扬州10 kV配电网架优化策略研究

陈浩 陈正华 李培培 吴量

摘 要：科学合理的网架结构是配电网规划研究的重点内容，也是保证供电可靠性的根本首要措施。在实际工作中，对配电网网架的认识还存在一些盲点和误区，对规划方案、项目评审乃至后续专业工作造成了一些困扰，需要引起重视。为此在扬州市区范围内选取了具有代表性的10 kV北挂线、科龙2#线以及汤花1#/2#线作为研究对象，分析网架结构方面存的在问题和产生原因，提出针对性的优化策略，以期为专业人员提供典型案例，提高规程规范的领会应用水平，在下一步的工作中引以为鉴。

关键词：配电网；网架；优化；策略；研究

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0080-04

1 概 述

科學合理的网架结构是配电网规划研究的重点内容，也是保证供电可靠性的根本首要措施。近年来，配电网规划建设得到重视和加强，各项投入得到充分保证，规则意识不断增强，网架结构日新月异。

在实际工作中，对配电网网架的认识还存在一些盲点和误区，对规划方案、项目评审乃至后续专业工作造成了一些困扰，需要我们提高规程规范的领会应用水平，并从实践中寻求真知，总结其中规律性，以期指导下一步工作。为此，在扬州市区范围内选取了具有代表性的10 kV北挂线、科龙2#线以及汤花1#/2#线作为研究对象，针对网架结构分析存在问题和产生原因，提出优化策略。

2 10 kV北挂线

2.1 线路现状

10 kV北挂线由110 kV头桥变供电，供电区域为D类分区，供电半径8.94 km，线路总长35.99公里（电缆0.91km，架空线路35.08 km），绝缘化率100%，装接容量26 010 kVA，线路上接入变压器122台（公变91台，专变31台），外部联络线路数6条（站内联络4条，站外联络2条），变电站出口电缆型号YJLV22-3*500，主线型号JKLYJ-10-240，2016年最大负荷4 330 kW，负载率61.64%。

2.2 存在的问题

10 kV北挂线为典型的农村D类供电区域[1]架空线路，供电范围大，支线庞杂，基本为普通负荷。存在的主要问题是：

①联络过多，全线共有6个外部联络，不符合导则2-3个联络[2]的要求，既增加了网架分析规划的复杂程度，也给调度运行带来过多的不确定因素，应该有所简化，比如分段1设置了3个联络，其中与新坝2#线联络的支线未接任何负荷，分段1设置的联络位于线路始端，实际作用均不大，应予取消。

②缺少部分分段开关，比如分段1、分段2之间，缺少分段开关。

③装接容量过大，全线装接容量26 010 kVA，不符合线路平均装接容量在8 000-12 000 kVA[3]的要求，应转移部分负荷。分段1装接容量达到11 200 kVA，可以考虑头桥变新出10 kV线带供分段1部分负荷。

10 kV北挂线现状网架结构简化示意图，如图1所示。

2.3 优化思路

按照《江苏配电网规划设计技术实施细则》，D类供电区域目标网架要求为“以架空为主，采用多分段适度联络、多分段单联络结构”，“架空线路的联络数量应有效控制，以1～3回联络数量为目标，其中1回联络数量称为单联络，2～3回联络数量称为适度联络”，“应控制联络的合理性和有效性，避免线路首端联络或同一变电站同一母线间线路的联络。对于联络数量≥4回的架空线路，应结合配电网建设和改造，删除冗余联络或将联络开关锁死，将有效联络数量控制在2～3回范围内”。

①确定主干线，原则为：始于变电站10kV母线，满足双电源、负荷最大、用户数（或配变数）最多的连续线路段，其首端为变电站的10 kV出线开关，末端为联络开关。

②去除多余联络，将联络按“一主两辅”控制在3个，其中主干线末端的联络为主联络，尽可能转供比较多的负荷；2个较大的分段各具备1个辅联络，转供能力可小于主干线末端联络。

③未设置分段开关的两个分段之间增加分段开关。

2.4 优化方案

①去除分段1与丰裕1#线、新坝2#线的联络，去除分段2与头桥线的1个联络，将北挂线联络减少到3个。

②在分段1、分段2之间增加1个分段开关。

③由头桥变新出1回10 kV线路拆分北挂线北挂解放596以下负荷。

④为控制北挂线装接容量在一流区间，适时对北挂线主干线全线复双。

10 kV北挂线改造后网架结构简化示意图，如图2所示。

3 10 kV科龙2#线

3.1 线路现状

10 kV科龙2#线由110 kV汊河变供电，供电区域为B类分区，供电半径2.22 km，线路总长22.1 km（电缆15.1km，架空线路7 km），绝缘化率100%，装接容量44 935 kVA，线路上接入配电变压器79台（公变58台，专变21台）、开关站（配电所）1座、配电室（变电所）21座、户外环网柜5座，外部联络线路数12条（站内联络2条，站外联络10条），变电站出口电缆型号YJV22-3*400，架空主线型号JKLYJ-10-240，2016年最大负荷

