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城市配電網配電線路設計優化對策

職稱驛站所屬分類:電力論文發布時間:2019-11-29 09:32:20瀏覽:1

伴隨著用電需求的增大,電網用電負荷持續增長,傳統電網結構已經逐漸無法滿足現實需求,在這種情況下,要求電力部門做好配電網配電線路的設計優化工作,以此來保證電網穩定可靠運行,為用戶提供更加優質的電力服務。本文從中高壓配電網出發,對配電線路設計優化對策進行了分析,希望能夠提高用電質量和用電安全,推動我國電力事業的穩健發展。

   【摘 要】伴隨著用電需求的增大,電網用電負荷持續增長,傳統電網結構已經逐漸無法滿足現實需求,在這種情況下,要求電力部門做好配電網配電線路的設計優化工作,以此來保證電網穩定可靠運行,為用戶提供更加優質的電力服務。本文從中高壓配電網出發,對配電線路設計優化對策進行了分析,希望能夠提高用電質量和用電安全,推動我國電力事業的穩健發展。

  【關鍵詞】配電網;配電線路;設計優化

  中圖分類號: TM75 文獻標識碼: A 文章編號: 2095-2457(2019)21-0238-002

  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.111

電力大數據

  《電力大數據》定位于為核心讀者群體傳達黨和國家的科技方針、介紹國內外最新的科技成果、反映重要技術問題,為基本讀者群及時介紹新成果的應用,為外圍讀者宣傳系統所取得的成績及有關專業知識。

  0 前言

  科學技術的飛速發展帶動了人們生活水平的提高,也使得電力在人們的日常工作和生活中發揮著越來越重要的作用,人們對于供電質量和供電可靠性提出了更高的要求。伴隨著電力系統規模的持續擴大,電網結構變得越發復雜,一旦出現問題,產生的影響不容忽視,輕則導致大面積停電,重則引發整個電力系統癱瘓。基于此,需要電力部門切實做好配電網配電線路的優化設計,在提升電網運行效果的同時,減少線路損耗,順應可持續發展要求。

  1 中高壓配電網設計

  一是35kV及以上高壓配電網設計,從保障電網運行穩定性的角度,一般需要至少設置兩個供電電源,電源互為備用,形成環網結構。在對配電網外徑進行設計時,應該做好區域負荷分析,制定切實有效的配網建設發展規劃,確保其能夠與區域經濟發展規劃相使符合,同時具備一定超前性。二是10kV中壓配電網設計,需要根據實際情況,在環網式、放射式和樹干式中選擇,主城區、城市核心區宜采用環網式+放射式供電,環網式為主、放射式為輔的供電方式。對于城市中特別重要的負荷宜獨立供電,采用兩回路或三回路從周邊不同變電站或同一變電站的不同變壓器引接,以滿足供電可靠性要求。城市正常負荷以環網式供電為主,對于一些老城區或容量較小、供電可靠性要求不高的負荷,因線路走廊困難或造價太高,可從環網結構結點引出分支線放射式供電,引出點應采用斷路器保護,以保證分支線故障時切除,不影響主干網運行。正常運行時,環網開環運行,將主干線分為兩到三段,選擇恰當位置設置負荷開關和斷路器,以滿足“手拉手”供電的需求。不僅如此,這樣的配網設計能夠確保線路檢修環節的負荷轉移,提升供電可靠性。三是中壓配電網主供電結點設計,現在城市中壓配電網主要層級為變電站(含220kV、110kV、35kV變電站)、中壓開閉所、中壓環網柜、終端變配電所(含公變和用戶專變),從變電站直接引出放射式供電或環網供電,供電可靠性高,但有大部分區域離變電站較遠、受變電站本身中壓間隔、中壓線路走廊限制,宜根據負荷發展預測規劃設置若干中壓開閉所作為本區域供電主電源。在區域內開閉所引出環網式供電或放射式供電,為保證供電可靠性,開閉所主接線一般采用兩進線單母線分段(分段運行、互為備用)或三進線單線分段(兩運一備)接線方式,以滿足N-1供電可靠性要求,開閉所進線電源引自不同變電站或同一變電站的不同主變。四是中壓主網架導線截面設計,在實際操作中,主網架導線截面的選擇都需要考慮負荷現狀及其增長規律,確保其能夠與城市近期發展規劃保持高度一致性,同時要求其必須能夠滿足供電可靠性的相關要求,結合經濟電流密度計算、允許電壓計算和允許電流計算等,對導線截面進行確定。為便于平時運行時區分、也便于備件通用,中壓電纜截面選擇不宜過多,如選擇400mm2、300mm2、240mm2、150mm2、70mm2,主干網或開閉所進線選擇400mm2、300mm2,區域內環網選擇240mm2、150mm2,終端變壓器選擇70mm2。考慮夏季氣溫高,冰箱、空調等大功率電器的廣泛使用會導致電力出現負荷高峰,導線截面必須能夠保證負荷高峰時期的配網運行安全。大量實踐表明,在導線截面選擇方面,需要充分考慮電網長期發展規劃,留出一定富余。部分城市早期配電網規劃缺乏合理有效的分析,在經濟快速發展背景下,供需矛盾越發凸顯,對于一些無法滿足現實需求的配網線路,需要對導線進行更換,不僅需要耗費更多的資金,還會對供電質量和供電服務造成負面影響[1]。

