10kV配電網(wǎng)規(guī)劃方法講義

1、 目錄目錄 規(guī)劃的目的和意義 規(guī)劃的思路 10kV配電網(wǎng)規(guī)劃的特點(diǎn) 我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的考核指標(biāo) 我國(guó)配電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)現(xiàn)狀 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容 中低壓配電網(wǎng) 規(guī)劃方法 規(guī)劃的目的和意義 滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要 解決目前配電網(wǎng)存在的問題 梳理配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 提高配電網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo) 應(yīng)側(cè)重完善和優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、上級(jí)電網(wǎng) 的協(xié)調(diào)配合，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力。 規(guī)劃的思路 一、10kV配電網(wǎng)規(guī)劃的特點(diǎn) 10kV及380V電網(wǎng)一般一起規(guī)劃，以10kV為主，并稱中低壓配電網(wǎng) 規(guī)劃。 特點(diǎn)： 10kV供電半徑小，線路回?cái)?shù)多，布線工作量大且煩瑣 線路和配變規(guī)劃與土地使用現(xiàn)狀和規(guī)劃、用戶類型密切相關(guān)。因此負(fù) 荷

2、地理分布要求的信息量大、不確定因素多。一般遠(yuǎn)景規(guī)劃沒有意義， 只進(jìn)行5年近期規(guī)劃，且應(yīng)不斷滾動(dòng)修編。 由于城市和區(qū)域發(fā)展的不確定性，超過2年以后的出線方案本身并沒有 太高的參考價(jià)值。因此好的規(guī)劃應(yīng)更關(guān)注對(duì)配網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)性原則的確 定，包括： 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的確定，包括分段和配變接入原則、聯(lián)絡(luò)方式等?？筛鶕?jù)負(fù)荷密 度確定12種電纜網(wǎng)方案和12種架空網(wǎng)方案及其過渡方案。 對(duì)規(guī)劃期內(nèi)大塊區(qū)域（24平方公里）負(fù)荷密度和總量的估計(jì)。 對(duì)變電站布點(diǎn)及各自供電范圍的優(yōu)化 對(duì)主要設(shè)備：線路、公變、開關(guān)設(shè)備的選型規(guī)范 對(duì)出線密集區(qū)域的走廊要求等 1.對(duì)10kV配網(wǎng)，除規(guī)劃水平年（規(guī)劃期限的最后一年）外，23年 內(nèi)的方案

3、往往對(duì)實(shí)際操作指導(dǎo)作用更大，最好能給出。（05年廣 東“十一五”規(guī)劃就要求同時(shí)給出2008和2010年方案） 二、我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的 主要考核指標(biāo) 根據(jù)國(guó)電安運(yùn)【1998】418號(hào)文： 城市供電可靠率達(dá)99.9，大中城市中心地區(qū)供電可靠率達(dá)99.99 城市電壓合格率=98 城市電網(wǎng)綜合線損率5% （全網(wǎng)達(dá)6.8） 根據(jù)廣電【2002】5號(hào)文：城網(wǎng)用戶供電可靠率達(dá)99.96，電 壓合格率達(dá)98.5，配網(wǎng)線損率YTA(A 檢測(cè)到故障并跳閘的時(shí)間)； XF XA+XB+XC+XD+XE；YF TA 典型值：XA=15s, X=7s, Y=5s, XF=45s, TA2s f1故障：A-E 跳閘，

