10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電安全運(yùn)行方式

周曉雯 姚剛 黃明海

摘 要：當(dāng)前，10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電得到了日漸廣泛的應(yīng)用。有必要積極探究其安全運(yùn)行方式，有效保障環(huán)網(wǎng)供電的安全可靠。本文淺析了10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電工作原理以及特點(diǎn)，探究了10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電安全運(yùn)行方式，以期為10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電提供借鑒。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；環(huán)網(wǎng)供電；安全運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

當(dāng)前，我國(guó)配電網(wǎng)日趨復(fù)雜，10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電覆蓋了諸多地區(qū)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶的有效供電。但10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電呈現(xiàn)出顯著的復(fù)雜性，各類故障極易影響電能的正常供應(yīng)。因此，有必要積極探究并推廣10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電安全運(yùn)行的方式，有效保障配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

1 10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電概述

1.1 10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電工作原理

10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)工作原理，以電壓—延時(shí)方式作為基礎(chǔ)。部分?jǐn)嗦菲魈幱诜侄吸c(diǎn)相應(yīng)位置，在正常工作情況下，呈現(xiàn)出常閉狀態(tài)。當(dāng)線路呈現(xiàn)出停電狀態(tài)，或者處于故障失壓狀態(tài)時(shí)，全部斷路器均呈現(xiàn)出打開狀態(tài)。首次重合閘，借助控制器設(shè)計(jì)相應(yīng)的延時(shí)裝置，實(shí)施逐個(gè)重合，當(dāng)某斷路器在重合狀態(tài)下再次發(fā)生跳閘，故障所在區(qū)段其兩側(cè)相應(yīng)的斷路器實(shí)現(xiàn)對(duì)故障電壓的有效感應(yīng)而實(shí)施閉鎖，當(dāng)再次實(shí)施合閘后，正常區(qū)間實(shí)現(xiàn)了對(duì)正常供電的有效恢復(fù)，通過(guò)閉鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障所在區(qū)段的有效隔離。對(duì)于處于聯(lián)絡(luò)點(diǎn)相應(yīng)位置的斷路器，在正常供電狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩側(cè)電壓有效感應(yīng)，而呈現(xiàn)出常開狀態(tài)，當(dāng)一側(cè)電源處于失壓狀態(tài)時(shí)，該斷路器即對(duì)故障確認(rèn)進(jìn)行延時(shí)，故障側(cè)相應(yīng)線路對(duì)故障確定并完成閉鎖的實(shí)際時(shí)間即為延時(shí)時(shí)間具體整定值。延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)完成后，聯(lián)絡(luò)斷路器進(jìn)行投入，后備電源對(duì)故障所在線路相應(yīng)的故障后端保持正常的相關(guān)區(qū)間實(shí)現(xiàn)供電的正常恢復(fù)。

1.2 10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電特點(diǎn)

10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電主要具有以下特點(diǎn)：（1）就地保護(hù)功能。環(huán)網(wǎng)供電基本呈現(xiàn)出絕緣化特點(diǎn)，故障概率大幅度降低。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合配電自動(dòng)化相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的就地隔離，利用集中化的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)荷的優(yōu)化轉(zhuǎn)移，促進(jìn)電力設(shè)備實(shí)際利用效率的大幅度提升，并借助先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)配電網(wǎng)相應(yīng)的供電可靠性。環(huán)網(wǎng)供電能實(shí)現(xiàn)對(duì)各類故障的智能查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障搜查器有效的就地保護(hù)。（2）對(duì)故障的處理，擺脫了對(duì)通信的依賴性。在環(huán)網(wǎng)供電中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具備故障處理的相關(guān)功能，能實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的及時(shí)有效處理，在故障處理過(guò)程中，有效擺脫了對(duì)通信的依賴性，避免了大規(guī)模停電現(xiàn)象。（3）在環(huán)網(wǎng)供電中，桿上設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)線路運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控以及對(duì)相關(guān)故障進(jìn)行處理，后臺(tái)系統(tǒng)則對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行有效維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)多層次的階梯管理。（4）針對(duì)相關(guān)應(yīng)用需求，配電網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)重組以及電力負(fù)荷的轉(zhuǎn)帶，對(duì)倒負(fù)荷實(shí)施頻繁操作，能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電開關(guān)的有效操控，能有效保障配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。（5）環(huán)網(wǎng)供電，可實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)的有效調(diào)控，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際故障所在區(qū)段的準(zhǔn)確計(jì)算，進(jìn)而促進(jìn)故障檢修速度的有效提升，大幅度降低故障造成的損失。

