【10kV配电网改造工程技术分析】城市中低压配电网改造技术导则
时间：2019-03-29 03:13:59 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着社会经济的不断发展，电力的需求也越来越高，旧的城市电网已不能满足现阶段的电力需求，要求原有的供配电系统不断增容和扩容，以满足用户对电能需求。对城市电网的改造已十分紧迫，需要及时解决城市电网对现阶段供电质量的高要求。文章根据电网改造经验，论述了10kV配电网改造的技术要点。
关键词：10kV配电网；技术改造；城市电网；电网改造；用电负荷
中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）18
1 合理对用电负荷进行科学预测
电力负荷预测是城市电网规划设计的基础，在开展负荷预测时，我们应采用城区分区、行业分类的预测方法，即老城区用电分区分开预测、行业用电分类预测。老城区可根据历年负荷资料，对城区生活用电可使用外推方法预测规划期负荷，再以历年实际递增率作校核。负荷预测出来以后就要确定电网接线结构、变电站布点、变电站最佳容量计算、变电站主接线、用户供电方式。并通过粗略的短路、潮流计算和技术经济分析计算，考虑到实施的可能性，用优化方法作出综合评价，最终确定规划的技术原则及系统的结构。
2 目前城市配电网存在的问题及解决方案
电网长期存在着负荷过大、低质量供电、电力输送能力不足、线路损失较大、安全性能差等问题，基于此，可以采取的方法有：（1）减少供电的半径，增加变电所的数量，保持双电源的接入并有效分配有功功率和无功功率；（2）增加线缆的直径，更换损耗过高的变压器，使用性价比更高的低损耗变压器；（3）使变电站安全可靠运行，最好使用自动无人控制系统，减少人员和设备运行方面的费用支出，减少由于专用控制楼等附属建筑所引起的支出；（4）工程造价要严格控制成本，尽量选用性价比较高的设备；（5）要适当地使用无功补偿，用以减少无功流动，满足平衡的需求。
3 10kV配电网改造工程技术要点
第一，重新规划供电区域，使线路的供电范围向区域化、小块化方向发展。电源应尽量布置在负荷中心，负荷密度高，供电范围大时，优先考虑两点或多点布置，多点布置有显著的降损节能效果，同时也能有效的改善电压质量。首先应通过负荷划块，确定新供电区域内的最大用电负荷。负荷可按城区道路为界进行划块，这样划分的负荷界线明确，同时也可防止用户私拉乱接。线路最大用电负荷可通过以下公式估算确定：
Pmax=K1K2Pt
式中：
K1——负荷同时率系数；
K2——配变负荷率系数；
Pt——单条线路配电变压器容量之和（kVA）。
据测算，对于居民负荷，系数K1、K2可取0.35～0.5之间，具体应结合当地实际情况确定，该系数随负荷性质和配变容载比配置情况而异，一般民用电负荷取下限值，工业用电负荷取上限值。
第二，根据线路当前最大负荷Pmax，可用增长率法进行15～20年负荷预测，算出远期线路最大
负荷。
第三，根据最大负荷Pmax合理选择10kV配电变压器的容量，既要考虑当地经济发展带来的对电力需求的增加，也要考虑购置成本的合理性。一般原则是选择当地实际电力需求量的45%～70%，考虑未来五到十年的用电增长需求。推荐使用S11及以上型环保、低损耗、过载能力强的变压器。美式箱变由于体积小，造型美观，适合在主要街道、路间绿化带、住宅小区或建筑群中使用，采用电缆进
出线。
第四，以15～20年后线路最大负荷电流不超过导线经济运行电流为原则，确定导线线径，逐步实现配电线路绝缘化。主干线选用YJV22-3X300～400型10kV铜芯交联电缆，支线应选用满足稳定性要求的两种截面YJV22-3X120～95型10kV铜芯交联电缆。配电线路绝缘化改造主要有采用电缆和架空绝缘导线两种方式，由于架空线影响城市市容，架空线路电缆化已是大势所趋，电缆线路因投资巨大，前几年即使城区电网中，也只是小范围使用。电缆线路的使用应结合城市市政建设，按照总体规划、分步实施的原则，把城区等级较高地段，如繁华商业街道、高等级住宅小区、公共娱乐广场等场所按照重要性排序，分步、分批进行无杆化改造。
