變電站核心區配網網架建設改造思考

變電站核心區配網網架建設改造思考

郭學艷  國網哈爾濱供電公司  黑龍江哈爾濱  1500001

【文章摘要】

   依據城市配電網的發展現狀，分析配網自動化建設中一次網架建設需要解決的問題,特別是針對核心區配網提出了一次配網網架建設改造思路與方案,并對今后配網自動化的建設提出了建議。

【關鍵詞】

配網自動化 ；核心區 ；網架

0 引言

社會對電力需求不斷的增長，工業、商業、金融、人民生產生活等各類社會行為對電力的依賴程度越來越高。隨著電網建設的不斷發展，配網發展滯后成為供電瓶頸的突出問題。哈爾濱市是黑龍江省省會和政治、經濟、文化中心，東北地區重要的中心城市，國家重要的綜合交通、通訊樞紐和現代物流、商貿中心，區域性金融中心，區域性科、教、文、體、衛中心，先進制造業基地和科技創新基地。在這樣一座城市中，任何一場停電事故都是一場災難，都會在社會上產生不良的影響。哈爾濱配網點多面廣、設備陳舊，網絡基礎薄弱，配網極易發生事故。在舊的運行維護模式下，調度處于盲調狀態，配網外部環境、網絡聯系復雜，事故處理中查找故障點、對事故隔離時間往往較長，影響了及時恢復供電的速度。按照配網發展的新要求，實現配網核心區域用戶平均故障停電時間小于5分鐘的目標，配網自動化的建設勢在必行。核心區配電網點多面廣、設備陳舊，網絡基礎薄弱，配網極易發生事故，該區域供電面積為16km2，區域范圍內既是重要行政辦公中心又有麥凱樂等商業廣場，還包括28個一級重要用戶。目前，核心區有13座變電站向核心區內供電，最大負荷為 260MW，共有 10kV 公用線路 110 條。

1 核心區配網網架建設問題分析

1.1 上級電源供電能力分析

向核心區供電的2座110kV變電站配置三臺主變，其余110kV變電站均配置兩臺主變，其中1座變電站的主變配置為非等容主變，變電站容量配置總體水平較為合理，10kV線路均能保障在變電站核心區配網網架建設改造思考郭學艷  國網哈爾濱供電公司  黑龍江哈爾濱  1500001臺主變發生故障情況下進行負荷轉帶。核心區變電站10kV出線間隔利用率為

90.23%。目前核心區 110kV 變電站的變電容量為 473MVA，最大負荷為 260MW，容載比達到1.82，由于核心區位于城市老城區范圍內，負荷增長接近飽和，目前變電容量尚可滿足負荷增長需求。隨著負荷增長，110kV南崗變電站將重載運行，變電站負載率將超過75%，中央變和市場變負荷較輕，需要優化變電站供電范圍，調整變電站負荷。

1.2 上級電源聯絡能力分析及主變N-1校驗

向核心區內供電的13座變電站中，聯絡點共計128個，其中包括各變電站站間聯絡點102個，變電站不用母線間的站內聯絡26個。站內聯絡過多會造成變電站一旦故障全停，故障停電面積過大，無法通過聯絡線路將負荷轉移至其他變電站。此外，聯絡能力較低還導致有4座變電站在全停的情況下下級網絡不能完全轉移故障停電負荷。核心內變電站均有兩臺以上主變，對主變故障或檢修的情況下進行“N-1”校驗計算分析后得出后，在檢修狀態下（100%負載）共有7座變電站不能通過主變“N-1”，不能完全依靠另一臺主變轉帶全部負荷，需要靠下一級10kV拉手線路轉移部分負荷，在故障狀態下（短時130%負載）共有6座變電站不能通過主變“N-1”，主要是因為變電站負載過重，需通過整理網架結構優化，切改變電站所帶線路負荷，優化變電站供電范圍。

1.3 核心區10千伏網架結構分析及線路“N-1”校驗

城市配網核心區110條10kV公用線路中，包含純電纜線路62條和混合接線線路48條（電纜長度比例大于50%的混合線路共29條），其中103條實現聯絡，互聯率達到93.64%，其中站間聯絡18條，10kV 線路站間聯絡率為 16.36%。目前，配電網核心區共有110條10kV公用線路中有7條單輻射結構線路不能通過 “N-1”準則。占公用線路總數的6.36%，不能通過“N-1”的線路全部為單輻射結構線路。對110回線路進行“N-1”校驗計算結果如下。具體110回線路“N-1”校驗計算結果見附表。

2 核心區配網網架優化思路與方案

2.1 網架優化思路

充分利用現有設備資源進行網架構建，通過增設線路及變電站間聯絡，向目標網架過渡和發展。聯絡線路電源點優先取自不同變電站，特殊情況下可來自同一變電站的不同母線，在發生緊急狀況時支撐電網安全穩定運行。主干線設2～3個自動化分段開關，將線路分成3～4段，每段負荷盡量均衡。對負荷分布不均勻、分段點設置不夠、聯絡點設置不合理的環網線路進行優化，形成多分段、適度聯絡。輕載線路在不降低可靠性的前提下，考慮與相鄰線路合并，提高設備利用率。對負荷密度較高的商業負荷集中區，考慮將現有單聯絡接線提升改造為雙環網、多分段多聯絡等接線，以提高設備利用率以減少N-1方式下線路能力越限造成的限負荷運行。

2.2 網架優化方案

從整體優化網架結構思路出發，主要通過線路切改負荷、增加變電站間聯絡、保證故障負荷的有效轉出方式實現核心區10kV網架優化。首先針對7條單輻射線路增加聯絡線，實現站間或站內單環網絡，從而提高轉帶能力，使線路滿足“N-1”準則，減小失電負荷；其次將秋林商圈的三個單環網絡改為雙環網絡供電，均衡相關變電站主變利用率，大幅度提高該商業圈的供電可靠水平，最后結合老舊設備改造，將部分分段開關改造為聯絡開關，轉移部分負荷，提高輕負載線路的負載率，實現網絡結構優化，調整變電站供電范圍。

3 小結

配電自動化建設需要一次網架結構滿足要求才能使得自動化系統真正有意義。本文從核心區的配網現狀出發，分析了實現配電網自動化系統需要亟需解決一次網架問題，通過細致的分析提出了網架優化思路與方案，真正為配電網自動化的建設發展打下良好基礎。表 1 核心區 10kV 線路“N-1”校驗結果