淺談中壓配電網不同接線模式下的供電能力

李少明

摘 要：文章分析了中壓配電網幾種不同的接線模式，計算了經濟傳輸功率，明確了電纜饋線系統，得出了在經濟運行模式下，饋線負荷、配電容量以及網損之間的關系，明確了饋線最優的容量變化情況，針對性的指出了饋線經濟供電能力的提升方法。

關鍵詞：中壓配電網；接線模式；供電能力

配電網的覆蓋面積較大，且在電力系統中占據著十分重要的作用，直接決定著用電效益與實際的供電質量水平。但調查計算發現，中低壓配電網的損耗極高，遠遠高于輸電網系統，這主要因為配電網的網架并不合理，對此，相關部門應針對性的進行規劃與設計。以往相關研究更多集中于配電網的接線模式，分析了不同接線模式的優劣勢。例如張運貴與胡立新的《中壓配電網接線方式分析和組網原則》中明確了不同的接線模式，指出了其經濟性與優缺點，為此后的不同的接線組網模式提供了更多的借鑒意義。而謝瑩華、王成山、葛少云等人的《城市配電網接線模式經濟性和可靠性分析》則主要分析了10kV中壓配電網的經濟性與可靠性，指出了110kV高壓下不同的接線模式，明確了不同負荷密度下的區域模式。但上述文章并未涉及經濟運行模式下，配電網最佳的配電變裝容量問題。

在配電網實際運行過程中，若僅僅通過饋線裝接容量超過8000KVA或10000KVA的方法判定其容量過大的方式并不合理。受不同用戶負荷以及接線模式的影響，饋線最優裝接容量也會發生改變。本文則通過經濟傳輸功率的優化計算方式，計算了不同接線模式下，在滿足N1原則下的居民與商業負荷性質的線路，得出了提升饋線經濟供電能力的具體方式。

1 配電網接線模式

配電網根據結構因素可以分為輻射、環網以及多回路等不同類型，其中可靠性最差的為輻射網，且缺乏故障后轉供能力，幾乎不會被使用于配電網規劃中。

2 經濟傳輸功率

當線路損耗與配變負載損耗之和為配變空載損耗時，饋線輸送功率最經濟，一般采用饋線簡化模型，并計算經濟傳輸功率進行證明，且期間假設負荷呈均勻分布。

3 經濟傳輸功率分析

每條饋線均存在一個經濟傳輸功率，且在經濟傳輸功率的允許范圍內，饋線實際運行功率相對比較經濟。傳輸功率的經濟性主要受配變型號、饋線線路型號等因素的影響，且一年內，饋線實際運行功率在經濟傳輸功率范圍內時，則代表其屬于經濟型饋線。對此，饋線經濟運行的基礎便是平均負荷為傳輸功率時。

選擇型號為S11的配變電氣，且饋線容量在10000KVA范圍內，選擇容量為100、125、250、315的架空系統，饋線總長度為三千米，選擇LGJ240/40型號的線路；電纜系統的配變容量選擇500、630、800、1000以及1250KVA，饋線總長度為兩千米，電纜型號為YJLVzz3X300。其中在計算最大傳輸功率時應使用居民與商業典型負荷曲線的負荷率1.5，最大傳輸功率選擇平均負荷對應的最優傳輸功率。通過研究計算可以發現，當電纜與架空系統處于最優運行模式時，配變綜合負載率分別為36%與43%，經濟度最高。當配變綜合負載率與配變最優負載率之比為配變間同時率時，此時饋線負荷量最大，其中電纜系統為0.8，而架空系統為0.65。

4 網絡結構的供電能力

饋線的實際負載主要受配變裝載容量與配變負載率等因素的影響，且兩者直接決定著實際的饋線負載率。當負載率較低時，則表明其裝設容量較小；當負載率較高時，則代表其裝設容量較大。為了有效保證電纜系統與架空系統的電網供電能力，在不同接線模式下，應計算裝設容量為7000KVA、8000KVA、9000KVA、10000KVA、11000KVA以及12000KVA時的饋線最優傳輸功率，且計算時應充分遵循N1原則。

一是架空系統，當滿足N1原則時，饋線負載率為50%，饋線安全電流為400A時，架空配變裝設容量應為8000KVA；當饋線安全電流為500A時，架空配變裝設容量為11000KVA；饋線安全電流為600A時，其架空系統配變容量為14000KVA。二是電纜系統，其最大傳輸容量為7MW，最大的饋線安全電流為400A。研究發現，當饋線安全電流被控制于400A時，其裝設容量應在8000KVA范圍內，從而在滿足其經濟運行的基礎上符合N1原則。當配電網為#字形或兩供一備時，其裝設容量應控制為10000KVA。當配電網設為三供一備模式時，其裝設容量應保持在11000KVA范圍內。若輻射線路配變容量不受負載率等因素影響時，其裝設容量可以達到15000KVA。當配電網接線模式為雙環網與單環網時，饋線安全電流達到500A時，其配變裝設容量應保持在10000KVA范圍內；接線模式為4×6或兩供一備時，其裝設容量應保持在15000KVA內；而當接線模式為2#時，則其裝設容量應保持在12000KVA內。但為了確保饋線的經濟性，裝設容量應保持在15000KVA以內。

5 結語

（1）當配電網處于最優運行狀態時，其電纜饋線的負載率要高于架空系統，且此時配變負載總損耗變為原來的一半，線路損耗也變為總損耗的二分之一。同時，最優傳輸功率與配變容量在同一配電序列下之間的關系并不明顯。架空系統傳輸功率較易受接入單臺配變容量、臺數多少以及線路長短等因素的影響，且其功率要遠低于電纜系統。且最大傳輸功率與負荷曲線存在明顯關系，工業的最大傳輸功率較低，而商業與居民的傳輸功率較高。為了有效確保居民與商業負荷的饋線保持經濟運行模式，應有效提高高峰階段的負荷饋線負載率。

（2）在不同的接線模式下，當滿足N1原則時，饋線的最優配變量各不相同，當負載率較高時，饋線具備更高的接變容量。

（3）工作人員應利用改變接線方式，使用高N1負載率配電網絡；或者提升饋線電流的方式提升饋線的經濟供電水平。

（4）文章中研究分析了配電網的供電能力，分析了不同接線模式下的饋線功率，以助研究此后的城網規劃工作，且此項研究已經陸續在多個地區得到了廣泛采用，且獲得了良好的評估效果。

參考文獻：

[1]張林垚，王凱，冷正龍，柏強，陳明福，王韋.基于歸一負荷矩的中壓配電網饋線負荷裕度分析[J].廣東電力，2017（01）.