摘要：随着我国城市化进程的加快，各大、中城市城区10kV配电网网架结构已难以适应日益增长的负荷需求，亟待对城区配电网网架结构进行优化改造。针对城区负荷密度高、增长迅速等特点，提出主变压器互联结构模型，并考虑以K型站为主的接线模式，构建了适合城区的10kV配电网网架模型。城区10kV配网架构存在一定的局限性，无法有效满足不断增加的用电负荷量，必须加大城区10kV配电网网架结构的优化力度，优化配网架构。本文重点分析了城区10kV配电网网架结构优化方法。
关键词：城区；10kV配电网；网架结构；网架模型；K型站；优化
引言
文章选择主变压器互联的方法，接线模式选择混合接线法，同时打造出了10kV配网目标网架构造，这种架构方式可以极大地满足用电需求，缓解城区用电负荷压力，从而有效确保了配网的安全、有效供电。主变互联的方式，能够有效提升主变负载率，保证10kV配网能够安全、稳定地供电，同时，能够优化平衡不同变电站之间负荷的合理转移，其中二供一备K型站的启动，具有更加显著的优势，能够有效提升供电容量，确保负荷能够有效转移。
一、10kV配电网网络架构现状分析
现阶段，我国10kV配电网主要选择以下几种接线模式，具体体现为：环形接线、放射状接线、混合状。多种接线模式各自都有属于自己的优势和不足，具体体现在：
（1）放射式：接线构造相对简单、成本低，该接线模式能够促进电荷发展，然而，该接线模式只适合配置于城区配网分支线路。
（2）混合状：一般用在城区配网接线，电网建设成本低、通过增设线路、转移电荷的方法，能够满足城区高负荷、高需求的用电量，而且适合发展新用户，确保电网的安全性、稳定性，受到高品质电压。缺点：构造繁琐、线路易遭受腐蚀发生老化，不利于配网自动化运转。
（3）环形接线：构造基础、简单，线损却相对严重，有利于自动化运行，成本低、容易进行统一控制。
二、进行城区10kv配电网网架结构优化分析的重要意义及注意问题
2.1进行城区10kv配电网网架结构优化分析的重要意义
随着我国现代城镇化建设的逐步加快，为了满足城市居民日益增长的用电量需求，各大中型城市配电网结构正在进行大规模升级改造。然而,由于城市的人口密度大,电力负荷量和负荷密度也很大,这就驿升级改造活动提出了更高的要求,与此同时,与此同时，城市的中心城区还存在着很多“历史悠久”的老城区电网，这就给中心城区的配电网结构的升级改造活动带来了很多的麻烦。在此背景下，中心城区电网的规划设计应在中心城区电网规划设计过程中因地制宜进行，城市10kv配电网结构的建设应符合现代城市电力需求。
2.2进行城区10kv配电网网架结构优化分析的注意问题
在进行城区10kv配电网网架结构优化研究的过程中,特别要注意电网内部的各种变电站之间的联系,加强城市电网内部的关联性,充分在城区提高电力负荷转移能力,并有效地提高电网的供电可靠性。同时,在进行城区10kv配电网网架结构优化研究的过程中,要能够探索满足变电站内部的大容量电负荷的释放的接线模式，满足城区负荷变形过大的问题。在城区10kv配电网网架建设过程中，要充分结合城区的实际情况进行建设。通过建立合理的变电站与电网互联模型，可以有效满足城区日益增长的电力负荷需求，提高电网供电可靠性，提高配电网供电能力，满足城市人民的实际需求。
三、主变压器互联模型
目前，中心城区常用的配电网变电站有110/10kV和35/10kV两种，变电站主变压器数量一般为2~3台。变电站主接线、互联数量、站间联络、扩展模式等是配电网变电站联络主要考虑的问题。在区域电网供电中，通常不是由单一变电站供电，而是由不同变电站互联，实际电网中变电站间的联络问题复杂且多样化，是配电网优化的难点。
近年来，国家电网公司对供电块及变电站互联开展分析，起到了一定的作用，但是在实际应用中还存在一些问题。考虑到变电站间联络的供电可靠性及可扩展性，本文以三变电站互联为例对主变压器互联模式进行分析。假定双主变压器变电站站内部低压端采用单母线分段接线，三主变压器变电站站内部低压端采用单母线四分段或单母线六分段环式接线，并假定任一主变压器故障后其负荷能够平均转移至相联络的变电站。分别选取主变压器容量为50MVA，63MVA和80MVA，且变电站间联络均衡，不同容量的主变压器互联模式相关数据分析如表1所示。
由表1可知，采用3个变电站互联供电模式时，若变电站配置2台主变压器，未互联时主变压器理论负载率为50%，建立互联供电模式后主变压器理论负载率可达83.3%，供电能力提升33.3%；若配置3台主变压器，未互联时主变压器理论负载率为66.7%，互联供电后主变压器理论负载率可达88.9%，供电能力提升22.2%。可见，互联后主变压器负载率、供电能力均有所提高，且三变电站3台主变压器互联模式的主变压器理论负载率高于三变电站2台主变压器互联模式。随着主变压器容量的增大，供电能力提升量越来越大。
