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摘要：随着社会经济的不断发展，电力的需求也越来越高，旧的城市电网已不能满足现阶段的电力需求，要求原有的供配电系统不断增容和扩容，以满足用户对电能需求。对城市电网的改造已十分紧迫，需要及时解决城市电网对现阶段供电质量的高要求。文章根据电网改造经验，论述了10kV配电网改造的技术要点。
关键词：10kV配电网；技术改造；城市电网；电网改造；用电负荷
引言
配电网路施工是整个电力系统重要部分，其主要的作用就是为每个用电户运送电能。为了更好的提高我国城市以及农村配电网路建设质量以及整个电力系统供电安全，本文以10kv配电网路建设和改造入手，简要分析了配电网路日常工作中的一些细节性内容工作以及工作中必须注意的问题。
一、合理对用电负荷进行科学预测
电力负荷预测是城市电网规划设计的基础，在开展负荷预测时，我们应采用城区分区、行业分类的预测方法，即老城区用电分区分开预测、行业用电分类预测。老城区可根据历年负荷资料，对城区生活用电可使用外推方法预测规划期负荷，再以历年实际递增率作校核。负荷预测出来以后就要确定电网接线结构、变电站布点、变电站最佳容量计算、变电站主接线、用户供电方式。并通过粗略的短路、潮流计算和技术经济分析计算，考虑到实施的可能性，用优化方法作出综合评价，最终确定规划的技术原则及系统的结构。
二、目前城市配电网存在的问题及解决方案
电网长期存在着负荷过大、低质量供电、电力输送能力不足、线路损失较大、安全性能差等问题，基于此，可以采取的方法有：
（1）减少供电的半径，增加变电所的数量，保持双电源的接入并有效分配有功功率和无功功率；（2）增加线缆的直径，更换损耗过高的变压器，使用性价比更高的低损耗变压器；（3）使变电站安全可靠运行，最好使用自动无人控制系统，减少人员和设备运行方面的费用支出，减少由于专用控制楼等附属建筑所引起的支出；（4）工程造价要严格控制成本，尽量选用性价比较高的设备；（5）要适当地使用无功补偿，用以减少无功流动，满足平衡的需求。
三、10kV配电网改造工程技术要点
（1）重新规划供电区域，使线路的供电范围向区域化、小块化方向发展。电源应尽量布置在负荷中心，负荷密度高，供电范围大时，优先考虑两点或多点布置，多点布置有显著的降损节能效果，同时也能有效的改善电压质量。首先应通过负荷划块，确定新供电区域内的最大用电负荷。负荷可按城区道路为界进行划块，这样划分的负荷界线明确，同时也可防止用户私拉乱接。线路最大用电负荷可通过以下公式估算确定：Pmax=K1K2Pt
式中：
K1——负荷同时率系数；
K2——配变负荷率系数；
Pt——单条线路配电变压器容量之和（kVA）。
据测算，对于居民负荷，系数K1、K2可取0.35～0.5之间，具体应结合当地实际情况确定，该系数随负荷性质和配变容载比配置情况而异，一般民用电负荷取下限值，工业用电负荷取上限值。
（2）根据线路当前最大负荷Pmax，可用增长率法进行15～20年负荷预测，算出远期线路最大负荷。
（3）根据最大负荷Pmax合理选择10kV配电变压器的容量，既要考虑当地经济发展带来的对电力需求的增加，也要考虑购置成本的合理性。一般原则是选择当地实际电力需求量的45%～70%，考虑未来五到十年的用电增长需求。推荐使用S11及以上型环保、低损耗、过载能力强的变压器。美式箱变由于体积小，造型美观，适合在主要街道、路间绿化带、住宅小区或建筑群中使用，采用电缆进出线。
（4）以15～20年后线路最大负荷电流不超过导线经济运行电流为原则，确定导线线径，逐步实现配电线路绝缘化。主干线选用YJV22-3X300～400型10kV铜芯交联电缆，支线应选用满足稳定性要求的两种截面YJV22-3X120～95型10kV铜芯交联电缆。配电线路绝缘化改造主要有采用电缆和架空绝缘导线两种方式，由于架空线影响城市市容，架空线路电缆化已是大势所趋，电缆线路因投资巨大，前几年即使城区电网中，也只是小范围使用。电缆线路的使用应结合城市市政建设，按照总体规划、分步实施的原则，把城区等级较高地段，如繁华商业街道、高等级住宅小区、公共娱乐广场等场所按照重要性排序，分步、分批进行无杆化改造。
