浅谈现代城市发展对于10kv线路环网的规划需求

2022-11-04

随着现代城市建设的发展, 用电量急剧增加, 这给原有配电设备质量和配电网络可靠性提出了非常高的要求。而我国原有的10kV线路网大部分是用放射形供电的, 而这种供电方式弊病很多, 一旦某处发生故障就会导致整条线路的大面积停电, 且停电时间长, 可靠性差[1]。为了改变这种状态, 最好的办法是采用环网接线, 最终也可采用网格接线, 正常的时候开环运行, 这样的结线方式有多于一个电源向用户供电, 从而大大提高了电网供电可靠性。

1 10kV配电开关设备现状及发展

在我国传统的10kV配电开关中, 不论是公用配电站还是用户变电站, 大多是以断路器为主, 而油断路器又占了其中绝大部分。尽管油断路器价格低廉, 但它体积庞大并还有爆炸起火的危险, 这与城市供配电要求相距甚远。因此, 以真空和SF6断路器取代油断路器是必然趋势。过去, 城市配电大量采用了断路器, 这已经成为一种不合理的现象, 城网中很多开闭所、变电站以及工业用户并不必须要求使用断路器。负荷开关加上熔断器的组合就完全能满足出线开关要求, 造价只是油断路器的几分之一。另一方面, 在城市中心的线路中以电缆为主, 而熔断器有限流作用, 电缆又可以按额定电流来选择, 因此, 选用负荷开关加熔断器的组合即可降低开关设备的造价又能大量减少电缆的费用。由此来看, 城网的开关设备, 将形成以负荷开关、熔断器、真空断路器和SF6断路器为主的格局。

2 l0kV城网结线及发展趋势

在我国的城市供电中大多数是直接由110kV变为l0kv, 110kv电网是结成环状, 变电站则深入到城市中心。而10kV结线则根据用户对电的要求而变化, 较为典型的主要有以下几种[2]: (1) 树干式。结线见图1。这种供电方式是在一回出线上有多个用户, 当线路中或其一用户发生故障时, 该条线路的所有用户都会停电, 供电的可靠性和连续性都比较差, 只用于要求不高的负荷。 (2) 放射式。结线见图2、图3。图2是单回路放射式, 图3是双回路放射式。这种供电在一 (或二) 回出线上只有一个用户, 在其发生故障时仅影响该户本身, 并不波及其它的用户。双回路放射式还能通过用户站倒闸, 及时隔断故障线路, 通过另一线路送电, 切换操作方很便, 保护简单。 (3) 环网供电。结线见图4。此种供电方式每个用户都存在两个电源, 开环运行。当线路发生故障时, 可以通过网络本身很快地隔离故障点, 闭合开环开关即可恢复供电。由于环网供电拥有双电源的特性, 供电的连续性和可靠性明显高于上述方式。所以, 在城市的新建开发区、住宅小区都逐步采用了这种方式。 (4) 开闭所。在我国城市中, 尤其城市中心, 用电负荷密集而且负荷等级多种多徉。如:宾馆及商场大多为一、二级负荷, 对供电的连续性和可靠性要求都很高, 一般都要求双电源或用专用线供电。但建筑物林立的城市中心, 并不能象图2和图3那样由变电站放出大量的专用线路来供给众多的用户, 而只能以网状形式供电。由于l0kV线路网的特征要求10kV电网本身有转移负荷这样的功能, 所以, 在线路的中间或是两条线路的终端结合处需要建设开闭所, 这样的l0kV网络结线布置虽然是网状, 但实际运行上则是放射式的电气联接。开闭所结线它们的特点是进出线都是10kV, 母线是线路的一部分。进线一端为两环, 来自两个不同的电源或是同一变电站的两回出线。开闭所的建设大多都深入到负荷中心, 使用户有双电源供电, 且又有放射式的特征, 非常适合向一、二级负荷供电。

3 中压配电网典型接线方式

中压配电线路网接线方式一般有单电源辐射接线、双电源手拉手环网接线、三电源环网接线、三分段三联络接线、两供一备 (2-1) 接线、三供一备 (3-1) 接线、N供一备 (N-1) 接线等接线方式, 以下简单介绍几个典型的接线方式, 见图5, 6, 7。

4 提高10kV线路环网供电可靠性的方法

(1) 10kV相邻树状结构线路, 应考虑故障情况下用来作为备用的运行方式, 并在满足当前负荷情况下适当留下宽裕度。如果在相邻两条线路的某一、两处设联络断路器当一条线路出现故障或是计划检修时, 通过相应的操作, 除故障段或工作段外的线路设备仍可运行。 (2) 单电源辐射式的线路, 按负荷分布情况要在干线上装设1～2台断路器在大支线首末端安装线路断路器, 其动作电流最好按线路末端最小短路电流设定。干线断路器动作电流值前后应当当配合。 (3) 加强线路设备巡视, 对容易发热的部位建档落实管理责任, 定期检修。 (4) 配备备用配电变压器。对于老区可以安装备用配电变压器。当某个台区配电设备出现了故障时, 可以启用备用的变压器, 用联络电缆把该区域内的负荷转移到备用台区。 (5) 检修处理发热节点, 做好更换开关设备、绝缘子, 设备清扫等工作, 并可推广0.4kV带电作业。 (6) 严格制订并且认真执行计划停电检修停电审批制度、可靠性月度分析及预测制度, 严格的控制支线和干线停电次数以及停电时间, 并对之前月分影响配电网供电可靠性因素进行分类分析。 (7) 监视线路环网运行工作情况, 实现10kV线路环网的开关位置、继电保护、电压、电流和功率, 有功和无功电度量的远方监视, 优化线路环网运行方式;同时实现快速发现故障和异常, 并快速隔离故障区段, 恢复非故障区域供电, 减少停电时间、停电面积。

5 结语

城市配电网接线方式的选择是城市配电网建设和改造的一个重要方面, 同时配电网接线方式又是实施10kV线路环网自动化的基础[3]。而应用10kV环网柜连接作为电缆线路的节点, 能在10kV线路环网中起到分支分段联络的功能, 这也使10kV线路环网得到了广泛的应用。从规划总体考虑和引导10kV线路环网建设和改造, 形成10kV线路环网的坚固、灵活的接线方式, 配合从配网运行监测到配网自动化的逐步实施, 从而提高10kV线路环网配电网供电可靠性和配电网运行管理水平, 从而使10kV线路环网的应用满足现代城市发展的需求。

摘要：城市10kv线路网配电结线的最终目标为实现环网结构, 故如果能采用10kV线路合环后再断开有关的开关的操作方式, 会对将对减少停电范围, 提高供电的可靠性有着及其重要的意义。10kV线路配电网采用环网结构, 施行分段运行, 是我国配电线路网的发展方向。

关键词：10kv线路环网,自动优化,城市发展