  2 配電線路設計優化對策

  這里的配電線路設計優化主要是針對與人們工作生活密切相關的低壓配電線路而言,以某老舊居民住宅小區為例,共有8棟6層建筑,其中兩棟為3個單元,其余六棟均為2個單元,每單元兩戶,對其進行負荷計算,可以分為兩種不同的情況,一是近期負荷,按照每戶4kW進行考慮,二是遠期負荷,按照每戶6kW計算,需要對現有的配電變壓器的容量進行調整,確保其能夠滿足小區居民的正常用電需求。

  2.1 主干網架優化

  老舊居民小區、城中村等配網主干網架設計中,可以選擇鋁芯絕緣導線和銅芯低壓電纜兩種配電線路,在實際安裝環節,架空絕緣導線設置電線桿進行線路架設,也可以沿建筑主體,利用一字鐵與工字鐵對配電線路進行同定安裝,以三相四線制來保證配電線路的水平排列。低壓電網中可以采用TN-C-S系統,在主干線末端和分支位置分別設置中性線重復接地,在進戶電表箱處重復接地,N線與PE線分開。在對導線截面進行選擇時,需要充分考慮居民小區的實際情況,如果短期內不會對建筑進行改造,則需要結合遠期負荷規劃確定導線截面,一方面確保配變容量能夠隨著用電負荷的增長而增加,另一方面主干網也可以充分滿足人們的用電需求,更能夠避免出現重復建設的情況,避免了資金浪費問題[2]。近期負荷隨著生活水平提高、城市美化、供電可靠性、安全性要求提高,新建小區及主城區舊小區改造項目,主要采用銅芯低壓電纜入地敷設或地下室橋架敷設,因電纜材料在整個配網工程中的造價比重很大,優化以縮短電纜路由為主,考慮到電壓損耗,一般要求低壓電纜供電半徑不超過250米。以本小區為例,近期負荷864kW,取同時系數0.4,計算容量為346kW;遠期負荷1296kW,取同時系數0.4,計算容量為518kW。變壓器按遠期容量配置一臺630KVA箱式變配電所,低壓主干網架可以選擇三路185mm2鋁芯絕緣導線或185mm2銅芯電纜,每棟樓分支可以選擇70mm2絕緣導線或70mm2銅芯電纜,能夠切實滿足居民用電需求。

  2.2 電表集裝箱優化

  在每棟樓每單元1樓和2樓之間,設置一到兩個電表集裝箱,從方便抄表的角度,電表箱的安裝可以應該采用嵌入式或者壁掛式,最好設置在樓道內,在避免陽光直射和雨水的同時,也可以為檢修維護工作提供便利。通常來講,電表集裝箱可以采用不銹鋼或者玻璃鋼材質。在一個集裝箱內,宜多設置一塊公用電表(走廊、樓道、通信等用電),表箱進線開關應設置帶漏電保護功能斷路器,且應加裝浪涌保護器。宜配置智能電表,帶遠程抄表功能,在變電所設置公變采集和遠程抄表一體化終端,終端與智能電表之間采用載波通信。

  2.3 架空接戶線優化

  接戶線指從低壓主線或者直線引入到集中裝電能表箱的配電線路,一般呈三相四線水平排列,可以采用架空敷設的方式,也可以在每棟樓的單元口設置PVC套管,線路由套管引入表箱。如果同一條主線下,引入的接戶線數量較大,可以先將其接入到分線箱中,然后經由分線箱實現與集中電表箱的連接。接戶線通常會選擇鋁芯絕緣導線,在確定導線截面時,需要考慮電表箱內電能表的數量。例如,在小區中,每單元設置一個表箱,其中存在12塊電能表,則接戶線可以選擇70mm2鋁芯絕緣導線,中性線與相線截面保持一致[3]。

  2.4 室內配線優化

  在對建筑內部配線工程改造環節,經常發現部分電力暗線存在各種各樣的問題,如質量較差、導線截面小等,可能會影響供電質量和用電安全。對此,需要做好室內配線優化設計,一方面,室內配線不僅必須滿足可靠供電的要求,還必須保證布局合理,安裝牢固,符合相關技術規范,確保技術人員能夠依照線路絕緣層顏色,分清火線、零線和底線。絕緣導線的選擇應該確保額定電壓不超過線路工作電壓,絕緣符合線路安裝方式及敷設環境要求,做好相應的防火工作;另一方面,如果導線穿管為鋼管,需要進行接地處理,若多個回路導向存在于同一個管中,需要將其數量控制在8根以內,并確保絕緣導線絕緣電壓不低于500V[4]。

  3 結語

  總而言之,在對配電網配電線路進行設計優化的過程中,需要充分考慮城市發展規劃和實際情況,做好全面細致分析,明確配電線路設計的原則和方法,對具體實施階段需要注意的問題進行處理,保證配電線路的設計質量和輻射效果,為電力用戶提供更加優質、更加可靠、更加安全的電力服務。

  【參考文獻】

  [1]王恒,周曉云,張緯,等.10kV配電線路優化設計及節能措施分析[J].中國新技術新產品,2016,(17):30-31.

  [2]魏敏,梁巍,羅兵兵,等.配電線路路徑優化設計及選擇問題分析[J].科技經濟導刊,2017,(27):105,147.

  [3]張少保.論10kV配電網優化設計與降損措施[J].中國科技投資,2013,(z2):85.

  [4]趙儉男,劉冬冬.對配電網配電線路設計優化的探討[J].科學技術創新,2016,(10):128.

《城市配電網配電線路設計優化對策》

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文章名稱:城市配電網配電線路設計優化對策

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