一种A+类供电区域配电网供电模式配置方法与流程

文档序号:15666517发布日期:2018-10-16 17:12阅读:3984来源:国知局
一种A+类供电区域配电网供电模式配置方法与流程

本发明是关于一种A+类供电区域配电网供电模式配置方法,属于供电系统技术领域。



背景技术:

国家电网公司提出并建立了配电网典型供电模式库,并明确A+~E类供电区域划分的依据,其中,A+类供电区域表示直辖市、省会城市、计划单列市市中心区域负荷密度σ≥30MW/km2的供电区域,并给出29类典型供电区域,构建各个典型供电区域的供电模式包括电网供电模块组、电源接入模块组、用户接入模块组和配电自动化模块组等基本模块组的选择使用,并给出典型供电模式库的应用步骤,但是在实际应用过程中,同一类型供电区域的供电可靠性和供电能力不尽相同,这导致设计人员无法准确应用各类基本模块组,而供电可靠性是指供电系统持续供电的能力,是考核供电系统电能质量的重要指标,反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度,已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一。

目前国网范围内配电网工程规划设计一直在深入推进标准化建设,并已开展配电网供电模式库建立方法的研究工作,已有研究重点是A+~E类供电区域划分原则的建立、基本模块组的建立及应用步骤,并已有某些成熟的研究结果,然而目前针对典型供电模式的研究只是提出A+~E类供电区域划分原则以及应用在各类供电区域的典型供电模式基本模块组,并未对各类供电区域具体应用配置方案进行细化分解,导致设计人员在应用过程中无法根据实际规划区域中各类功能分区要求有针对性地开展工作,无法体现差异性,工作效率低且时效性、供电可靠性较差。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明的目的是提供一种可以提高供电可靠性以及设计人员工作效率和时效性的A+类供电区域配电网供电模式配置方法。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种A+类供电区域配电网供电模式配置方法,包括以下内容:(1)根据A+类供电区域功能分区和用户构成信息确定该供电区域的典型供电模式种类,所述典型供电模式种类为A+—1~A+—5类中的一种;(2)根据确定的典型供电模式种类,在配置方案集中查找与该典型供电模式相对应的供电配置方案,其中,所述配置方案集包括每一类典型供电模式相对应的供电配置方案,每种供电配置方案均包括该典型供电模式所采用的电压等级、电网结构、电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入、负荷接入、故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护。

进一步地,所述步骤(2)中配置方案集的建立过程为:根据供电区域电网现状及电压等级序列配置情况,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电压等级;根据供电区域内的负荷分布特性及供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电网结构;基于各典型供电模式的电网结构,并结合供电区域上级电源、负荷分布特性及供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式中各电压等级的电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入和负荷接入;根据供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案。

进一步地,将A+类供电区域划分为A+—1~A+—5类典型供电模式的具体过程为:A+—1类典型供电模式的功能分区为第一商务区,用户构成为行政办公、商业、金融、服务类行业和住宅小区;A+—2类典型供电模式的功能分区为综合区,用户构成为行政、商务、文化和住宅小区;A+—3类典型供电模式的功能分区为金融商务区,用户构成为行政办公、商业、金融和服务类;A+—4类典型供电模式的功能分区为商业商贸区,用户构成以行政区和商贸区综合体等为主,以金融和居民住宅区等为辅;A+—5类典型供电模式的功能分区为第二商务区,用户构成为行政、商业、金融和服务类。

进一步地,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电压等级的具体过程为:A+—1类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、10kV或380V;A+—2类类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、35kV、10kV或380V;A+—3类类典型供电模式中电压等级为220kV、35kV、10kV或380V;A+—4类类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、10kV或380V;A+—5类类典型供电模式中电压等级为220kV、66kV、10kV或380V。

