10kV及以下农村配电网规划与设计研究

发表时间:2021/4/12   来源:《当代电力文化》2020年28期   作者:陈小军
[导读] 随着中国扶贫攻坚战的打响以及建设美丽乡村的政策出台
        陈小军
        国网陇南市武都区供电公司 甘肃 陇南 746000
        摘要:随着中国扶贫攻坚战的打响以及建设美丽乡村的政策出台,农村配电网建设的重要性也不言而喻。国网在为农村的配网规划、实施做重要部署,但是由于农村村庄分布零散以及对未来规划考虑不足,电网的优化与设计改造存在一定的难度。为了确保农村配电网的建设与改造能够到达预想的效果,本文重点结合当前现状存在的问题并提出了改造的措施。
        关键词:10kV;农村配电网;规划与设计
        农村配电网在发展建设过程中,需要全面提升供电稳定性与可靠性,对配电网规划中常见的各项问题进行分析,总结问题形成因,拟定应对措施,提升配电网运行稳定性。本文分析了农村配电网规划改造存在问题,阐述了农村配电网规划改造坚持的基本原则,提出了加强农村配电网规划改造的相关措施。
        1 农村 10kV 以下配电网现状
        农村 10kV 配电网规划是我国电网规划重要组成部分,我们要结合电网发展情况进行整改。目前,我国农村经济发展有了显著的提升,但是仍然存在经济发展不平衡的情况,特别是沿海地区,城镇发展水平极高,内陆地区的农村经济水平却比较落后,配电网管理受到现有政策以及区域发展不平衡等因素的影响,不能够做到统一配电管理。而且,由于农村村落分布比较散落,在预设配电网管理时会受到很多外界因素的影响,预设管理难度大,我们需要分布点进行勘测,结合线路管径以及农村实际发展情况进行统筹规划,避免设计不合理导致增加配电网的难度,影响村民的日常生活。另外,农村配电网由于使用的都是架高线路,特别容易受到自然因素以及人为因素的影响,一旦出现恶劣天气,就会对网络的安全性造成影响,所以我们一定要结合科学设计,在提高配置质量的基础上,对现有电网进行设计,兼顾农村用电的安全与稳定性,明确运维管理的相关事项,为村民打造智能配电网。
        2 农村 10kV 以下配电网规划与设计原则
        (1)农村 10kV 配电网规划设计前首先要对规划区域的乡村进行实地考察,掌握当地的整体布局以及网络结构,保证新规划设计的农村配电网能够融入原有的电网体系中。
        (2)农村配电网的供电半径都有明确的要求,0.4kV 线路不能够大于 0.5km,10kV 线路不大于 15km。
        (3)农村电网供电半径如果过长或者在经济较为发达的乡村地区可以增加变压器的布点,帮助缩短供电的半径。负荷密度小的地区,我们在保证电压质量合格以及电网无损的情况下可以适当延长。
        (4)在经济发达以及有条件的地方,我们改造电网工作时可以进行调度自动化、配电自动化、变电站自动化等,将功能相结合,更方便工作人员远程管理。
        (5)农村配电变压器一定要按照“小容量、密布点、短半径”的原则进行改造。在电网新建区或改造区要尽量选择低损耗配电变压器,目前我国使用最多的变压器系列是 S11 系列和 S13 系列的配电变压器。对于老旧的 64、73 系列的高能耗配电变压器要及时进行更换。更换的变压器容量以现有的负荷为基础,适当地留出空余的负荷容量。现在,我国乡村配电网规划与设计存在的最大的问题就是台区数量不充足,很多乡村一个台区需要容纳超过 200 户的用户,有时甚至更多,结果导致配电变压器的均容量达不到1kV,有时候配电还会出现超负荷的问题,这给用户的生命财产安全埋下了隐患。故我们必须要结合各台区的供电情况考虑,考虑到乡村内哪些时段用电负荷最大,哪些时段几乎零电负荷,这样才能够对配电台区进行合理布置,保证用电稳定。乡村 10kV 配电网规划设计根据调查,某农村配电标准电压中压配电为 10kV,低压配电网为 380V 或220V,变电所 10kV 侧功率能够达到 0.9以上。在进行规划设计时,乡村配电网严格按照相关的乡村规划配电规划实施,与农村经济发展规划相结合,按照 5~ 10年的中期负荷发展,结合近期的分期建设,加强农村的电网网架结构,初步形成具有一定自动化的环形网络电网,这样的环形网络电网可靠性、稳定性都极强。另外乡村 10kV 配电网的结线主要以高压变电站位中心,实行分镇供电的原则,每个乡镇都有明确的供电范围,避免出现供电网线交错重叠,对于有条件的乡村会相对应增设镇与镇之间的联络线路。