（5）改善网络中的无功功率分布。在有功功率合理分配的同时，要做到无功功率的合理分布，按照就近的原则减少无功远距离输送，增设无功补偿装置，提高负荷的功率因素，合理配置无功补偿装置，改变无功潮流分布，减少有功损耗和电压损耗，减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，以使线损大大降低。由于最大负荷损耗时间て与功率因数cosΦ有关，当cosΦ增大时，输送的无功功率减少，相应的て值也减少，电网损耗随之明显降低。实现无功补偿不仅能改善电压质量，对提高电网运行的经济性也有重大作用。应根据各种运行方式下的网损来优化运行方式，合理调整和利用补偿设备，提高功率因数。对电网进行无功补偿时，要根据电网中无功负荷及无功分布情况，合理选择无功补偿容量及确定补偿容量的分布，以进一步降低电网损耗。
（6）接地故障改造方案。常见的接地故障包括：配电线路在运行中，导线断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线因风力过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压引下线断线；配电变压器10kV避雷器绝缘击穿等。特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。发生单相接地后，系统可运行1～2h，但是若电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。
针对这个问题，可在变电站线路出口处、环网开关处、各分支处、三相导线上加装单相接地故障指示器，如果发生单相接地故障，根据指示器的颜色变化，可快速确定故障范围，快速查到故障点，有效地缩小巡视范围，缩短停电时间。这项措施对提高供电可靠性、防止故障扩大具有较好的效果。
（7）合理调整10kV供电电网的运行方式和结构。合理调整变压器的运行方式，逐步采用DYn11的连接组，拟制由于新型用电设备（如：大规模的硅整流设备）带来的电网中的高次谐波，采用节能变压器，减少供电损耗。线路载流量要有余量以满足用电增长的需求，在原线路不能满足负荷要求时，应另敷设新的干线和原线路并列运行，或者插入新的高压变电站。线路的运行电流控制在设计电流的2/3，短路电流控制在16kA以下，最大不超过20kA。采用安全可靠性高，维护方便，体积小，操作简单的新型设备。如用真空开关和SF6开关代替少油断路器；采用环网单元、小型封闭式配电装置、电缆分支箱、新型熔断器、合成绝缘氧化锌避雷器等。在采用电缆网替代架空线路网的同时，改变原有的中性点运行方式。变中性点直接接地为经电阻接地或者经消弧线圈接地。这是因为在电缆网中，采用中性点直接接地的方式不能满足继电保护装置的快速可靠动作。
（8）配电网自动化系统的应用。由于计算机网络和自动化技术的飞速发展，电力系统自动化正发生着质的改变。变电站综合自动化系统采用了大量的微处理器、集成电路、计算机网络等数字智能装置。通过微机保护、自动重合闸、低周减载、故障录波、备自投、自动无功调节、小电流接地选线等达到对变电站自动控制，并通过远动设备把运行参数和状态信号准确无误地传给调度中心，由调度中心对变电站实现管理和控制。这种方式提高了运行可靠性，提高了劳动生产率，降低了变电站的综合投资，并进了电网的科技水平和管理水平。配网自动化系统（DA）是基于计算机技术、机电一体化技术和用户对供电质量的高要求发展起来的。它通过重合器、分段器、配变测试仪、计算机网络等智能装置的逻辑配合，将故障线段与系统隔离，减少对用户的停电范围和停电时间，提高供电可靠率。还可通过后台配电管理系统（DMS）对配网进行综合控制。由于现代社会的高速发展对电能质量提出了更高的要求，要保证合格的供电质量，只有通过不断的在线监测，并通过调整运行方式、改变变压器分接头档位、适时投退电容器或静补装置来实现。
结束语
城市10kV配电网改造技术改造难度大，影响范围广，应充分考虑电网的安全稳定运行，减少电网改造对居民生活用电的影响。在保证投资效益的基础上，积极采用新技术、新设备、新工艺，建立一个结构合理、调度灵活、安全可靠的电网，使电力为城市建设与经济发展服务，成为推动城市发展的“先行官”。
参考文献
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