4、XA后A重合，B-E充電，經(jīng)XB XE時(shí)延，B,C,D依次合閘， D合閘后，A檢測(cè)到故障跳閘，E檢測(cè)到異常低電壓閉鎖。 AD依次再次 重合。同時(shí)F合閘，從另一側(cè)向E供電。 f2故障：同前，經(jīng)兩次重合閘后AE供電，F(xiàn)合閘后，因故障導(dǎo)致另一側(cè)跳閘，F(xiàn) 閉鎖，另一側(cè)重合分段器依次動(dòng)作恢復(fù)供電，同時(shí)隔離故障段 中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架 10kV配網(wǎng)直接承擔(dān)用戶供電，需覆蓋整個(gè)供 電區(qū)域，線路、設(shè)備眾多，大量開關(guān)不具備遙 信和保護(hù)功能。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式應(yīng)盡量簡(jiǎn) 化，環(huán)網(wǎng)接線、開環(huán)運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)本身也不宜太 復(fù)雜，盡量做到分片分區(qū)小環(huán)獨(dú)立運(yùn)行。 電纜線路和架空線路在敷設(shè)方式、事故率和維 修的難易程度上差別巨大，網(wǎng)架結(jié)

5、構(gòu)也有所不 同。 由于負(fù)荷開關(guān)的廣泛使用，故障時(shí)允許局部用 戶短時(shí)停電，但應(yīng)能通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移盡快回復(fù)供 電，滿足N1運(yùn)行方式。 中壓架空網(wǎng)網(wǎng)架 由主干線、次干線和支線組成，盡可能采用環(huán)網(wǎng)布置，開環(huán)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)， 規(guī)劃階段按“21”環(huán)網(wǎng)考慮。 電源取自不同變電站的兩條線路不宜同桿架設(shè)。 中壓架空線路的主干線和較大的支線應(yīng)裝設(shè)分段開關(guān)，線路分段一般不超 過三段。 城市中壓架空網(wǎng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的選擇應(yīng)滿足以下要求： （1） 每回線路一般僅與12條線路聯(lián)絡(luò)，不宜過多。 （2） 互聯(lián)線路分別具有一定的備用容量，能在一條線路發(fā)生故障時(shí)， 由聯(lián)絡(luò)線向故障線路的全段供電。 （3） 互聯(lián)線路最好來自不同的變電站或同一變電站

6、的不同母線。 （4） 一條線路向另一條線路轉(zhuǎn)供電時(shí)，要保證線路末端的電壓損失在 允許范圍之內(nèi)。即，互聯(lián)線路長(zhǎng)度之和不能超過一定范圍 中壓架空網(wǎng)21環(huán)網(wǎng)網(wǎng)架 中壓電纜網(wǎng)網(wǎng)架 電纜網(wǎng)一般用于中心市區(qū)、負(fù)荷密集地區(qū)、重 要負(fù)荷的供電。中心城市市區(qū)電纜網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng) 結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行方式，每一網(wǎng)絡(luò)的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù) 不宜超過6個(gè)。 一個(gè)環(huán)網(wǎng)點(diǎn)兩臺(tái)630KVA變壓器，負(fù)載率50時(shí)，6個(gè)點(diǎn)共計(jì)3.8MVA負(fù) 荷。若負(fù)荷較分散，一個(gè)環(huán)網(wǎng)點(diǎn)可經(jīng)分支電纜接入多臺(tái)遠(yuǎn)近不同的小變 壓器。 規(guī)劃階段推薦采用單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)負(fù)荷增長(zhǎng)后 可發(fā)展為“31”環(huán)網(wǎng)或相互聯(lián)絡(luò)的單環(huán)網(wǎng)群。 正常饋線最大負(fù)荷電流以N-1方式不過載為準(zhǔn). 中壓電纜