在配电网的主干线上,正常的负荷电流一般在安全电流的 2/3以下,一旦乡村变电站的电流超过安全电流的指标就需要立即采取转负荷措施。负荷在转移期间,要避免其他元件电流过载。乡村配电设备大量采用短路容量能够满足5~10年发展需求且可靠性高、体积小、后期维护简单的设备,并采用真空断路器作为分段开关。在乡村中,公用架空线路仍然作为农村配电网的重要部分,目前对农村配电网的改造与建设也是在架空线路的基础上进行整改。所有人口密集、繁华街道、林区树木高度超过 5m 且周边建筑物与架空线路距离不超过 3m 的都采用绝缘导线。随着城镇建设的发展,很多乡村已经具备发展电缆网络的条件,在发展电缆网络时城镇供电线路最远不超过15km。因为 110kV 变电站中 10kV 母线短路容量在200mV 以上,所以架空出线在 1km 内的都会采用绝缘导线,防止线路出线故障时牵连其他线路导致混线事故,同时也减少 10kV 出线故障时对主变压器的冲击。在线路较长的负荷终端,需采取必要的电容补偿以保证供电质量。
        3 农村配电网相关器材规格的选择
        3.1 变压器位置的选择
        对于村庄较小、负荷较为集中的农村仅需一台配电压器进行供电即可并尽量将变压器放置在负荷中心,从配电变压器的低压出口到每个负荷点,但是要注意:供电半径不能超过 550m。而对于村庄较大,用电用户较多且负荷分布不均匀的乡村,我们要根据村庄的分布规划绝对变压器的规格,通常会以多台且小容量的变压器满足用户的需求。另外,我们在进行变压器位置选择时要考虑到现代抄表收费等技术的融入,避免后期重复建设,加大建设投资者的成本,安装位置要避开可燃物或易爆物区域,最好安装在公众较少的地方。
        3.2 变压器容量的选择
        容量的选择一般都会采用负荷在5~10 年的变压器,这不仅有利于变压器的长久使用,也有利于变压器的后期维护。
        3.3 变压器型号的选择
        随着市场经济的发展,变压器技术也在不断进步,在城乡电网改造项目的推动下,新型变压器不断引进国内,新的材料以及新的工艺充分地填补了我国变压器的空缺,目前低损耗配电变压器已经开发成功,油浸式配电变压器比传统的 S9 系列更实用。
        3.4 供电路径的选择
        路径的设计要跟农村经济发展相结合,参考农村原有建设,避免出现供电迂回或线路卡脖子的情况,合理的选择适合的T 点。路径的选择还要考虑到方便机耕,要尽量少占用农田,避免线路过长或有过多的拐角,尽可能避开容易出现山洪、涝灾区域的地方。
        3.5 供电方式的选择
        后期农村配电网低压电网规划设计时,要以负荷需求为主进行规划设计,而不是负荷的性质去决定低压电网的结构。对于有条件的,需要更大动力与照亮用电的乡村可以采用“两条线”的供电方式,而条件一般的村庄可以采用一路三相四线的线路。通过针对不同的村庄情况选择针对性的供电方式,这样的方式可以节约大量的资金成本,还能够促进城乡同网同价的政策,为一户一表奠定基础。
        4 结语
        想要做好农村低压电网改造首先要对低压电网有一定的了解,要科学合理地选择变压器容量,并为农村电网预留出五到十年的电力负荷发展容量空间。要确保改造后的农村电网能够达到城乡电网的改造要求,政府要加大无功补偿力度,这样不仅可以节省电网投资还能够减少资源的浪费,提高电力网的传输能力,让农村的经济发展有强有力的保障。
        参考文献:
        [1]周利强.农村配网供电可靠性及提高对策[J].低碳世界,2017(34):89-90.
        [2]苏志明.探究农村配网规划设计中应重视的问题[J].通讯世界,2017(18):176-177.
        [3]李兴文.农村电网配网的规划设计分析[J].低碳世界,2015(33):20-21.
        [4]张秋霞.农村公路网规划关键技术[J].交通世界(运输.车辆),2013(Z1):128-129.
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