2 10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電安全運(yùn)行方式

2.1 環(huán)網(wǎng)擴(kuò)展模式

環(huán)網(wǎng)擴(kuò)展是指對(duì)中壓配電線路進(jìn)行架設(shè)，并構(gòu)建相應(yīng)的低壓配環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)對(duì)各地區(qū)的有效擴(kuò)展。電力系統(tǒng)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，其主要構(gòu)成部分包括發(fā)電站、配電相關(guān)以及相關(guān)設(shè)備，綜合了發(fā)電、配電以及電力消費(fèi)。在我國(guó)，電站發(fā)電機(jī)組相應(yīng)的額定輸出電壓保持在3.15V～20V。為有效減少電能在實(shí)際傳輸中發(fā)生的配電損耗，電能要經(jīng)過(guò)諸多程序，才能最終實(shí)現(xiàn)對(duì)終端用戶的有效傳輸。我國(guó)采用環(huán)網(wǎng)延伸方式，實(shí)現(xiàn)電力對(duì)廣大居民用戶的有效提供。電力企業(yè)通常將35kV/10kV變電站設(shè)置為環(huán)網(wǎng)延伸的相關(guān)起點(diǎn)，并將10kV、380kV配電變壓器對(duì)選定地區(qū)進(jìn)行有效安裝，并對(duì)其進(jìn)行連接，在此基礎(chǔ)上，對(duì)6kV～10kV的配電線路進(jìn)行架設(shè)。10kV配電線路主要對(duì)如下電力負(fù)荷進(jìn)行承擔(dān)：（1）居民住宅相應(yīng)的用電負(fù)荷，諸如家用電器用電負(fù)荷等，此類電力負(fù)荷所需電能，通常由10kV/380kV配電變壓器實(shí)施降壓，并借助單相220kV相應(yīng)的低壓配電線路實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的傳輸。（2）工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)電力負(fù)荷，此類電力負(fù)荷所需電能，通常由10kV/380kV配電變壓器實(shí)施降壓，并借助三相380kV相應(yīng)的低壓配電線路實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的傳輸。

2.2 微環(huán)網(wǎng)模式

當(dāng)前，社會(huì)電力需求日益增加，環(huán)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。我國(guó)的超高壓配電以及長(zhǎng)距離配電水平日益提高。然而，我國(guó)各地資源呈現(xiàn)出顯著的差異性，加上環(huán)網(wǎng)特性存在的限制性影響，我國(guó)長(zhǎng)距離配電相應(yīng)的接收端環(huán)網(wǎng)呈現(xiàn)出對(duì)外部環(huán)境較強(qiáng)的依賴性。因此，我國(guó)日益重視強(qiáng)化環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，電力需求日益呈現(xiàn)出顯著的多樣化特點(diǎn)。分布式發(fā)電具有較強(qiáng)的高效性和靈活性，且呈現(xiàn)出顯著的環(huán)保特點(diǎn)，得到了日漸廣泛的應(yīng)用。分布式發(fā)電通常對(duì)發(fā)電量在50MW以下的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行采用，實(shí)現(xiàn)電能對(duì)用電客戶的有效提供。分布式發(fā)電能實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的高效利用，且產(chǎn)生的環(huán)境污染相對(duì)較小。但是，分布式發(fā)電存在較高的單機(jī)成本，且控制存在較大難度。另外，在電力故障狀態(tài)下，分布式發(fā)電呈現(xiàn)出較強(qiáng)的孤立性，且極易退出運(yùn)行，導(dǎo)致對(duì)自身優(yōu)勢(shì)的削弱。為實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式發(fā)電方式存在缺陷的有效彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式發(fā)電以及環(huán)網(wǎng)的有效協(xié)調(diào)，可強(qiáng)化微環(huán)網(wǎng)模式的實(shí)踐應(yīng)用。微環(huán)網(wǎng)，借助拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能裝置以及相關(guān)控制設(shè)備等的有效連接。微環(huán)網(wǎng)主要采用發(fā)電容量在100kW以下的小型發(fā)電機(jī)組。

3 環(huán)網(wǎng)延伸方式

環(huán)網(wǎng)延伸方式能將電能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的有效提供，且涵蓋發(fā)電、輸電以及配電各環(huán)節(jié)。當(dāng)前，我國(guó)水力發(fā)電占據(jù)發(fā)電總量的70%以上，另一種發(fā)電方式是燃煤機(jī)組發(fā)電。通常，水電機(jī)組具備250MW的發(fā)電能力，燃煤機(jī)組則具備600MW的發(fā)電能力。水電機(jī)組具備4500h的生命周期，而燃煤機(jī)組具備4200h的生命周期，水電機(jī)組以及火電機(jī)組相應(yīng)的建設(shè)時(shí)期存在較大不同，且水電機(jī)組具有較長(zhǎng)的建設(shè)周期，且呈現(xiàn)出較高的安全性。

4 分段開關(guān)的設(shè)置

在10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電的實(shí)際過(guò)程中，通過(guò)環(huán)網(wǎng)接線，能實(shí)現(xiàn)供電線路間的有效聯(lián)絡(luò)。當(dāng)線路故障發(fā)生時(shí)，利用分段開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的有效處理，并有效控制線路故障的實(shí)際范圍。故障點(diǎn)相應(yīng)的前瞻線路通過(guò)對(duì)原電路的有效利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的正常供應(yīng)。故障點(diǎn)相應(yīng)的后端線路具備的相關(guān)負(fù)荷，通常借助非故障線路實(shí)現(xiàn)有效轉(zhuǎn)接。在10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電實(shí)際中，環(huán)網(wǎng)線路存在越多的分段，其故障影響范圍就越趨于擴(kuò)大，且相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用以及投資費(fèi)用也漸趨增多。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，環(huán)網(wǎng)擴(kuò)展模式、微環(huán)網(wǎng)模式、環(huán)網(wǎng)延伸方式以及分段開關(guān)的設(shè)置能有效保障10kV配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電的安全運(yùn)行，具有顯著的可行性和有效性，能有效保障配電網(wǎng)供電的安全可靠，有必要推廣上述方法的有效應(yīng)用。

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