6 928 kW，负载率83%。2016年蒋王变将新出9#线将拆分该线路部分负荷。

3.2 存在的问题

由于历史原因，10 kV科龙2#线前身为农村线路，主干线采用架空形式，随着城市化水平的不断提高，供电范围内商住项目大量接入，目前供电方式上以小区组团为单元，从架空主干线支接一回线路至中心环网柜（或配电室），再由中心环网柜（或配电室）馈出线路对相邻几座环网柜（或配电室）供电，为保证供电可靠性，再就近从外部引入联络至小区组团中某个环网柜（或配电室、开关站）。经统计，10 kV科龙2#线共形成4个小区组团，每个小区组团具备2～3个外部联络，计及其它联络共计达到12个。主要存在如下问题：

①除主干线具备联络外，每个小区组团均有联络，但构建比较随意，能够就近接入的都建立联络，造成网架结构复杂，在负荷转供能力分析时牵涉线路多，不易形成最优方案；

②联络并非多多益善，过多的联络方式对调度运行反而造成了干扰，特别是计划停电、事故处理时需要甄别有效、无效联络，不利于最优运行方式安排和缩短停电时间。

③繁冗的一次网架不利于配电自动化的实施，将造成终端设备无序配置、系统动作逻辑复杂，降低了配电自动化的实用性。

10 kV科龙2#线现状网架结构简化示意图，如图3所示。

3.3 优化思路

按照《江苏配电网规划设计技术实施细则》，B类供电区域目标网架要求为“电缆架空混合；电缆采用单环网结构，架空线采用多分段适度联络结构”；并且供电区域内住宅小区用电占比较大，按照《新建居住区供配电设施规划设计导则》[4]，居住区一般应采用“电缆+中压开关站+配电室方式，双电源或双回路供电”。

①确定主干线，原则为：始于变电站10 kV母线，满足双电源、负荷最大、用户数（或配变数）最多的连续线路段，其首端为变电站的10 kV出线开关，末端为联络开关；

②考虑到城市景观提升的需要，10 kV科龙2#线架空主干线今后下地改为电缆的可能性较大，并且其支线以电缆网方式对住宅小区供电，按照电缆网方式规划目标网架；

③由于单环网不能保证每个节点同时具备双电源，在主干线发生故障情况下需要操作分段开关调电，故目标网架采用适应性更好、可靠性更高的电缆双环网；

④主干线上设置3～4座开关站，将主干线上的重要支接点改造为开关站，将与科龙2#同杆架设的科龙1#线分段接入各开关站不同母线；

⑤以开关站作为主干线节点，环网柜、配电室作为下一级设备接入开关站，一般由开关站以辐射方式供电，根据供电可靠性要求采用单电源或双电源供电，彼此间不形成环网；对于开关站间隔不够接入的情况，可增加一座开关站，由主干线开关站供电。原有的外部联络可去除。

3.4 优化方案

①在科龙2#线汊河2#环网柜附近新建1#开关站（2进12出），科龙1#、2#线环入环出，将蓝山1#、2#配电室（变电所）改由1#开关站供电，其它外部联络可取消。汊河2#环网柜、蓝山2#环网柜、科龙2#环网柜可取消或留作备用。

②在科龙2#线13#杆附近新建2#开关站（2进12出），科龙1#、2#线环入环出，在区内新建3#开关站（2进12出），由2#开关站供电，将淮左郡1#、2#、3#，名兴花园1#、3#、5#，金湖湾2#、3#，芳庭3#配电室（变电所）改由2#或3#开关站供电，其它外部联络可取消。

③在科龙2#线21#杆附近改接4#开关站（金域蓝湾配电所，2进12出），科龙1#、2#线环入环出，将金域蓝湾1#、2#、3#配电室（变电所），魏西花园配电室（变电所），以及架空大支线改由4#开关站供电，其它外部联络可取消。

