也会对各种网络结构产生影响。平坦的农村地区对互联结构较为有利,而在沟渠地理条件下一般采用辐射网或分支结构。现有的网络会受早期设计宗旨或策略的影响。实际中网络通常具有混合型的结构。为了能灵活地解决网络运行中遇到的问题,网络中需要配备开关设备、自动隔离开关和重合器。无论使用何种网络接线方式,必须保证实际网络结构的费用达到最低。而为了能适应将来不可预测的发展,
应具有一定的灵活性。
二、影响配电网接线方式的因素
(一)技术基础
只有充分了解电力系统的现状,才能做好系统的规划和设计,并为评估网络未来的发展提供坚实的基础。制定规划方案,需要详细考虑许多技
三、结论术上的因素,如影响未来负荷需求的因素等。然而
实际的配电网规划是极为复杂的工程问题,需规划工程师提出任何规划方案的关键在于不仅要
要考虑的因素很多。其中很多因素难以确定,具有从各种技术角度进行研究,同时也要对其作出经
非线性、多阶段、多目标等特点。其中经济性济上的详细评估,从而确保规划方案技术上可行、离散、
一直受到高度的重视。随着经济的发展,用户对供经济上合理。
电可靠性的要求不断提高,提高配电网的供电可(二)经济原则
靠性虽然会增加资金投入,但也带来隐含的经济供电企业的主要目的是在用户可接受的稳定
效益,如停电损失费用的减少等。当可靠性投资和电价基础上分配优质电力。因此,网络设计的实质
效益得到平衡时,配电网的规划达到最优。因此,是不仅要考虑各种技术问题,还须考虑相应的经
在配电网规划中处理好经济性和可靠性的关系是济问题,因为以技术和经济两者为基础所做出的
各种决策,对企业财务的稳定性将产生重大影响。意义重大的课题。本文从配电网规划方面分析了
配电网接线方式及其影响的因素,因此今后的探
各种必要的经济分析通常是规划工程师进行总体
讨方向如下:
评估的一个有机组成部分。
第一,针对计算速度和收敛性两个方面,研究
因为大多数用户是由低压供电的,所以,供电
适合大规模配电网扩展规划和多阶段规划问题的
企业需要将每年投资额中的绝大部分用于低压用
快速实用的规划方法;
户的接入和加强中、低压网络的改造上。从规划到
第二,由于配电网规划是在对未来年预测的基
投产所需的时间一般很短,如果采用标准的电缆
础上进行的,必然存在许多不确定性因素,合理地
和设备,通常少于一年。如果各个方案对原有网络
处理这些因素,是一个较难解决的问题;
所提供的扩展容量是可比的,而且如果系统线损
第三,在规划阶段如何合理考虑可靠性并且和
和检修费用实际上是相同的,则可以只根据投资
经济性相协调。
费用来进行各种方案的评估。如果线损和检修费用不同,就必须对各个方案分别进行评估。这种评
[参考文献]
估通常要考虑线损费用、预期检修费用及停电时[1]孙洪波. 电力网络规划[M ]. 重庆:重庆大学出版社,1996. 电力损失和电量损失的费用等。[2]王锡凡. 电力系统优化规划[M ]. 北京:水利电力出版社,
在设计过程中,除了考虑方案的各种技术问1990.
题外,更重要的是要进行经济评估。为了减少经济
评估中不必要的工作量,应该只选择标准的电缆及其他标准的设备。然而,当考虑各种扩建和加强主系统的方案而涉及到一段时间内资金的支出或收入时,就需要使用其他能考虑时间因素的经济评估方法。
(上接第154页)的线路段的直线塔上采用了双悬垂金具串。各覆冰段的OPGW 的采用4D30型防振锤防振。30~50mm的重覆冰条件在广东极为罕见,缺少相关的运行及设计经验,本文将为广东地区重覆冰区OPGW 的选型设计提供相关的工程设计经验。
[参考文献]
[1]谢书鸿, 金海峰. 重覆冰地区OPGW 光缆的选择[J ]. 电力
系统通信,2005,(3).[2]李澄宇. 重冰区OPGW 设计选型研究探讨[Z ]. 中国电机
工程学会输电电气五届一次学术年会,2006.
四、结语
220kV 坪廊线加固工程于2008年12月投产
完成,经受了2009年冰冻天气的考验,目前运行情况良好。由于广东地区地处南方,以往的线路设计覆冰条件均为5~20mm的轻中覆冰居多,而
151