进一步地,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电网结构的具体过程为:A+—1类典型供电模式中电压等级为110kV的电网采用由两座220kV变电站作为电源,中间“π”接入两座110kV的变电站形成双链结构;电压等级为10kV的电网采用变电站出线双环网接线、三电源开关站接线或开关站出线双环网接线结构;电压等级为380V的电网采用辐射式结构;A+—2类典型供电模式中电压等级为110kV的电网采用三链链式接线结构,过渡时期110kV的电网采用双侧电源辐射或双链链式接线结构;电压等级为35kV的电网采用双链链式接线结构,过渡时期35kV的电网采用双侧电源辐射接线结构;电压等级为10kV的电网采用变电站直供终端开关站、终端开关站供终端开关站、终端开关站双环网或中心开关站供终端开关站接线结构;电压等级为380V的电网采用辐射式结构;A+—3类典型供电模式中电压等级为35kV的电网采用双链接线结构;电压等级为10kV的电网采用电缆双环网接线结构;电压等级为380V的电网采用辐射式结构;A+—4类典型供电模式中电压等级为110kV的电网采用电缆双链结构;电压等级为10kV的电网采用电缆双环式接线或电缆双环式三双接线结构;电压等级为380V的电网采用辐射式结构;A+—5类典型供电模式中电压等级为66kV的电网采用双链结构;电压等级为10kV的电网采用电缆双环网结构;电压等级为380V的电网采用辐射式结构。

