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摘要:随着配电网系统的不断完善,10kV配电网以其自身的优势正逐渐成为电网系统的核心部分。但是就目前城市10kV配电网规划建设及实际运行情况来看,还存在较多问题,严重影响其安全、稳定运行。本文分析了我国10kV配电网中的问题,并对配电网规划提出一些建议,以期促进我国10kV配电网规划的发展。
关键词:10kV配电网;电网规划;负荷预测
1、城市10KV配电网规划与建设问题
(1)城市10kV电源点布点方式不合理。由于对城市10kV配电网的建设缺乏整体的规划设计,我国部分城市的10kV电源点布局不够合理,再加上布点量不足,容易造成供电半径过大,继而使得线损过高、电压偏低。此外,由于电源点的分布量不足以及分布方式的不合理,很多地区出现了负载不均的现象,影响当地供电系统的正常运行。(2)线路故障发生率高。目前,城市配电网主要的输电线路为10kV的架空线路,但是这一种线路有着极高的外界要求,很容易出现污闪或者是绝缘老化等问题,故障发生率过高,会影响供电可靠性。(3)网络架构不合理。目前,网架结构不合理现象普遍存在于城市10kV配电网之中,因为历史原因所造成的这一类不合理现象不仅对供电可靠性产生了影响,还会阻碍线路故障的排查与检修工作的正常开展。
2、城市10KV配电网的规划与建设
2.1电力负荷预测
(1)城市总负荷预测
城市的电力负荷与电量之间存在着一定的关系,针对两者之间的关系,通常采取预测的方法进行研究,而城市配电网的总负荷预测主要采用确定性的预测方法,即在预测电量时,使用时间序列法、弹性系数法和参数回归法等等,在计算电力负荷时,使用最大负荷和最小负荷的均值作为参数,这也就是通过方程式将城市的电量与电力负荷之间的关系呈现出来,从而使两者之间的关系得以量化,进而提高城市配电规划的发展速度。
(2)分区负荷预测
在对电网负荷进行预测时,不仅需要进行总量的预测,而且需要了解负荷的分布情况,从而可以将各级电压的变电所建造在负荷的中心。针对这个问题,有一种行之有效的方法首先,需要进行区域的划分,而该划分必须以如今的高压站点10kV线路的供电范围为基础,进而得出各个区域负荷的地理分布情况,并将该结果与实际情况进行对比,从而确定总负荷的分配比例。其次,以如今的城市发展规划为基础,着重强调需要重点开发的领域,提高该区域的负荷分配比例,同时进行一些必要的调整进而确定每一年的负荷分配比例。最后,将每一个地区每一个年度的最大负荷按照之前确定的比例进行地理分配,进而形成每一年度的负荷分布的预测结果。
2.2站点选址
站点选址主要分为三个步骤,一是对供电范围进行合理划分,二是合理选择开关站的位置,三是合理确定配电站的位置。基于城市规划发展实际进行负荷预测,合理划分出变电站的供电范围,并确定出馈电线的实际供电半径。设置开关站的目的在于完成好变电站出线间隔的调节工作,从而有效提升网络接线的灵活性。开关站的地质要临近负荷中心,以尽量减少使用配电线路,这有利于敷设操作,降低成本消耗。另外,在接线过程中应该避免过于繁杂的接线方法,给配电规划留下可利用空间。在选择10kV配电站的地址时,需要根据电网规划的实际要求,根据规划区域内的地理特征,综合各方面因素进行选择。在选择配电站地址时,应该临近负荷中心,使它跟周边的用电功能区域之间保持相互协调。如小容量的变压器具备可靠、占地面积较小以及维修量小等优势,一般被运用于负荷密度较低的居民区。
2.3网络构架建设
(1)接线方式。城市10kV配电网拥有单环网、双环网、辐射网等多种接线方式。每一种接线都拥有独特的优势,所以应该按照节约成本、供电可靠、操作安全等原则,并基于城市区域实际合理选择接线方法。通常情况下,最常用的一种接线方式是环网接线,它力求简化在电网正常运行过程中可选用开环运行,只要发现异常现象,就能及时把负荷转移掉。城市10kV配电网最常用的方式之一就是10kV的环网、辐射网,在负荷密度相对较高的区域可以选择10kV环网接线,但是最大的载流量必须控制在安全电流值范围之内。而宫殿区域的用户专线则可以选择10kV辐射网,同时做好最大供电负荷以及供电半径的控制。
(2)导线截面。为了满足城市10kV配电网的长期规划要求,在选择导线截面时,还需要将长远规划作为其标准。在选择中,考虑到变电站、开关出线、开关柜载流量等诸多因素,确保导线的截面能够与这一部分因素相互的匹配。如电缆主干线截面应该选择300mm2,架空主干线截面应该选择240mm2。
3、城市10kV架空配电线路为例
下面以某市供电局10KV配网工程为例,阐述其实施方案。
3.1接线和架设原则
在10KV架空线路上,最好选择12m电杆,如果条件需要可选择15m电杆,在转角之处需要设置铁塔。为了美化环境,市郊区所用的架空线转角杆应选择钢管杆或窄基塔。城市区域配电线的档距一般控制在40~50m。为满足线路走廊及节省投资的要求,架空线路选择双回同杆架设,低压线路和中压线路则不能进行同杆架设。配电线路最小线路之间的距离如表1所示。
3.2绝缘子、线路金具的选择
为了提升污闪抵御能力,减少检修工作量,在城市区域内选择防污绝缘子,若是裸导线则应选择20KV。直线杆和跳线选择胶装式陶瓷横担绝缘子。悬式绝缘子应用于耐张杆、耐张塔的挂线,采用瓷式和玻璃绝缘子。胶装式陶瓷横担绝缘子、悬式绝缘子和针式绝缘子的机械强度安全系数分别不能小于3.0、2.7和2.5。中压架空配电线路最好选择节能的金具,确保其机械强度达到2.5以上的安全系数。
3.310KV架空线路的装置形式
导线排列方式包括三角形、水平和垂直。如果是单回路耐张杆,就选用垂直的排列方式;如果是直线杆,就选用垂直的排列方式,变成双回路时就选用双回路装置进行垂直排列;如果属于交叉跨越的形式,就选用水平排列方式;多回路直线与耐张杆一般都选择垂直排列方式。一般杆塔类型包括:①钢管塔,在路径的限制下不能打拉线的城市配电主干线,其作用主要是美化。②电杆,可选用普通的钢筋混凝土电杆,也可选用预应力钢筋混凝土电杆,其强度安全系数分别需要超过1.7和1.8。③铁塔,包括螺栓塔和焊接塔。为满足防盗需求,螺栓塔使用防盗螺栓,而公路两边的铁塔使用焊接塔。
4、结束语
在10KV配电网运行过程中,为了更好地满足地区经济发展与用户用电的需求,需要对其进行合理规划。城市10KV配电网在城市建设发展进程中发挥着重要的作用,但在实际运行的过程中仍存在一定问题,尤其是随着电网用户的逐渐增多,其弊端也更加明显。因此,为了保证城市供电的稳定性与安全性,必须从以长远的发展角度出发对10KV配电网进行规划与建设,推进城市的现代化建设。
参考文献:
[1]城市10kV配网规划发展研究[J].龙玉华.通讯世界.2014(04)
[2]关于配电网标准化建设的几点思考[J].李永成.电子世界.2017(17)
[3]论10KV配电网规划中常见问题与改进对策[J].陆顺添.科技风.2017(18)