.png)
四、10kV配电网接线模式优化策略
4.1典型10kV电缆网接线模式
一般情况下，城区内部的配电网都是采用的电缆网材质，在本文中，将着重的对城区10kV电缆网架结构提出关于接线模式的优化策略：
首先，采用单辐射接线的接线模式，由于采用的是一条单线，这就导致在配电线路的一点出现问题之后，该故障问题将会影响到很大范围内的配电，这就证明采用单辐射接线的接线模式的供电可靠性差，一般情况下应用在电负荷比较小的区域，不适合在城区采用；
其次，采用单环网接线的接线模式，可以较大的提升供电稳定性，在接线的过程中，进行接线的各个部分也相对比价明确。但是，采用单环网接线的接线模式的电负荷负载率相对比较低，只能达到百分之五十左右；
然后，采用双环网接线的接线模式，可以较大的提升供电稳定性，也可以将电负荷负载率提升到百分之七十左右，适合在城区进行使用。
综上所述，在进行中心城区10kV电缆网架结构优化的过程之中，应当主要采用双环网接线的接线模式进行结构优化建设。
4.2以K型站为主的接线模式
通常来说，K型站的接线体现出自身的特点，具体体现为：清楚、明确、灵活、出线带继电保护。在10kV配电网接线模式优化的过程中，采用K型站接线方式，可以有效的提升配电网的供电灵活性。与此同时，采用K型站接线方式，可以对出现故障的区域进行自切，防止故障问题影响到其他区域范围内，其电荷负载效率也相对较高，有着推广应用的价值。
在进行以K型站为主的接线模式的应用过程中，可以充分的发挥K型站的“中介点”的作用，特别是负荷较为聚集时，能够对变电站供电能力进行有效地释放，对应缓解供电危机。与此同时，相比较于传统的双环网接线的接线模式，以K型站为主的接线模式的可靠性和灵活性更高，电负荷负载率也可以提升到接近百分之百，在城区的配电网架构优化过程中有着良好的推广应用价值。
五、中心城区目标网构建
城区供电，主体负荷来自于商业用电以及住宅区用电，这些城区地域中需要有较强的供电能力。这些地域环境中，土地空间相对有限，而且城建设施相对健全，有一定的城市规划需求，从长期来看，可以尝试选择输电线路入地模式。商业城区10kV配网主网架构、主变互联具体如图2所示。
.png)
商业城区10kV配网主网架构图1
该城区商业中心城区选择二进线K型站，以及二供一备K型站，这两种类型的变电站同步接线，其中还涵盖一些电缆馈线组（多供一备）、架空线路等，主要通过二供一备K型站实现变电站间负荷转移。
二进线K型站的2路进线电源应来自同一变电站的不同母线段；二供一备K型站的2路工作线路来自同一变电站的不同母线段，备用线路来自不同变电站，从而保证供电可靠性和变电站间负荷转移能力，条件允许的情况下3路进线电源均来自不同变电站。
对于小型住宅区和小型商业区，可以由架空线路挂出杆变或P型站供电，对于部分超大型住宅区和商业区，采用电缆馈线组（多供一备）供电，保证供电能力的需求。
五、结束语
10kV配网网架结构的优化具有特殊的方法，可以依照本文选择主变压器互联的方法，接线模式也可以选择混合接线法，同时打造出了10kV配网目标网架构造，这种架构方式可以极大地满足用电需求，缓解城区用电负荷压力，从而有效确保了配网的安全、有效供电。
.png)
主变变压器互联模式图2
通过变电站间的主变压器互联，提高了主变压器负载率、10kV配电网的供电能力和站间负荷转移能力；二供一备K型站的使用，较之二进线K型站，供电容量增加了一倍，提高了负荷转移容量，确保负荷能够有效转移。
参考文献
[1]浅谈中压配电网网架结构优化[J].冯光,王文博.中国电力教育.2013 (36)
[2]城市高压配电网接线模式比较研究[J].葛少云,郭明星,王成山,尹页秀,林瑞兴.电力自动化设备.2004(02)
[3]对10kV配电网建设与改造方案的探讨[J].尹德强.黑龙江科技信息.2017(13)
[4]110kV及以下配电网建设规划设计要素分析[J].沈在辉.无线互联科技.2017(08)
[5]基于供电能力的主变站间联络结构优化[J].葛少云,韩俊,刘洪,刘阳.电网技术.2012(08)
[6]基于供电可靠性的中心城区配网网络优化[J].阙之玫.华东电力.2008 (04)
论文作者:聂祥辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：接线论文; 城区论文; 变电站论文; 网架论文; 互联论文; 模式论文; 变压器论文; 《基层建设》2018年第29期论文;