进一步地,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式中各电压等级的电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入和负荷接入的具体过程为:a)A+—1类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:电气主接线配置:110kV的电气主接线采用单母线分段接线,出线4回;10kV的电气主接线采用单母线八分段环形接线,出线56回;380V的电气主接线采用单母线分段接线;线路配置:110kV线路选择导线截面为800mm2的电缆,联络线路选择导线截面为630或400mm2的电缆,110kV线路电缆采用隧道形式;10kV线路选择导线截面为400、300或240mm2的铜芯电缆,开关站进线选择导线截面为400mm2或300mm2的电缆,开关站出线选择导线截面为240、185或150mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道或排管形式;380V线路导线截面不宜小于120mm2且不宜超过150mm2,380V电缆采用排管、沟槽或直埋的敷设形式;配电设施:110kV配电设施为变电站,主变电站包括4台50MVA主变压器,单台主变压器配置9MVar电容器;10kV配电设施为开关站、环网单元和配电室,开关站选择3路电源进线,10~16路出线,环网单元选择2路进线,4~6路出线,配电室选择500、630、800和1000kVA的配电变压器;380V配电设施为低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱;电源接入:分布式电源接入110kV变电站的10kV侧、开关站的10kV侧或配电室,热电厂采用双回路接入形式;负荷接入:一级负荷用户的电源来自不同变电站馈出的双路或多路电源;二级负荷用户的电源由变电站的不同母线出线的双路电源供电;三级负荷用户采用单路电源供电,当用户需要较高可靠性供电且电网具备条件时采用双路电源供电;b)A+—2类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:电气主接线配置:110kV的电气主接线一进三出;35kV的电气主接线配置线路变压器组;10kV的电气主接线采用单母线六分段环式接线,出线48回;380V的电气主接线采用单母线分段接线;线路配置:110kV线路选择首段导线截面为1000mm2次段导线截面为800mm2的电缆,110kV线路电缆采用排管形式;35kV线路选择导线截面为630mm2或双并400mm2的电缆,35kV线路电缆采用排管形式;10kV线路选择导线截面为400mm2或双并400mm2的电缆,开关站出线选择导线截面为240mm2或120mm2的电缆,10kV线路电缆采用排管或直埋形式;380V线路导线截面不宜小于120mm2且不宜超过150mm2,电缆采用排管、沟槽或直埋的敷设形式;配电设施:110kV配电设施为变电站,变电站单台容量选择50MVA、63MVA或80MVA变压器;35kV配电设施为变电站,变电站单台主变压器容量选择31.5MVA变压器;10kV配电设施为开关站和配电室,开关站配置2台800、1000或1250kVA的配电变压器,配电室配置2台500、630、800或1000kVA的配电变压器;380V配电设施为低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱;电源接入:分布式电源接入110kV或35kV变电站的10kV侧或开关站的10kV侧,热电厂采用双回路接入形式;负荷接入:一级负荷用户采用双回路双电源,电源来自不同的110kV或35kV的变电站或开关站,且来自开关站时电源须来自不同的变电站;二级负荷用户采用双回路电源;三级负荷用户采用1~2回路,按不同负荷容量接入变电站、开关站和配电室;c)A+—3类典型供电模式的电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:电气主接线配置:35kV的电气主接线采用线路变压器组接线或内桥加线路变压器组接线,出线3回;10kV的电气主接线采用单母线四分段接线,出线24回;380V的电气主接线采用单母线分段接线;线路配置:35kV线路选择导线截面为2×400mm2或630mm2的电缆,35kV线路电缆采用电缆沟或排管形式;10kV线路选择导线截面为300mm2的电缆,10kV线路电缆采用电缆沟或排管形式;380V线路导线截面不宜小于120mm2且不宜超过150mm2,电缆采用排管、沟槽或直埋的敷设形式;配电设施:35kV配电设施为变电站,变电站单台主变压器容量选择31.5MVA变压器;10kV配电设施为配电室和环网单元,单台配电变压器选择容量为400、630或800kVA的配电变压器;380V配电设施为低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱;电源接入:热电厂采用双回路接入形式,接入点选择变电站35kV母线,其他分布式电源接入10kV线路或母线;负荷接入:一级负荷用户和二级负荷用户采用双电源或双回路供电;三级负荷用户采用单回路供电,接入点选择变电站35kV母线、10kV母线、开关站或配电室;d)A+—4类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:电气主接线配置:110kV的电气主接线采用内桥加线路变压器组接线;10kV的电气主接线采用单母线四分段接线,出线30回;380V的电气主接线采用单母线分段接线;线路配置:110kV线路选择导线截面为630mm2的电缆,110kV线路电缆采用隧道或排管形式;10kV线路选择导线截面为400mm2或300mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道、排管或直埋形式;380V线路导线截面不宜小于120mm2且不宜超过150mm2,电缆可采用排管、沟槽或直埋的敷设形式;配电设施:110kV配电设施为变电站,每台主变压器配置(4800+3600)kVar的容性无功补偿装置;10kV配电设施为配电室、开关站和环网单元,单台配电变压器选择容量为400、630、800或1000kVA的配电变压器;380V配电设施为低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱;电源接入:分布式电源容量在0.4~6MW之间宜采用10kV接入,容量在0.4MW以下的采用380V接入;接入10kV配电网的电源采用专线接入变电站的二次侧或开关站的出线侧;在满足电网安全运行及电能质量要求时采用T接形式并网;负荷接入:一级负荷用户和二级负荷用户采用双电源或双回路供电;三级负荷用户采用单回路供电,接入点选择变电站110kV母线、10kV母线、开关站、环网单元或配电室;e)A+—5类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:电气主接线配置:66kV的电气主接线采用线路变压器组接线,出线3回;10kV的电气主接线采用单母线分段接线,出线30~36回;380V的电气主接线采用单母线分段接线;线路配置:66kV线路选择导线截面为630mm2的电缆,66kV线路电缆采用隧道或排管形式;10kV线路选择导线截面为300mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道、排管或直埋形式;380V线路导线截面不宜小于120mm2且不宜超过150mm2,电缆采用排管、沟槽或直埋的敷设形式;配电设施:66kV配电设施为变电站,变电站主变压器配置选取3台50MVA主变压器,变电站无功补偿采用自动投切无功补偿装置;10kV配电设施为配电室、开关站和环网单元,单台配电变压器选择容量为400、630或800kVA的配电变压器;380V配电设施为低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱;电源接入:热电厂采用双回路接入形式,其他类型电厂采用单回路接入或T接接入形式,接入点选择变电站66kV母线、10kV母线、开关站或配电室;负荷接入:一级负荷用户和二级负荷用户采用双电源或双回路供电;三级负荷用户采用单回路供电,接入点选择变电站66kV母线、10kV母线、开关站或配电室;

