(一)电网的现状和存在的问题
为了说明得具体,现以某供电局为例,该局现有66/10kV变电所6座,分别为大潘变电所、得胜变电所、范屯变电所、光辉变电所、兰台变电所和平罗变电所。其中大潘变电所有两台主变,型号分别为SF7—12500/63和SJL—6300/63型;得胜变电所两台主变,分别为SFZL3—8000/63和SF9—16000/63型;范屯变电所两台主变,分别为SFL1—10000/63和SFL1—16000/63型;光辉变电所主变两台,分别为SF—8000/63和SFZ9—16000/63型;兰台变电所主变两台,分别为SF—8000/63和SFZ9—16000/63型;平罗变电所主变两台,分别为SJL—3150/63和SJLB—6300/63型。共计主变容量12台/126250kVA。其主要参数见表9-1。
表9-1 供电局66/10kV变电所一览表
该局现有送电线路6条,分别为浑德线14.08km(1985年投运);德潘线13.7km(1985年);繁隆线范屯分1.5km(1975年);沙兰线1.92km(1990年);繁平线14.5km(1995年);繁平线光辉分11.1km(1995年)。共计66kV送电线路56.8km。导线为LGJ系列,绝缘子大多为陶瓷体绝缘子。
10kV配电线路共有26条、8961km,0.4kV低压线路共有2095.73km。
该局共有配电变压器2762台/255475kVA,其中节能型变压器1581台/159871kVA。10kV高压用户近4000户,低压居民用户6万多户。
该局已经形成了年购电量超过3亿kW·h的电力企业,为保证全区各行各业及居民的生产生活用电做出了巨大的贡献。
(二)电网与国际先进电网接轨的重要指标
农网改造的根本目的在于提高电网的整体素质,与国际的先进电网接轨。所谓与国际先进电网接轨,实际上,是供用电指标接轨,这些指标有:
(1)供电可靠性指标。
(2)线路损耗指标。
(3)电压质量指标。
(4)供电企业效益指标。
(5)自动化水平指标。
可见,提高电网的自动化水平,是与国际先进电网接轨的重要指标之一。
(三)网络布局的主要技术问题
1.网络布局的综合分析
随着电力负荷的不断增长,电网也将不断地扩大,220kV电压等级逐步进入县区,而且县区建有220kV变电所已成为现实。
220kV变电所大多数建在县区的负荷中心附近。从有利于城市建设和电网经济运行的角度来考虑,变电所离城市边缘以3km为宜。220kV网络应以500kV变电所或其他大电源点为中心。
66kV电网和变电所是非常重要的一级供电装置,它担负着向广大城市和农村的供电任务,向上支持220kV电网的运行,向下负担着所有10kV电网的负荷,因此它是一级承上启下的以及电网。可见,规划好这一级电网是十分重要的。
66kV变电所的布点应综合考虑负荷密度、供电半径等因素,向负荷中心伸展,所内的二次设备优先采用综合自动化装置,为实现无人值班创造良好的条件。目前,该局对66kV电网应做的规划工作是:
(1)对采用常规二次设备的老所,可完善其RTU的“四遥”功能和通信通道,逐步改造成为无人值班变电所。
(2)提高66kV电网对220kV电网的支撑能力,同时为10kV电网提供双电源创造条件。
(3)选择66/10kV变电所的新布点。
局所属10kV电网地处市西郊,从整体上说来是农村电网,但局部地区具有城网的特点。
(1)对具有城网特点的地区,在规划中关于供电可靠性,应遵循电网供电的N-1准则。
(2)对农网部分应建立坚强的配电网架。
(3)配电网要层次清楚,供电区明确。
(4)导线截面宜按远期规划的负荷密度一次选定。
(5)合理规划供电半径。
(6)确定中点接地方式。
(7)无供补偿应根据就地平衡的原则,采用集中和分散补偿相结合的方法。
(8)10kV柱上开关宜选用真空开关和SF6开关。
(9)合理规划低压电网的结构和供电方式,配电点的形式。
(10)合理规划低压电网的保护方式。
2.农村电网规划中的容载比
所谓配电网的容载比,是指配电网设备的额定容量Se与所供年平均最高有功功率Pmax之比,一般以R表示,即
变压器和线路是配电网的主要设备,因此,容载比分别为变电容载比和线路容载比。
变电容载比的计算公式为
式中 RS——容载比(kVA/kW);
K1——负荷分散系数;
K2——平均功率因数;(www.daowen.com)
K3——经济负荷率,新版导则称为变压器运行率;
K4——储备系数。
此估算公式在农村电网规划中可以研究使用。
