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10kV供配电系统设计及对供电可靠性的影响分析霍南南徐宁

发表时间：2021/7/2 来源：《中国电力企业管理》2021年3月作者：霍南南徐宁

[导读] 10kV供配电系统设计和整体电网的供电可靠性及用户平均停电时间都存在非常紧密的关联。在建设10kV供配电系统时，首先要注重加强10kV供配电系统的相关设计。从技术层面来说，首先要确保10kV供配电系统能够正常运行，以满足配电系统的负荷需求。

山东省济南市湖润电力设计有限责任公司霍南南徐宁 250000

摘要：10kV供配电系统设计和整体电网的供电可靠性及用户平均停电时间都存在非常紧密的关联。在建设10kV供配电系统时，首先要注重加强10kV供配电系统的相关设计。从技术层面来说，首先要确保10kV供配电系统能够正常运行，以满足配电系统的负荷需求。本文分析了10kV供配电系统的设计要点，重点研究了10kV供配电系统设计对供电可靠性的影响，对于提高10kV供配电系统的设计质量具有一定的实际应用价值。
关键词：10kV；供配电系统；设计；可靠性；影响
中图分类号：TM922          文献标识码：A
        110KV供配电系统设计对供电可靠性的影响
        1.1配网供电可靠性的评判
        影响供电可靠性的因素较多，包括配电设备的运行可靠率和故障率、配电系统的设计水平和配电运行人员的技术水平等。配网设备运行可靠性的评判指标主要包括可用度、不可用度、平均修复时间、平均无故障工作时间、平均运行周期等，一般区域内的负荷停电时间越短[1]，停电影响的负荷总量越小，则该配电区域的供电可靠性越高。对于配电网供电可靠性分析的算法流程，可取模拟步长为1h，模拟N年，假定初始状态所有元件都正常工作，具体的模拟步骤如下。
        （1）对配电系统内所有电气元件产生[0,1]内的随机数，利用元件状态抽样得到所有元件的TTR及TTF。
        （2）取最小ＴＴＦ的系统元件，判断其类型，若该元件为联络开关或联络线路，则不计负荷停电频次和时间；然后取次小TTF，若仍为联络开关或联络线路，则同上处理，直至TTFn为非联络开关或非联络线路。根据TTFn，利用年负荷时序曲线确定所有负荷在TTF时间点的容量。
        （3）进行故障拓扑搜索，确定无影响区、故障失电区，遍历所有区域[1]。
        （4）若为故障失电区，则统计其受影响的负荷点，累计其故障频次、故障停电时间（TTR）及缺供电量。
        （5）求取各电源的实时转供容量及待转供负荷容量，确定联络供电恢复区及转供失败区。
        （6）若为联络供电恢复区，则在TTFn＋１、TTFn＋２、…、TTFn＋TTR所有时间点按照联络电源考虑负荷波动的３种情况，统计可靠性数据及联络转供数据。
        （7）若为转供失败区，则记录联络转供数据；若考虑多个联络电源，则判断是否可以转供至其他联络电源，并统计可靠性数据及联络转供数据。
        （8）将模拟时间移至TTFn＋TTR，判断其是否超过预设时间，若不足则重新产生一系列随机数，然后重复步骤（2）～（7）；若超过则跳转步骤。
        （9）将统计的可靠性数据及联络转供数据进行计算，得到系统最终可靠性指标及转供效能指标。
        在10TV供配电系统的设计过程中，需要考虑电网的供电可靠性指标，不同的设计方案在供电可靠性方面有所不同。对于10TV供配电网供电可靠性，主要采用平均供电可用率、平均停电频率、平均供电不可用率、平均停电持续时间等指标进行分析评估[2]。在对供电可靠性要求不高的区域，则可以选择合适该负荷区域的供电方案，以降低对电网改造方面的投入。
        1.210KV供配电系统设计中的供电可靠性
        在对10KV供配电系统进行设计时，供电可靠性指标是必不可少的评估指标之一。