7、網(wǎng)架單環(huán)網(wǎng) 中壓電纜網(wǎng)架雙環(huán)網(wǎng) 中壓電纜網(wǎng)架分段聯(lián)絡(luò)型31環(huán)網(wǎng) 中壓電纜網(wǎng)架備用線型31環(huán)網(wǎng) 中壓電纜網(wǎng)架單環(huán)網(wǎng)群 （31） 開閉所的使用 當(dāng)高壓電源距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，且負(fù)荷集中在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域 時(shí)，適宜建設(shè)開閉所。開閉所的作用等效于將電源移至負(fù)荷中心。 開閉所等效于高壓電源，其失壓會(huì)導(dǎo)致大范圍停電，需保證其進(jìn) 線的可靠性。 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃原則 網(wǎng)架的確定 （接線形式和聯(lián)絡(luò)方式） 確定線路類型（電纜/架空裸線/架空絕緣線） 線路截面的選取，干線支線截面的配合。 同一區(qū)域內(nèi)10kV配網(wǎng)干線截面應(yīng)盡可能統(tǒng)一，以便適 應(yīng)配網(wǎng)發(fā)展后網(wǎng)架的變動(dòng)和饋線間的相互握手。電纜 網(wǎng)若無開閉所則盡可能避免次干線

8、。開閉所進(jìn)線應(yīng)采 用大截面（如300）電纜，以保證電源的可靠性 線路負(fù)載率的整定原則 變壓器和開關(guān)設(shè)備的選型原則 線型和正常負(fù)載率的選取一 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按允許電壓降落校驗(yàn) 材料最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 3000以下300050005000以上 鋁芯1.651.150.90 銅芯2.52.252.0 導(dǎo)線截面最大電流（A）/經(jīng)濟(jì)電流密度。 例： 按經(jīng)濟(jì)電流密度確定廣州電網(wǎng)10kV干線最大負(fù)荷。采用電纜單環(huán)網(wǎng)時(shí)， 干線取銅芯電纜，截面取240mm2，則: 線路正常最大負(fù)荷電流： I = 2402.25540（A）。 正常最大負(fù)荷 1.732*10*0.54 = 9MVA （8MW） 允許電壓降落

9、標(biāo)準(zhǔn)：線路26,10kV變壓器24,總和不超過10 。 對(duì)架空線，按經(jīng)濟(jì)電流密度選取截面，則負(fù)載電流與線路熱穩(wěn)電流 間已有足夠裕度。但對(duì)電纜線路則不行，電纜線路選型應(yīng)首先考慮 線路熱穩(wěn)極限，其次考慮N-1安全約束。 饋線正常負(fù)載率的選取二 部 分 型 號(hào) 架 空 線 和 電 纜 線 的 技 術(shù) 參 數(shù) 導(dǎo) 線 型 號(hào) 環(huán) 境 溫 度25攝 氏 度 時(shí) 允 許 的 載 流 量 （ 安 培 ） 運(yùn) 行 允 許 的 最 大 電 流 (安 培 ) 規(guī) 劃 電 流 （ 安 培 ） 運(yùn) 行 允 許 最 大 負(fù) 荷 （ kW） 85. 0cos 規(guī) 劃 負(fù) 荷 (kW) 85. 0cos LGJ 120 3

10、80 300 200 4400 2900 LGJ 150 445 400 260 5900 3800 LGJ 185 510 450 300 6600 4400 LGJ 240 610 550 360 7400 5300 YJV 240 550 510 280 7500 4000 電 纜 允 許 電 流 與 產(chǎn) 品 型 號(hào) 及 敷 設(shè) 方 式 有 關(guān) ， 以 上 數(shù) 據(jù) 以 埋 地 敷 設(shè) 為 準(zhǔn) ， 僅 供 參 考 。 聯(lián)絡(luò)線的確定和負(fù)載率 中壓電網(wǎng)同時(shí)擔(dān)負(fù)著高壓站變壓器故障時(shí)轉(zhuǎn)移負(fù)荷的 任務(wù)。變電站間10kV聯(lián)絡(luò)線的回?cái)?shù)和負(fù)載率應(yīng)據(jù)此確 定。 例：某城市110kV變電站容量為240MVA。