1985年电力工业部颁发《城市电力网规划设计导则》(试行稿)(以下可称《导则》),第一次提出了把变电容载比的推荐值作为规划电力网能力的一个重要指标。1993年3月,又对原《导则》进行了修编,其中对变电容载比修改为
220kV:原RS=1.8~2.0,修改后RS=1.6~1.9;
35~110kV:原RS=2.2~2.5,修改后RS=1.8~2.1。
变电容载比是电网变电容量,在满足供电可靠性基础上与对应的负荷之比值,是核算电网供电能力和电网规划宏观控制变电容量的依据。容载比过大,电网建设早期投资增大;容载比过小,又会使电网的适应性差,发生调度困难,甚至引起限电现象。运行实践证明,由于容载比配置不合理,电力网发生限电现象比比皆是,这种现象在该局也时有发生,因此,在规划中应予以充分的注意。在规划及其每次滚动性修改过程中,每次都会遇到容载比如何取值的问题。由于变电容载比与诸多因素有关,如电网结构、功率因数、负荷的分散系数等,因此,要根据本地区的实际情况确定合理的容载比。对城乡结合电网,尤其是广大县区级农村电网,规划期的目标容量究竟放在什么水平上,其容载比如何合理确定,到目前还需继续探讨。
在农网规划中,关于变电容载比的选取,应注意下述各点:
(1)《城市电力网规划设计导则》中关于变电容载比的估算公式计及的各种因素,在农网规划中基本可以参考分析使用,但不能生搬硬套。
(2)变压器允许过载率记入变电容载比,在用电峰谷差较大,且峰值时间较短的大农业地区,对宏观控制变电总容量起到明显的作用。其估算公式为
(3)在取用并记入允许过载率KT的同时,务必重视改变网络结构。既能满足可靠性的要求,又能降低容载比,以提高投资的经济效益。
(4)变电容载比随着电网的不断发展完善,应呈下降趋势。
(5)农村电网规划变电容载比值应按下述要求选取:
1)220kV:2001年前取RS=1.60;2001年后取RS=1.50。
2)110kV或66kV:2001年前取RS=1.70;2001年后取RS=1.60。
3)35kV:2001年前取RS=1.90;2001年后取RS=1.70。
4)10kV配电变压器:根据变压器的效率特性,在宏观上控制变电容载比在4以内是比较科学的,若实际RS值大于4,则应适当控制发展并应调整配变布局,以求配变配置能够达到系统最佳经济效益。
3.线路长度的比例配置
各电压等级线路长度的比例配置问题,是电力网规划中带有战略性的问题。因为这种比例影响整个网络结构的合理性,而且调整这种比例也非一日之功,必须在电力网发展中逐步完成。这就需要我们研究和掌握这种比例,以便使农村电网向健康的方向发展。
线路长度与变压器容量的比例配置比例的计算依据有二:一是不同电压等级电网的允许供电半径已给定;二是电网允许损失百分率已给定。因此,可推导出相应电压等级线路合理长度的计算公式如下
式中 ∑L——线路总长度,km;
K——电网经济运行系数,;
AS——线路首端供电量,kW·h;
Id——计算点代表日负荷曲线求得的等效电流,A;
Se——相应电压等级变压器容量,kVA;
L0——各电压等级线路允许的供电半径,10kV级为15km;
r0——综合导线电阻率;
ΔA——电网允许耗电量,kW·h;
U——线路首端电压,kV。
如此有为电网经济运行系数,其取决于电网管理水平,在经济运行条件下,理论值为
式中,
66kV主变,Id/Ie=0.65,cosφ=0.9,则K=0.72。
10kV主变,Id/Ie=0.6,cosφ=0.8,则K=0.63。
令,并称其为结构系数,其值越小,网损越小。欲减少网损,则需提高网络的电压。
根据某区电网的实际情况,对10kV线路长度和10kV变压器容量的合理配置系数进行计算。
(1)对于10kV电网:LGJ—70约占30%,LGJ—95约占40%,LGJ—120约占20%,其他规格约占10%。用加强平均值计算电阻率为r0-10=0.345Ω/km,10kV线路允许供电半径L0-10=15km,;K=0.63。
(2)将上述已知数代入β中,即可得配置系数
某农电局的实际10kV配电线路总长L=896.1km,配变容量S=255470kVA,实际配置系数为
可见,在未来的10kV电网的发展中应注意延伸10kV配电线路的长度,以使其深入负荷中心。
对于66kV送电线路和380/220V低压线路的线路长度与变压器容量的合理配置,可采用与次相同的方法进行讨论。
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