进一步地,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案的具体过程为:A)A+—1类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:故障处理形式及配电自动化终端配置形式:A+—1类典型供电模式采用集中式或智能分布式故障处理形式;对于主干线开关、联络开关、分段开关、进出线较多的开关站、环网单元和配电室配置“三遥”配电自动化终端配置形式;对于一般性节点配置“两遥”配电自动化终端配置形式;通信:通信形式以光纤通信形式为主,载波和无线形式为辅;保护:110kV线路采用光纤纵差、过电流、零序电流、相间距离或接地距离保护;10kV线路采用过流、速断或零序保护,如果具备闭环运行条件,设置纵联差动保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子系统的接地系统共用接地装置,并与引入的金属管线做等电位联结;B)A+—2类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:故障处理形式及配电自动化终端配置形式:A+—2类典型供电模式采用智能分布式或集中式故障处理形式;对于网架结构清晰满足要求的线路实施智能分布式;对于一些多电源转供或网架结构复杂的线路采用集中式处理形式;通信:通信形式以无源光纤EPON形式为主,载波形式为辅建设中压通信接入网络;保护:110kV线路采用线路纵差、过电流、零序电流、三相一次重合闸、相间距离和接地距离保护;10kV线路采用过流、零序电流、间歇性接地、三相一次重合闸、低频减载和纵差保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子系统的接地系统共用接地装置,并与引入的金属管线做等电位联结;C)A+—3类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:故障处理形式及配电自动化终端配置形式:A+—3类典型供电模式采用智能分布式与集中式相结合的故障处理形式;对于主干线开关、联络开关、分段开关、进出线较多的开关站、环网单元和配电室配置“三遥”配电自动化终端配置形式,对于一般性节点配置“两遥”配电自动化终端配置形式;通信:通信形式采用光纤通信形式;保护:35kV线路采用三段式电流保护及零序保护;10kV线路采用速断和时限过流保护,如果具备闭环运行条件,设置纵联差动保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子系统的接地系统共用接地装置,并与引入的金属管线做等电位联结;D)A+—4类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:故障处理形式及配电自动化终端配置形式:A+—4类典型供电模式采用集中式或智能分布式故障处理形式;开关站、环网单元和配电室均配置一台站所终端DTU,采集环网柜间隔实现遥测和遥信配电自动化终端配置形式,并对具备条件的间隔实现遥控配电自动化终端配置形式,站所终端DTU根据配电站10kV的间隔数量按照监控8路或16路配置,实现“三遥”配电自动化终端配置形式;通信:通信形式以光纤通信形式为主,电力线载波或无线通信形式为辅;保护:110kV线路采用普通微机线路保护,主变压器采用主后一体化装置和双重化配置的双重化保护措施,每台主变压器配置一套含有非电量保护功能的智能单元;上级变电站的10kV线路出线、开关站及用户变配置断路器的线路配置三段式过流保护,如果具备闭环运行条件,设置纵联差动保护,10kV母线分段开关装设过电流保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并与引入的金属管线做等电位联结;E)A+—5类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:故障处理形式及配电自动化终端配置形式:A+—5类典型供电模式采用集中式或智能分布式故障处理形式;对于所有的新建设备均配置“三遥”配电自动化终端配置形式,主干层联络开关和分段开关配置“三遥”配电自动化终端配置形式;通信:对于采用电力专用光纤通信的配电终端采用光纤环网形式;对于不在光纤环网的配电终端以链式形式接入光纤环网上的配电终端;对于采用配电载波形式的配电终端以链式形式连接至配电子站或光纤环网;对于采用公用无线通信形式的配电终端,在通信机房之间铺设专用光纤;保护:66kV线路采用普通微机线路保护,主变压器保护采用微机线路保护和主后一体化装置的双重化保护措施,每台主变压器配置一套含有非电量保护功能的智能单元;10kV线路采用速断和过流保护,10kV分布式电源接入线路采用光纤纵差保护和过流保护,且上级变电站的10kV线路出线配置速断和过流保护,如果具备闭环运行条件,设置纵联差动保护;380的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并与引入的金属管线做等电位联结。