11、10kV配網(wǎng)干線截面 240，網(wǎng)架按21環(huán)網(wǎng)構(gòu)建，求站間聯(lián)絡(luò)線回?cái)?shù)和負(fù)載率。 解：由于變壓器容載比配置已滿足一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)變壓 器帶1.3倍額定容量（過載30）就能承擔(dān)全部負(fù)荷，則2小時(shí)內(nèi) 需經(jīng)10kV聯(lián)絡(luò)線由其它變電站轉(zhuǎn)供的容量為0.34012MVA， 240線路按21配置時(shí)，每回線約能轉(zhuǎn)供4MVA負(fù)荷，故每個(gè)變 電站有3回線按21環(huán)網(wǎng)與另一變電站聯(lián)絡(luò)就能達(dá)到轉(zhuǎn)供要求。 變電站變壓器臺(tái)數(shù)、容載比、10kV組網(wǎng)方式均直接影 響聯(lián)絡(luò)線回?cái)?shù)和聯(lián)絡(luò)線負(fù)載率的確定，需個(gè)別分析。 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃原則 變壓器 應(yīng)采用低耗節(jié)能產(chǎn)品，負(fù)載率一般控制在6080 之間。城網(wǎng)公變根據(jù)負(fù)荷密度按統(tǒng)一容量規(guī)

12、格選型， 農(nóng)網(wǎng)則根據(jù)實(shí)際負(fù)荷按小容量、密布點(diǎn)、短半徑原則 配置。 開關(guān)設(shè)備的選擇 架空逐步淘汰油開關(guān)，城網(wǎng)開關(guān)選型應(yīng)考慮逐 步實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)綜自的要求 城網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式 110kV及以上電網(wǎng)和380V低壓網(wǎng)為防止不對(duì) 稱接地故障時(shí)相電壓升高，均采用中性點(diǎn)直接 接地方式。 10kV網(wǎng)過去常采用中性點(diǎn)不接地方式以限制 單相接地電流。但當(dāng)單相接地電容電流較大， 可能引起電弧過電壓時(shí)，須在中性點(diǎn)接入消弧 線圈滅弧。消弧線圈按過補(bǔ)償方式配置。 當(dāng)城網(wǎng)以電纜網(wǎng)為主時(shí)，單相短路時(shí)容性電流 已超出允許水平，故常采用中性點(diǎn)小電阻接地， 單相故障快速跳閘保護(hù)。 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃 高壓電源點(diǎn)供電分區(qū) 高壓站供電分區(qū)的劃

13、分應(yīng)遵循以下原則： 變電站距分區(qū)邊界的最大距離盡可能小。 各高壓變壓器負(fù)載率盡可能平均 與供電所管轄區(qū)間盡可能一致。 高壓站間聯(lián)絡(luò)關(guān)系和聯(lián)絡(luò)線回?cái)?shù)的確定 1.分區(qū)容載比的測(cè)算和對(duì)高壓配網(wǎng)規(guī)劃變電站 布點(diǎn)的評(píng)估 分區(qū)10kV網(wǎng)架規(guī)劃和布線 每23個(gè)高壓站點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的供電分區(qū)。 根據(jù)分區(qū)內(nèi)各變電站供電范圍和聯(lián)絡(luò)方式，規(guī) 劃每個(gè)站現(xiàn)有和新增出線的供電范圍，確定聯(lián) 絡(luò)線，其它非聯(lián)絡(luò)線彼此也應(yīng)按同站不同母線 的出線間相互握手的原則形成互聯(lián)。 根據(jù)負(fù)荷地理分布預(yù)測(cè)結(jié)果，確定現(xiàn)有小截面、 重負(fù)荷線路的改造順序和規(guī)模。 網(wǎng)架建設(shè)應(yīng)與新建變電站投產(chǎn)時(shí)間相配合。宜 先確定規(guī)劃水平年的最終網(wǎng)架，然后根據(jù)高壓 站

