摘要：电力行业的快速发展带动我国经济建设发展迅速。城市电力建设工作逐渐取得了全新进展，为了优化电力供给系统，与电力配给工作相关的系统均须进行技术化改造，城市电网建设活动也取得了很多全新的成果，优质电网使城市供电工作更为安全连续。在对配电网进行完善时，可以从网架结构入手，解决网架结构设置过程中的各种问题。
关键词：可靠性的10kV；城市配电网；网架结构优化方案
引言
电，已经成为我国人们生产生活所必不可少的最重要基础能源。配电网作为联系终端用户与发、输电系统的纽带，在保证用户安全可靠的连续供电方面是一个十分重要的环节。目前，临汾市配电网还普遍存在网架结构薄弱、设备利用率低、电网规划不合理等问题，已在程度上滞后于城市的经济发展，成为制约经济发展的瓶颈。
1 10kV配电网可靠性与优化原则
要保障用户供电的优质、经济和可靠，必需合理地选择配网的网架结构。目前很多10kV配网存在安全可靠性不达标或者网架结构过于薄弱的问题。其配网网架结构供电半径大，导线的截面积小，线路间没有互带能力，导致配网的停电现象很严重，往往出现整个区域和整条馈线停电的现象。而当受端系统发生任何严重的单一故障时，电力保护往往不能准确快速地切断故障来保持系统的供电可靠性。不断提升10kV配电网的供电可靠性是配网建设者一贯追求的目标，供电可靠性是用户信任电网的保证，更是社会经济发展的有效推动力。配电网可靠性的指标有：用户平均停电次数（CAIFI）、用户平均持续停电时间（CAI-DI）和供电可靠率等。而影响可靠性的因素不外乎是网架结构、配电网设备以及电力保护装置。在南方电网十三五规划的建设中，通过缩短停电时间来提高供电可靠性，确保用户正常用电。供电可靠性与一个优秀的网架结构有着密不可分的联系。一个设计得当的网架系统既要满足正常运行下能够高效可靠供电，又要满足故障情况下能够快速寻找故障点而迅速可靠复电。为了满足以上条件的网架设计，10kV配电网的应用优化建设必须遵循以下几个原则：根据电网的特点，确定一种适合电网发展的网架结构；确定选用的线路类型；线路截面的选取要能保证干线与支线截面的良好配合；遵循线路负载率的整定原则；变压器和开关设备的选型原则。
2网架结构系统分析
2.1建设混合式架空网
在优化配电网系统使用的网架结构时，技术人员可以增加架空网的形式，混用多种形式的架空网。首先可以建设辐射式的网架结构，这种网架结构的优点包括运行方便、简单清晰，在建设时不需投入过多的建设资金。该种架空网系统也存在一定的劣势，在配电网出现故障问题时，需要进行停电检修处理工作，停电范围过大，会影响用户用电，同时其具有的供电可靠性也相对比较差，不能通过校验测试，另外主干线的实际负载率可以达到100%。除了普通的辐射式架空网外，国内很多城市还会在网架结构中使用单联络式的网架结构，这种分段式的网架形式具有更高的可靠性，接线系统相对清晰，可以灵活运行该网架结构，当某处配电网出现故障问题时，线路之中的联络开关会直接闭合，线路上的电力负荷会被直接转移，馈线需要承担一定的负荷，虽然该网架结构可以满足校验测试的各方面要求，但是其主干线的实际负载率相对比较低，仅为50%。剩余一种网架结构为多联络多分段式的结构，该网架应用的接线模式比较特殊，线路使用的电源是独立的，某一段线路存在的故障问题不会影响到其他线路路段，其他线路的供电活动可正常进行，线路的故障情况影响范围被缩小，供电工作变得更加可靠。受到联络数量变动的影响，电力线路的应用率也被提升，负载率一般在70%左右。
2.2电缆网
