摘要：在国内电力行业稳定发展的大环境下，各行各业对电力资源的依赖程度迅速增加的同时，国家对电力系统的运行环境也提出了更高的要求。而电力配网不仅是保障城市电网安全稳定运行的基础，同时也是提升电网供电安全可靠性能的重要途径。其中10kV配电线路作为整个电力配网的核心内容，不仅降低了大面积停电的概率，还有效预防了电力安全事故的发生。目前，我国大部分农村地区高压配电网均采用的是10kV电压等级，而改善10kV配电线路的经济供电半径大力效促进电网系统经济运行的同时，有效降低了供电成本，使电力企业的经济效益得到大幅度地提升。换句话说，探讨10kV配电线路经济供电半径已经成为配电线路经济成本最优化的关键所在。因此，采取科学合理的方法计算出10kV配电线路经济供电半径势在必行。本文基于供电半径的基本定义与决定因素，着重分析了当前阶段电力系统中10kV配电线路的现状，进而对10kV配电线路经济供电半径展开一系列的分析与讨论。旨在最大限度实现电力企业的社会效益与经济效益，更好地满足人们的电力需求。
关键词：10kV；配电线路；经济供电半径
引言：
随着我国电子科技技术的不断发展，人们的生活水平日益提升，对生活质量与用电质量提出了更深层次的要求。然而在城乡电力需求量迅速增加的同时，用电负荷的现象也是时有发生。而配电线路不仅是电网和用电用户间的连接纽带，同时也是保障配电线路安全稳定运行的重要前提条件。但由于少数配电线路缺乏科学合理的布局结构，导致电网的供电半径较长，从而使供电质量得不到有效的保证，不利于我国配电网的经济运行。针对以此，电力企业应积极探求一个计算10kV配电线路经济供电半径的最优方法，将供电面积的线速率降到最低值，进一步使电力企业供电成本经济化和规范化，为促进电力企业的长期稳定发展奠定坚实的基础。
1 供电半径的相关概述
1.1供电半径的基本定义
所谓的配电网供电半径实质指的是电源点到其供电的最远负荷之间的线路长度，一般可用于控制线路压降。需要注意的是，供电半径并非指的是配电线路在空间上的长度，而是专业学术中物理上的距离[1]。此外，供电半径是电力系统中非常重要的参考依据，因而计算最经济的配电网供电半径对电力系统的安全稳定运行具有十分深远的意义。一般而言，当进行同等电压等级输电的过程中，电压跌落情况与供电半径成反比，即电压跌落的情况越小，那么配电线路的供电半径就越大。比如在同能负载的情况下，10kV供电半径要比6kV的供电半径大很多，城区的供电半径要比郊区和乡村的供电半径小。与此同时，城区中压电路的供电半径应小于等于三公里，而近郊的供电半径则应该小于等于六公里，若电网条件无法满足供电半径的实际需求时，则应采取恰当的措施来保证客户端电压质量，从而为社会各行各业提供最优质的电力服务。
1.2供电半径的决定因素
一般而言，供电半径的大小主要取决于两大因素，分别为：
（1）电压等级：电线路的供电半径越大，变压器的公共电压就越高，因而配电网供电半径取决于电网线路的供电电压。即电压等级越高，供电半径就相对越大。比如0.4kV下的电网配电供电半径要远小于10kV供电电压线路的供电半径。
（2）用户终端密集度：电力负载与供电半径的大小呈反比，即电力负载越多，供电半径则越小。具体表现在：若用户终端的密度较大，配电线路的供电站足够小才能够保障每一位用户正常的用电质量。众所周知，城市居民的人口较为密集，线路终端的用户也比较多，因而电压的下降幅度较为明显，且供电半径要比农村或郊区的供电半径小，旨在满足每家每户的用电需求。
2 当前阶段电力系统中10kV配电线路的现状