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一般在进行10KV供配电系统设计时，首先需要对所有的配电系统状况进行分析，之后就可以设定设计目标，然后再分析各种10KV供配电系统的设计选项，各种设计选项都是可以进行选择的方案。最后可以对设计出的各种选项进行分析，结合各种方案的评估指标的差异加以考虑[2]，从而决定出最优的方案。这是在10KV供配电系统的设计过程中常采用的设计步骤，对于提高10KV供配电系统的设计质量具有一定的价值。
        同时变电所中不同的配电接线模式对于用户的供电可靠性而言，有一定的差异，应加以区别对待。当同一电源单元的总功率分配到配电站时，配电站的线路开关应采用隔离开关或隔离触点。同时，配电站一般是电网的终端，保护延时短，即使安装了断路器，如果时间限制不匹配，隔离的触点（手车）也满足操作和服务要求。另外，配电站母线的分段开关应采用断路器。在10KV供配电系统设计中，要求供电的可靠性高，配电站专用电源线的线路开关应使用断路器或负载开关－熔断器组合。当出线没有继电保护和自动设备要求且不需要进行负荷转移操作时，可以使用隔离开关或隔离触点[3]。供电部门要求电源单元配备一个断路器，即使它是由专用线路供电也应采用这样的配置方式。同时，电源单元也应安装电源入口断路器，负荷开关－熔断器组合装置也可起到同样的作用。
        2提升供电可靠性的策略
        以服务安全生产、服务电网高质量发展为目标，坚持安全第一，持续完善网架可靠、设备可靠、管理可靠、技术可靠的供电可靠性管理机制。差异化制定技术原则、目标网架和投资策略，切实提升转供电能力，提升网架可靠水平。
        2.1网架可靠策略
        紧紧围绕配电自动化覆盖率、中压线路环网率、中压线路平均分段数等指标做好网架规划建设，进一步推动规划与生产深度融合，持续完善运行问题闭环管控及后评价机制，开展供电半径和超长线路考核，提升中压线路可转供电率。一是根据供电区域差异化构建清晰网架，结合变电站新建、扩建工程规划，同步优化变电站10kV间隔资源利用，做好变电站母线负荷平衡，通过新出线方式解决网架层级过多、供电半径过长等问题，推进自动化有效覆盖，逐步解决单线单变问题。二是规范电源并网，保障清洁能源接入，推进小水电发供分离。
        2.2设备可靠策略
        紧紧围绕中压线路故障率、故障停电超过48h用户占比、重复停电用户占比等指标提升设备可靠性，持续开展降低中压线路故障率专项行动，减少故障停电时间。一是优选物资品类，选好设备、优化储备物资库的物资品类。二是落实标准设计、标准施工、标准验收、标准件应用，加强施工组织管理，改进施工工艺，缩短因新工程并网接火造成的停电时间[3]。三是解决重过载线路和设备，及时更换老旧设备，满足可靠性要求。
        2.3技术可靠策略
        紧紧围绕配网自愈线路覆盖率、配电自动化终端在线率等指标提升配网自动化实用化水平，大力推进配网自愈功能建设。一是加强配电自动化建设，科学配置自动化分段开关和自动化联络开关，结合实际配置次干线自动化开关，推进线路重合闸使用，提升配网自动化有效覆盖率、配网自动化自愈投入率。二是开展带电检测、在线监测，采用各类自动化及信息技术支持手段以及各类离线、在线检测手段等技术开展运维工作[4]。三是提升故障处置效率，采用暂态录波故障指示器、接地故障查找仪等设备快速定位故障区段。
        总而言之，在对10KV供配电系统进行设计时，需要评估的指标较多，考虑的技术要点也较多，选择最佳的10KV供配电系统设计方案时应考虑各种相关影响因素。本文主要分析了10KV供配电系统设计过程中需要考虑的技术指标，并分析了10KV供配电系统的设计对供电可靠性的影响。
参考文献
[1]曹峰.探究10kV高压配电系统中电气设计情况[J].科技视界，2017(07):115.
[2]张枝开.10kV配网自动化配电系统设计分析[J].通讯世界，2016(24):111-112.
[3]沈霞.10kV配电系统高压开关柜结构设计改进[J].科技展望，2016，26(27):91.
[4]孙玉明.建筑电气10kV配电系统设计及设备选型常见问题分析[J].科技创新与应用，2013(10):117-118.