中压电缆网典型网架结构主要包括单射式、双射式、单环式、双环式、N供一备5种类型，其特点如下。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1）单射式特点：该接线方式不满足N−1要求，但主干线正常运行时的负载率可达到100%。2）双射式特点：该接线方式不满足N−1要求，但主干线正常运行时的负载率可达到100%。3）单环式特点：这种接线的接线清晰、运行比较灵活，可靠性比单电源辐射式大大提高。在这种接线模式中，线路的备用容量为50%。一般采用异站单环接线方式，不具备条件时采用同站不同母线单环接线方式；在单环网尚未形成时，可与现状架空线路暂时拉手。4）双环式特点：双环网为最可靠、最灵活的接线方式。这种接线模式能够提高线路理论负；可以使客户同时得到两个方向的电源，满足从上一级10kV线路到客户侧10kV配电变压器的整个网络的“N−1”要求，供电可靠性高，运行较为灵活。5）N供一备特点：该种模式随着“N”值的不同，其接线的运行灵活性、可靠性和线路的平均负载率均有所不同。一般N最大取4。大于4的接线模式比较复杂，操作也比较繁琐，同时联络线的长度较长，投资较大，线路负载率的提高也不再明显。
3结构设计可靠性分析
3.1构建可靠性模型
研究在相同的供电需求下采用不同网架结构时，网架结构可靠性的差别。即在一定的区域范围内、一定的负荷的密度下，对比各种负荷密度下计算的结果。供电区域选取面积为7km2的圆形区域（半径1.5km）作为研究对象。总负荷和用户数供电区域内的总负荷为36MW，负荷密度大约为5MW/km2。这些负荷平均分布在供电区域内供电区域内。中压用户数为36户，户均容量为1MW/户。2个变电站对该区域供电，容量不限。不考虑变电站故障，变电站母线的可靠率认为是0.99999。线路为了满足网架结构的经济负载率，线路条数不限。
3.2配电网结构和设备规划目标
各接线模式有各自的优缺点和适用范围，在接线的时候应该考虑操作的安全性、配电自动化的可实行性、投资的成本、运行的费用和供电可靠性等多方面的因素，特别是要考虑当地经济发展的状况，对于以后配电网的发展留有余地[4]。某地区配电网一次网架的目标网架典型接线方式主要有三种：分别为架空线路三分段三联络接线、电缆单环网接线和电缆双环网接线。规划目标如下：1）高负荷密度区及重要负荷区的电缆线路，接线方式采用双环网或者双射；中负荷密度区的电缆线路，接线方式采用异站单环网。2）对于中负荷密度区的架空线路，采用适度联络和多分段的接线方式；对于低负荷密度区的架空线路，采用异站单联络和多分段的接线方式。每段线路应该均衡负荷，并留有一定裕度。3）新建的智能配电网应满足目标网架的要求，按照配电自动化“三遥”功能进行设计，在建设时同步建成。
3.3获取评估结果
随着配网建设技术不断成熟，可建设的电网的结构形式也逐渐多样化，对各种网架结构想形式进行比较后，可以获得网架的可靠性评估结构。在架空网系统之中，可靠性最差的是单联络多分段式的电网结构，多联络多分段式的线路连接方式具有的可靠性及较强；在电缆网系统中，三供一备化的连接方式是最可靠的，单环网连线方式的可靠水平最差。另外低压用户也会给线路接入方式带来影响，在实际的接线工作中还需考虑到低压用户这一类特殊用户的情况，进行有针对性的可靠性评估工作。
结语
城市电网建设工作直接关系着日后的供电服务质量，基于全新的电能供给需要，电网建设方需要根据输配电工作需求建设输配电电网。
参考文献
[1]于爽.中山市东区10kV配电网的可靠性评估与优化[D].吉林：吉林大学，2017.
[2]陈宁，韩蓬，王传勇，等.基于可靠性的10kV城市配电网网架结构优化方案[J].电气技术，2016，17（6）：101-104.
[3]曹景娟.10kV配电网供电可靠性的技术措施研究[J].电子制作，2018（8）：39.
论文作者:柳兰泳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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