本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明主要针对现有国网公司供电区域划分中A+类供电区域的典型供电模式配置方法展开,提出A+—1~A+—5五类典型供电模式配置方案,并明确各典型供电模式对应的功能分区、用户构成、电压等级、电网结构和变电站配置等具体方案,使设计人员可以有针对性地开展工作,提高设计人员工作效率和时效性。2、本发明针对A+类供电区域内不同电源和用户的接入需求,基于差异化配置原则,提出标准化典型供电配置方案,规划设计人员仅需要根据规划区域的实际情况,对应查询本发明的配置方案进行设计,大大提高规划设计效率和供电可靠性,可以广泛应用于A+类供电区域配电网典型供电模式配置方案中。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解,附图的提供仅为了更好地理解本发明,它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中,需要理解的是,序号1~4,(1)~(5)及1)~5)等仅仅是用于清楚描述的目的,而不能理解为指示或暗示方法的执行顺序。

如图1所示,本发明的A+类供电区域配电网供电模式配置方法,包括以下内容:

首先,根据A+类供电区域功能分区和用户构成等信息,将A+类供电区域划分为A+—1~A+—5类典型供电模式。

本发明将A+类供电区域的功能分区划分为第一商务区、综合区、金融商务区、商业商贸区、第二商务区,其中,第一商务区的用户构成为行政办公、商业、金融、服务类行业和住宅小区,例如北京高可靠性需求核心区;综合区的用户构成为行政、商务、文化和住宅小区,例如上海世博园区及周边地区;金融商务区的用户构成为行政办公、商业、金融和服务类,例如青岛市南区东部沿海地区;商业商贸区的用户构成以行政区和商贸区综合体等为主,以金融和居民住宅区等为辅,例如浙江宁波江东核心区;第二商务区的用户构成为行政、商业、金融和服务类,例如辽宁沈阳市中心区。

根据最新版电力行业标准《配电网规划设计技术导则》规定,A+类供电区域供电可靠率应不小于99.999%(用户年平均停电时间不高于5分钟),对于A+类供电区域中不同功能分区的供电可靠性要求,行政办公区的供电可靠性要求较高,商业、金融、服务类行业的供电可靠性要求次之,居民住宅区的供电可靠性要求最低。

因此,根据A+类供电区域内不同功能分区和用户构成对供电可靠性要求,本发明将A+类供电区域对应划分为A+—1~A+—5五类典型供电模式,例如A+—1类典型供电模式为第一商务区的用户构成所制定的供电模式。

其次,根据确定的典型供电模式种类,在配置方案集中查找与该典型供电模式相对应的供电配置方案,其中,配置方案集包括每一类典型供电模式相对应的供电配置方案,每种供电配置方案均包括该典型供电模式所采用的电压等级、电网结构、电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入、负荷接入、故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护。其中,本发明的配置方案集的建立过程具体为:

1、根据供电区域电网现状及电压等级序列配置情况,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电压等级,具体为:A+—1类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、10kV或380V;A+—2类类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、35kV、10kV或380V;A+—3类类典型供电模式中电压等级为220kV、35kV、10kV或380V;A+—4类类典型供电模式中电压等级为220kV、110kV、10kV或380V;A+—5类类典型供电模式中电压等级为220kV、66kV、10kV或380V。

2、根据A+类供电区域的负荷分布特性及供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电网结构。

由于A+类供电区域大多已经发展为用电负荷饱和水平,其年用电负荷相对稳定,变化率较小;A+类供电区域的月用电负荷差异主要取决于该供电区域所处自然环境条件导致的制冷或供热负荷;而A+类供电区域的日负荷差异则呈现出与社会活动紧密联系的昼夜差异规律,一般以商贸营业场所及行政金融办公场所的经营时间为分水岭。

A+类供电区域内的供电可靠性可以通过不同电网结构的规划设计进行提高,对于110~35kV线路,链式(单链、双链、三链)结构供电可靠性最高,环网(单环网、双环网)结构供电可靠性次之,辐射式结构供电可靠性最低;对于10kV架空线路,多分段适度联络可靠性高于辐射式;对于10kV电缆,N供一备和环式(单环、双环)结构供电可靠性高于辐射式。

本发明根据负荷分布特性及供电可靠性要求,并基于各典型供电模式的电压等级,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的电网结构:

