10kV配电网规划设计的技术经济分析王心怡

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月4期   作者:王心怡 冯晗 康少华
[导读] 当前社会正在逐步迈向智能时代,一切事物都朝着智能化、自动化发展
        摘要:当前社会正在逐步迈向智能时代,一切事物都朝着智能化、自动化发展。我国电力企业正在进行配电网更新升级工作,全面实行配网自动化运行指日可待。本文阐述了建设10kV配网自动化系统的重要性,就10kV配网自动化系统中的主站设计、子站系统设计、配电终端设计,通信系统设计等环节进行分析,希望10kV配网自动化系统能够为用户提供更加优质的用电服务。
关键词:10kV配电网;规划设计;经济型
1 引言
        电力公司的建设重点应该逐渐倾向于配网建设与改造,通过提高配网运行效果,满足用户用电需求,促进公司进一步发展。为了达到这一目的,首先电力公司在进行10kV配电网线路建设的时候,要对建设环境进行全面的分析了解,不断加入先进的技术与管理方式,优化配电线路的建设规划,提高线路建设的效益。
2 配电网规划设计的技术经济分析
        2.1 配电网网架规划
        在10千伏主网架规划设计方面,为进一步提升网架结构,设计既满足电网实际要求,又符合当前配电网建设工程实际的电力系统高可靠性网架,需要研究国外先进城市的高可靠性配电网架结构,其中新加坡是以变电站为中心,明确划分供区,配电网络通过同一变电站不同母线形成环网即一个“花瓣”的“梅花瓣”结构,法国巴黎是由外围向内一圈圈布置的“外环”、“中环”和“内环”配置的“手拉手”环形结构,在学习国外较为先进的配电网结构并总结国内先进网架的优缺点基础上,统筹考虑工程需求、地形地貌、环境因素、资金要求等各方面因素,因地制宜设计以开闭所为核心节点的“蜂窝型”网架,形成开闭所围绕变电站并与周围变电站所供的开闭所联络类似“蜂窝”的结构,构建具有特色“变电站-开闭所-环网室-箱变-用电单元”高可靠性网架,使供电界面更为清晰,达到正常情况一个开闭所控制一片区域,检修时能够清晰了解电源点,故障时能有效转移负荷,有效提高供电可靠性。
        2.2 全面做好负荷预测
        变电站的分布、环网箱的分布、以及配电网线路电压等级的选择,都需要准确的预测与规划。电网线路负荷预测的准确性是项目建设必要性的有力依据,对于城市电网规划来说意义重大。进行电网线路负荷的预测,首先需要考虑该城市的发展规划,并且在进行配电网线路规划的时候,还需要与本地区的供电分公司进行合作,得到供电分公司的支持,对各类用电单位的用电需求进行调查,对城市居民生活用电的需求发展方向进行预测,对城市近年的用电发展情况进行初步的了解,预测总的装机容量及用电量,对配电网线路的负荷进行全面的预测规划,确保其与城市的发展相符合。
        2.3 线路杆塔的设计
        10kV配电线路的杆塔结构主要有直线杆塔、转角杆塔、耐张杆塔、终端杆塔这几种类型。直线杆塔用于线路耐张段中的直线处,承受导线的垂直荷载和水平风压,通常采用悬式或者支柱式固定导线;转角杆塔用于线路转角处,承受导线的垂直荷载和导线转角产生的水平应力荷载;耐张杆塔用于线路分段处,除承受与直线杆塔相同类型的荷载外,还承受分段处两侧不平衡张力,耐张段的设置不宜过长,以缩小线路故障影响的范围;终端杆塔用于线路的起始端和终端,承受单侧导线的垂直荷载、水平风压和单侧导线水平张力。在设计10kV配电线路时,杆塔类型的选择需要充分考虑不同杆塔的结构特点和使用范围等指标,同时综合考虑杆塔的基础建设、线路沿途交叉跨越等情况,确保选择的杆塔类型与高度是最佳的,并且有利于后期的维护。


        2.4 10kV配网配电终端设计
        配电终端是供电部门管辖的终点,是和用户的交界点,一般包含电网开关、变电站、变压器等设备。配电终端的功能包括:对配网运行中的设备故障进行记录,诊断设备故障产生原因,保存相关数据的同时实施通讯功能。10kV配网自动化设置中加入了无功补偿装置和系统预警装置,不仅能够降低用户成本,还能保障用户的用电安全。无论是电力企业还是用户都不希望电能损耗。电能传输过程中有功功率做功在所难免,传输电压自身产生的热量带来的损耗目前已经能够控制在合理范围内。无功功率和回路电流可以通过自动化系统设备有效规避,使之不做功,不产生电能损耗。无功补偿装置的设置正是基于此而设计,将用户的用电显示在合理范围,从而解决了长久以来电力企业与用户之间电能损耗的纠纷。
        2.5 10kV配网主站设计
        主站主要为用户提供以下功能:①将系统运转情况实时显示,出现故障时立即启动报警系统。②采集系统运行数据,实现遥测、遥信、遥控功能。遥测是指应用通信技术中传输被测变量的测量值;遥信是指对设备状态信息的监视功能,当系统开关、阀门处于异常状态时,给予提示;遥控功能即为输入新的操作指令,让设备调整运行状态。③当外来网络系统和设备接入时,全面启动监控功能,检测其是否具备兼容性和攻击性,发现异常立刻断开连接。④监控自动化系统内全部设备并跟踪相关操作指令,如果系统出现故障,立刻锁定相关设备并使周围设备断开,保护设备不受损害。⑤收集故障信息,评估风险程度,确认安全后恢复配网供电功能,无需人工介入。可以说,10kV配网自动化系统主站能够完成大部分需要人工处理的操作,并且由于其不间断性,具有广泛的应用价值。
3 配电网规划设计的应用分析
        宏观上电网整体协同,微观上可一个网格接着一个网格研究分析,解决问题,真正做到项目落地、系统解决配电网问题,做到高-中-低压目标网架精细化,实现精准投资、提高效率效益。采用网格化规划的理念,可紧密衔接城乡发展总体规划、控制性和修建性详细规划,将网格化规划成果纳入城市控制性详规等政府专项规划,配电网规划项目落地执行水平大大提高。以某地区电网的配电网规划设计为例,随着在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析,供电可靠性稳步提升,用户年平均停电时间由2017年的25.4小时下降至2018年的21.9小时,供电可靠率由99.71%提升至99.75%,用户年平均停电时间缩短3.5小时,可增供电量约269万千瓦时/年;同时配电网线损从2017年的5.62%下降至2018年的5.53%,节约605万千瓦时/年,产生直接经济效益542万元,节约社会停电损失约7801万元/年(结合当地实际情况,单位电量GDP按19元/千瓦时,电价按0.621元/千瓦时计算),故在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析具有较高的经济效益。
4 结束语
        配电网在规划设计中,需要考虑到的因素较多,如线路走廊、建设资金、技术是否满足等,本文详细对10kV配电网规划设计的方法及需要考虑的技术影响因素等进行了分析,并通过实践案例介绍了相关的经济效益情况。
参考文献:
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[2] 颜伟堂.浅议10kV配电网的规划设计及工程管理[J].通讯世界,2017(21):240-241.
[3] 韩峰.试论10kV配电网规划设计方法[J].山东工业技术,2017(14):160.
[4] 蒙明桂.浅析10kV配电网的规划设计及工程管理[J].低碳世界,2017(10):54-55.
[5] 贾红娜.试论10kV配电网规划设计方法[J].中国新技术新产品,2016(20):62.

       
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