变电站核心区配网网架建设改造思考
变电站核心区配网网架建设改造思考
郭学艳 国网哈尔滨供电公司 黑龙江哈尔滨 1500001
【文章摘要】
依据城市配电网的发展现状，分析配网自动化建设中一次网架建设需要解决的问题,特别是针对核心区配网提出了一次配网网架建设改造思路与方案,并对今后配网自动化的建设提出了建议。
【关键词】
配网自动化 ；核心区 ；网架
0 引言
社会对电力需求不断的增长，工业、商业、金融、人民生产生活等各类社会行为对电力的依赖程度越来越高。随着电网建设的不断发展，配网发展滞后成为供电瓶颈的突出问题。哈尔滨市是黑龙江省省会和政治、经济、文化中心，东北地区重要的中心城市，国家重要的综合交通、通讯枢纽和现代物流、商贸中心，区域性金融中心，区域性科、教、文、体、卫中心，先进制造业基地和科技创新基地。在这样一座城市中，任何一场停电事故都是一场灾难，都会在社会上产生不良的影响。哈尔滨配网点多面广、设备陈旧，网络基础薄弱，配网极易发生事故。在旧的运行维护模式下，调度处于盲调状态，配网外部环境、网络联系复杂，事故处理中查找故障点、对事故隔离时间往往较长，影响了及时恢复供电的速度。按照配网发展的新要求，实现配网核心区域用户平均故障停电时间小于5分钟的目标，配网自动化的建设势在必行。核心区配电网点多面广、设备陈旧，网络基础薄弱，配网极易发生事故，该区域供电面积为16km2，区域范围内既是重要行政办公中心又有麦凯乐等商业广场，还包括28个一级重要用户。目前，核心区有13座变电站向核心区内供电，最大负荷为 260MW，共有 10kV 公用线路 110 条。
1 核心区配网网架建设问题分析
1.1 上级电源供电能力分析
向核心区供电的2座110kV变电站配置三台主变，其余110kV变电站均配置两台主变，其中1座变电站的主变配置为非等容主变，变电站容量配置总体水平较为合理，10kV线路均能保障在变电站核心区配网网架建设改造思考郭学艳 国网哈尔滨供电公司 黑龙江哈尔滨 1500001台主变发生故障情况下进行负荷转带。核心区变电站10kV出线间隔利用率为
90.23%。目前核心区 110kV 变电站的变电容量为 473MVA，最大负荷为 260MW，容载比达到1.82，由于核心区位于城市老城区范围内，负荷增长接近饱和，目前变电容量尚可满足负荷增长需求。随着负荷增长，110kV南岗变电站将重载运行，变电站负载率将超过75%，中央变和市场变负荷较轻，需要优化变电站供电范围，调整变电站负荷。
1.2 上级电源联络能力分析及主变N-1校验
向核心区内供电的13座变电站中，联络点共计128个，其中包括各变电站站间联络点102个，变电站不用母线间的站内联络26个。站内联络过多会造成变电站一旦故障全停，故障停电面积过大，无法通过联络线路将负荷转移至其他变电站。此外，联络能力较低还导致有4座变电站在全停的情况下下级网络不能完全转移故障停电负荷。核心内变电站均有两台以上主变，对主变故障或检修的情况下进行“N-1”校验计算分析后得出后，在检修状态下（100%负载）共有7座变电站不能通过主变“N-1”，不能完全依靠另一台主变转带全部负荷，需要靠下一级10kV拉手线路转移部分负荷，在故障状态下（短时130%负载）共有6座变电站不能通过主变“N-1”，主要是因为变电站负载过重，需通过整理网架结构优化，切改变电站所带线路负荷，优化变电站供电范围。
1.3 核心区10千伏网架结构分析及线路“N-1”校验
城市配网核心区110条10kV公用线路中，包含纯电缆线路62条和混合接线线路48条（电缆长度比例大于50%的混合线路共29条），其中103条实现联络，互联率达到93.64%，其中站间联络18条，10kV 线路站间联络率为 16.36%。目前，配电网核心区共有110条10kV公用线路中有7条单辐射结构线路不能通过 “N-1”准则。占公用线路总数的6.36%，不能通过“N-1”的线路全部为单辐射结构线路。对110回线路进行“N-1”校验计算结果如下。具体110回线路“N-1”校验计算结果见附表。
2 核心区配网网架优化思路与方案
2.1 网架优化思路
充分利用现有设备资源进行网架构建，通过增设线路及变电站间联络，向目标网架过渡和发展。联络线路电源点优先取自不同变电站，特殊情况下可来自同一变电站的不同母线，在发生紧急状况时支撑电网安全稳定运行。主干线设2～3个自动化分段开关，将线路分成3～4段，每段负荷尽量均衡。对负荷分布不均匀、分段点设置不够、联络点设置不合理的环网线路进行优化，形成多分段、适度联络。轻载线路在不降低可靠性的前提下，考虑与相邻线路合并，提高设备利用率。对负荷密度较高的商业负荷集中区，考虑将现有单联络接线提升改造为双环网、多分段多联络等接线，以提高设备利用率以减少N-1方式下线路能力越限造成的限负荷运行。
2.2 网架优化方案
从整体优化网架结构思路出发，主要通过线路切改负荷、增加变电站间联络、保证故障负荷的有效转出方式实现核心区10kV网架优化。首先针对7条单辐射线路增加联络线，实现站间或站内单环网络，从而提高转带能力，使线路满足“N-1”准则，减小失电负荷；其次将秋林商圈的三个单环网络改为双环网络供电，均衡相关变电站主变利用率，大幅度提高该商业圈的供电可靠水平，最后结合老旧设备改造，将部分分段开关改造为联络开关，转移部分负荷，提高轻负载线路的负载率，实现网络结构优化，调整变电站供电范围。
3 小结
配电自动化建设需要一次网架结构满足要求才能使得自动化系统真正有意义。本文从核心区的配网现状出发，分析了实现配电网自动化系统需要亟需解决一次网架问题，通过细致的分析提出了网架优化思路与方案，真正为配电网自动化的建设发展打下良好基础。表 1 核心区 10kV 线路“N-1”校验结果
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