④在科龙2#线38#杆附近新建5#开关站（2进12出），科龙1#、2#线环入环出，在区内新建6#开关站（2进12出），由5#开关站供电，将紫阳苑3#配电室（变电所），康桥配电室（变电所），康桥1#、2#箱变，金鑫花园配电室，西站箱变，以及架空大支线改由5#或6#开关站供电，其它外部联络可取消。顺达环网柜、金鑫环网柜可取消或留作备用。

⑤将蒋王变新出9#线、邗城线接入5#开关站，作为科龙1#、2#线的外部联络。

10 kV科龙2#线改造后网架结构简化示意图，如图4所示。

4 10 kV汤花1#/2#线

4.1 线路现状

10 kV汤花1#、2#线由110 kV南郊變供电，供电区域为B类分区，供电半径分别为3.71、3.61 km，均为全电缆线路，总长分别为7.72、7.87公里，装接容量均为14 200 kVA，线路上接入配变分别为15、13台，配电室（变电所）34座、开关站6座、户外环网柜4座，两条线相互站内联络，主干线电缆型号为YJV22-3*400。2016年最大负荷分别为0、4780 kW，负载率分别为0%、57.25%。

4.2 存在的问题

10 kV汤花1#、2#线供电对象为汤汪花园、联谊南苑、芙蓉苑、君悦蓝庭、名泽园等5个居住小区，属于典型的通过居配工程构建起来的网架。主要存在如下问题：

①对照《新建居住区供配电设施规划设计导则》，A、B类供电方式要求通过开关站接入主环网，开关站下一级接入配电室（变电所）或环网柜。但汤花1#、2#线未执行导则要求，通过环网柜接入主环网，环网柜下一级又设置开关站。

②君悦蓝庭、名泽园2个小区位于连运路以北，接入10 kV汤花1#、2#线供电，超出10 kV汤花1#、2#线供电范围。

③10 kV汤花1#、2#线相互联络，缺少外部联络，在变电站全停情况下，负荷转移较为繁琐。

10 kV汤花1#、2#线现状网架结构简化示意图，如图5所示。

4.3 优化思路

按照《新建居住区供配电设施规划设计导则》要求，居住区一般应采用“电缆+中压开关站+配电室方式，双电源或双回路供电”。

①对照居配典型供电方式，在条件具备时可取消前置环网柜，将开关站接入主环网，由开关站对配电室（变电所）供电。

②按照10 kV线路供电范围划分，调整君悦蓝庭、名泽园2个小区供电方案。

③增加10 kV汤花1#、2#线的外部联络，满足变电站全停负荷转供要求。

4.4 优化方案

①取消汤汪花园1#、2#环网柜，将联谊南苑3#、4#环网柜改造为联谊南苑开关站，由汤汪花园开关站备用间隔供电；

②联谊南苑1#-4#配电室（变电所）改由联谊南苑开关站各2回线路供电。

③将君悦蓝庭、名泽园2个小区调整由10 kV沙口线、修造线供电。

④由110 kV施井变新出10 kV横沟2#线，并延伸横沟线，将该2回线路接入联谊南苑开关站，构建110 kV南郊变与施井变的站间联络。

10 kV汤花1#、2#线改造后网架结构简化示意图，如图6所示。

5 结 语

通过以上对扬州市区三类典型的10kV配电线路网架的分析，可为专业人员提供一些借鉴，主要如下：

①《导则》、《细则》对各类供电区域配电网目标网架均提出了明确要求，对一些投运时间长、已建成形且不符合目标网架要求的线路，如供电公司单方面实施改造将有很多限制，难度很大，可以借助政府下地、迁改、居配、用户接入项目等机会综合实施。

②联络数量的控制有待进一步加强，在规划源头应准确分析测算，按照负荷分组方案合理有效选定联络线路和确定联络点位置，并在每年的滚动规划工作中，校核联络方案，对不合适的及时调整到位。

③要重视变电站站间联络，在工程实施上可能存在一些困难，但相对站内联络，在应对变电站全停时更为有效，应尽可能构建必要的站间联络。

④配电网发展过程中新老问题交织，需要不定期开展一些专题性研究，有助于集中精力思考产生原因和解决办法，为今后工作积累经验。

参考文献：

[1] Q/GDW 1738-2012， 配电网规划设计技术导则[S].

[2] 配电网规划设计技术实施细则（试行）[Z].中国：国网江苏省电力公司，

2013.

[3] 省级“世界一流电网”初步研究成果[Z].中国：国网江苏省电力公司，

2015.

[4] 新建居住区供配电设施规划设计导则[Z].中国：国网江苏省电力公司，

2013.