就目前发展情况来看，保证配电线路的运行质量和运行安全已然成为目前电力系统行业中最关注的问题之一。在电力体系深化改革的背景下，新的工艺技术与新的电力设备层出不穷，并投入到业界当中得到广泛的使用。10kV配电线路的施工环境与其他配电线路相比，地势较为复杂，难度系数和危险性较高，并且存在许多施工方面的问题。若在实际操作中不能避免此类问题，就会严重影响到相关人员的施工进度和施工质量，无法在规定时间内完成工作内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一方面，自然因素与人为因素也会对电网运行的状态造成很多不良影响。比如10kV的避雷性能很低，再加上没有安装先进的避雷设备，所以很容易造成配电线路遭受雷击，影响电网的安全运行，对供电质量也会造成极其严重的负面影响。而人为因素则体现在人们对用电的需求越来越高，常会使用大功率的电气设备，导致配网负荷大幅度上升，从而导致10kV配电线路的运行质量与运行效率始终处于停滞不前的状态当中，严重阻碍电网建设工作的良性发展。针对于此，若想有效解决10kV配电线路存在的故障问题，就务必明确10kV配电线路的经济供电半径，从而大幅度降低电网的运行成本，提升电网的经济运行效率。为电力企业切实实现经济利益最大化的战略目标最重要的技术支持。
3 10kV配电线路经济供电半径的计算方法
3.1基本原理
经济供电半径主要的计算内容为10kV配电线路最佳供电半径与电力企业需要承担整体供电面积的费用。其中们可依照经济计量学的计算方法求取相关的函数值，包括建设电网线路的投资费用、消费费用，以及将该费用设为最小值所求得的供电半径值。这一系列的计算过程可称之为经济半径的求值方法。
3.2计算模型的构建
首先，采集各地区变电站的投资数据、电网供电面积、最大负荷利用率、变压器台数以及导线型号[2]。在获取各类信息后，对以上数据进行归纳整理，进而得到与之对应的函数关系。其次，在求取经济供电半径值时应将电网设计成圆形，并在圆心位置设为将变电站；依据供电面积实际的情况，将符合均匀分布；依照经济电流密度去选择线路导线截面积；将变电站与变电站出现特殊设置成为同一单元，并计算到中压配单网[3]。最后，计算出的总费用不仅包含建设10kV配电线路的投资费用，还包括各类工程的年费用（折损费和电能损耗费等）。
3.3计算过程
经上述分析得知，10kV配电线路的经济供电半径关系式如下所示：
0.173σtgφL 3 + 0.173σtgφ2 ( R i )L2+[ 1.73JρU ecosφ + 0.173σtgφ ( R i )2 ]L- ΔU%×10 3 =0
其中：σ为负荷密度；ρ为导线电阻率；φ为线路负荷功率因数；J为导线经济电流密；ΔU为允许电压降;Ue为线路额定电压；R i为基础级电压线路的合理供电半径；U e为线路额定电压[4]。
按照计算公式可得出不同负荷密度分段下的经济供电计算常数，经过一系列的计算分析可知将10kV末端电压值降为额定电压的百分之七时，即为使用经济供电半径供电，且满足线路电压的实际需求。但对于建设初期的10kV配电线路而言，需要适当降低经济供电半径的大小，以此来更好地满足集中负荷的需要。
4 结语
综上所述，优化10kV配电线路经济供电半径既有效解决了用电负荷的问题，还全面降低了电能损耗率，可谓是一举两得。因此，电力企业应及时调整我国配电线路的结构形式，降低电压等级，从而最大限度减少变电站的层次，为进一步减少电网配电线路的供电经济成本提供最基础的保障
参考文献
[1]马高飞,马腾飞.探究农网10kV配电线路经济供电半径[J].中国设备工程,2017(06):127-128.
[2]顾雨嘉.农村电网优化电压制式及经济供电半径的研究[C].中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会.中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要.中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会:中国农业工程学会,2010:18.
[3]王宗波.供电可靠性下0.4千伏配电线路供电半径计算与经济成本比对探究[J].中国高新技术企业,2015(10):21-22.
[4]秦榛.农村电网经济供电半径和经济功率因数的研究[J].科技资讯,2014,12(31):86.
论文作者:留忠俊 饶巧珏 刘建武
论文发表刊物:《知识-力量》2019年12月61期
论文发表时间:2020/3/26
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