第五，改善网络中的无功功率分布。在有功功率合理分配的同时，要做到无功功率的合理分布，按照就近的原则减少无功远距离输送，增设无功补偿装置，提高负荷的功率因素，合理配置无功补偿装置，改变无功潮流分布，减少有功损耗和电压损耗，减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，以使线损大大降低。由于最大负荷损耗时间て与功率因数cosΦ有关，当cosΦ增大时，输送的无功功率减少，相应的て值也减少，电网损耗随之明显降低。实现无功补偿不仅能改善电压质量，对提高电网运行的经济性也有重大作用。应根据各种运行方式下的网损来优化运行方式，合理调整和利用补偿设备，提高功率因数。对电网进行无功补偿时，要根据电网中无功负荷及无功分布情况，合理选择无功补偿容量及确定补偿容量的分布，以进一步降低电网损耗。
第六，接地故障改造方案。常见的接地故障包括：配电线路在运行中，导线断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线因风力过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压引下线断线；配电变压器10kV避雷器绝缘击穿等。特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。发生单相接地后，系统可运行1～2h，但是若电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济
运行。
针对这个问题，可在变电站线路出口处、环网开关处、各分支处、三相导线上加装单相接地故障指示器，如果发生单相接地故障，根据指示器的颜色变化，可快速确定故障范围，快速查到故障点，有效地缩小巡视范围，缩短停电时间。这项措施对提高供电可靠性、防止故障扩大具有较好的效果。
第七，合理调整10kV供电电网的运行方式和结构。合理调整变压器的运行方式，逐步采用DYn11的连接组，拟制由于新型用电设备（如：大规模的硅整流设备）带来的电网中的高次谐波，采用节能变压器，减少供电损耗。线路载流量要有余量以满足用电增长的需求，在原线路不能满足负荷要求时，应另敷设新的干线和原线路并列运行，或者插入新的高压变电站。线路的运行电流控制在设计电流的2/3，短路电流控制在16kA以下，最大不超过20kA。采用安全可靠性高，维护方便，体积小，操作简单的新型设备。如用真空开关和SF6开关代替少油断路器；采用环网单元、小型封闭式配电装置、电缆分支箱、新型熔断器、合成绝缘氧化锌避雷器等。在采用电缆网替代架空线路网的同时，改变原有的中性点运行方式。变中性点直接接地为经电阻接地或者经消弧线圈接地。这是因为在电缆网中，采用中性点直接接地的方式不能满足继电保护装置的快速可靠动作。
第八，配电网自动化系统的应用。由于计算机网络和自动化技术的飞速发展，电力系统自动化正发生着质的改变。变电站综合自动化系统采用了大量的微处理器、集成电路、计算机网络等数字智能装置。通过微机保护、自动重合闸、低周减载、故障录波、备自投、自动无功调节、小电流接地选线等达到对变电站自动控制，并通过远动设备把运行参数和状态信号准确无误地传给调度中心，由调度中心对变电站实现管理和控制。这种方式提高了运行可靠性，提高了劳动生产率，降低了变电站的综合投资，并进了电网的科技水平和管理水平。配网自动化系统（DA）是基于计算机技术、机电一体化技术和用户对供电质量的高要求发展起来的。它通过重合器、分段器、配变测试仪、计算机网络等智能装置的逻辑配合，将故障线段与系统隔离，减少对用户的停电范围和停电时间，提高供电可靠率。还可通过后台配电管理系统（DMS）对配网进行综合控制。由于现代社会的高速发展对电能质量提出了更高的要求，要保证合格的供电质量，只有通过不断的在线监测，并通过调整运行方式、改变变压器分接头档位、适时投退电容器或静补装置来
实现。
4 结论
城市10kV配电网改造技术改造难度大，影响范围广，应充分考虑电网的安全稳定运行，减少电网改造对居民生活用电的影响。在保证投资效益的基础上，积极采用新技术、新设备、新工艺，建立一个结构合理、调度灵活、安全可靠的电网，使电力为城市建设与经济发展服务，成为推动城市发展的“先行官”。
参考文献
[1] 能源部．电力系统电压和无功电力管理条例．1988．
[2] 供配电系统设计规范（GB50052-1995）.
[3] 城市中低压配电网改造技术导则（DL/T599-1996）．
（责任编辑：文 森）