14、投產(chǎn)和負(fù)荷增長(zhǎng)順序逐年回推確定各年建設(shè) 改造方案。 變電容量和開關(guān)設(shè)備的建設(shè)和 改造 新建公用變電容量應(yīng)根據(jù)10kV配變負(fù)載 率要求，結(jié)合公變負(fù)荷占總負(fù)荷的比例 計(jì)算。計(jì)算中應(yīng)考慮負(fù)荷分散性和功率 因素。 例： 預(yù)計(jì)規(guī)劃水平年某供電分區(qū)總負(fù)荷為15萬千瓦，增加4萬千瓦， 公變負(fù)荷約占總負(fù)荷的60，確定10kV新增公變?nèi)萘俊?解：先按單臺(tái)變電容量630KVA，負(fù)載率80初估負(fù)荷點(diǎn)數(shù)： 150000/0.9/630/0.8=330, 可見負(fù)荷很分散。故粗略按分散系數(shù) 1.5，新增變電容量負(fù)載率0.75估算新增公變?nèi)萘浚?40.61.5/0.9/0.75 = 40.62.22 5.28萬千瓦 變電容

15、量和開關(guān)設(shè)備的建設(shè)和 改造 變電容量和開關(guān)設(shè)備的改造規(guī)模應(yīng)根據(jù) 配網(wǎng)現(xiàn)狀分析中對(duì)配網(wǎng)現(xiàn)有待改造設(shè)備 的規(guī)模，結(jié)合能投入的改造資金規(guī)模制 定規(guī)劃期內(nèi)的改造規(guī)模，并與建設(shè)項(xiàng)目 工期配合確定年度改造計(jì)劃。 低壓線路的建設(shè)和改造規(guī)劃 低壓線路數(shù)量巨大，截面小、老化線路 多，統(tǒng)計(jì)資料缺乏，其建設(shè)規(guī)模難以準(zhǔn) 確測(cè)算，改造規(guī)模在規(guī)劃階段更難以測(cè) 定，資金需求也十分巨大。規(guī)劃階段只 能根據(jù)資金確定建設(shè)改造的總量規(guī)模。 具體實(shí)施中在采用分片逐步實(shí)施的方式 逐步鋪開，應(yīng)注意避免資金分配撒胡椒 面的做法，否則難以評(píng)估改造效果。 其它 形成分年度分項(xiàng)目工程量和投資估算表 進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)投資估算、電價(jià)測(cè)算和務(wù)評(píng)估 對(duì)負(fù)荷

16、預(yù)測(cè)、建設(shè)改造工程量和財(cái)務(wù)測(cè)算結(jié)果 進(jìn)行匯總 已建立GIS系統(tǒng)的配網(wǎng)，可完成規(guī)劃期末各配 電分區(qū)地理接線圖 目前為建立完整地理接線圖的電網(wǎng)，可完成規(guī) 劃期末變電站供電分區(qū)和聯(lián)絡(luò)線布置地理圖 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的資料 搜集 電網(wǎng)現(xiàn)狀 線路資料：線型/ 供電范圍/ 路徑/ 投運(yùn)年限/ 維護(hù)狀況/ 負(fù)載率 高壓站容量位置及電網(wǎng)地理接線圖，正常供電分區(qū) 中壓網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)現(xiàn)狀 重載線路、故障率高的線路及設(shè)備 負(fù)荷現(xiàn)狀及分布 總量數(shù)據(jù)：包括歷年供電量、售電量、最大負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)數(shù) 據(jù)、分行業(yè)供電量、行業(yè)產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。 分區(qū)負(fù)荷資料：各區(qū)用戶分布及用戶類型、10kV線路最大負(fù)荷、 沿線公用及專用負(fù)荷分布、規(guī)劃期內(nèi)用地規(guī)劃及用地性質(zhì)的變化。 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的 資料搜集 逐步建立配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，并在此 基礎(chǔ)上形成配網(wǎng)規(guī)劃資料庫的必要性。 建立用戶地理分布、用戶類型及用電量數(shù)據(jù)庫是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確 負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。建立現(xiàn)有10kV線路路徑圖并與供電用戶數(shù)據(jù)、 10kV變壓器數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)