(1)A+—1类典型供电模式的电网结构为:

电压等级为110kV的电网可以采用由两座220kV变电站作为电源,中间“π”接入两座110kV的变电站形成双链结构。

电压等级为10kV的电网可以采用变电站出线双环网接线、三电源开关站接线或开关站出线双环网接线结构。

电压等级为380V的电网可以采用辐射式结构。

(2)A+—2类典型供电模式的电网结构为:

电压等级为110kV的电网可以按最终双侧电源的三链链式接线结构规划;过渡时期,110kV的电网可以采用双侧电源辐射或双链链式接线结构。

电压等级为35kV的电网可以按最终双侧电源的双链链式接线结构规划;过渡时期,35kV的电网可以采用双侧电源辐射接线结构。

电压等级为10kV的电网可以采用变电站直供终端开关站、终端开关站供终端开关站、终端开关站双环网或中心开关站供终端开关站接线的结构。

电压等级为380V的电网可以电网采用辐射式结构。

(3)A+—3类典型供电模式的电网结构为:

电压等级为35kV的电网可以采用双链接线结构,每个变电站由三回电源线路供电,且变电站主接线采用线变组接线或内桥加线变组接线结构。

电压等级为10kV的电网可以采用电缆双环网接线结构,当其中一条线路故障时,整条线路可以划分为若干部分并被其余线路转供。

电压等级为380V的电网可以采用辐射式结构。

(4)A+—4类典型供电模式的电网结构为:

电压等级为110kV的电网可以采用电缆双链结构;变电站主接线采用线变组接线或内桥加线变组接线结构。

电压等级为10kV的电网可以采用电缆双环式接线或电缆双环式三双接线结构。

电压等级为380V的电网可以采用辐射式结构。

(5)A+—5类典型供电模式的电网结构为:

电压等级为66kV的电网可以采用双链结构。

电压等级为10kV的电网可以采用电缆双环网结构。

电压等级为380V的电网可以采用辐射式结构。

3、基于各典型供电模式的电网结构,根据规划区域上级电源、负荷分布特性及供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式中各电压等级的电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入和负荷接入。

电气主接线配置:110kV的电气主接线主要选用单母线分段、“一进三出”接线或内桥加线路变压器组接线;66kV的电气主接线主要选用线路变压器组接线;35kV的电气主接线均主要选用内桥加线路变压器组接线或线路变压器组接线;10kV的电气主接线主要选用单母线分段形式。

线路配置:对于110kV~35kV线路,线路导线截面的选取应符合:线路导线截面宜综合饱和负荷状况和线路全寿命周期选定;线路导线截面与电网结构以及变压器容量和台数相匹配;线路导线截面按照经济电流密度选取,并根据机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验。且A+类供电区域中110kV或66kV架空线路导线截面不宜小于240mm2,电缆线路宜选用交联聚乙烯绝缘铜芯电缆,载流量应与该供电区域的架空线路相匹配。对于10kV线路,10kV配电网应具有较强的适应性,主干线路导线截面宜综合饱和负荷状况和线路全寿命周期选定;线路导线截面选择应系列化,同一规划区的主干线路导线截面不宜超过3种,主变压器容量与10kV出线间隔及10kV线路导线截面的配置可以参考下表1:

表1:主变压器容量与10kV馈线数及10kV线路导线截面的配置

配电设施:配电室一般配置双路电源,10kV侧一般采用环网开关,220V或380V侧采用单母线分段接线,变压器接线组别一般采用Dyn11接线,单台变压器容量不宜超过1000kVA;用户配电室根据需要可以增大单台变压器容量,一般不超过2500kVA,且配电室一般独立建设,受条件所限必须进楼时可以设置在地下一层,但不宜设置在最底层,配电变压器宜选用干式,并采取屏蔽、减振和防潮措施。开关站宜建于负荷中心区,一般配置双电源,分别取自不同变电站或同一变电站的不同母线,在供电可靠性要求较高且具备条件的地区,可以配置三电源,采用两供一备的形式,开关站接线一般采用两路电源进线和6~12路出线,且单母线分段接线。环网单元一般采用2路电源进线和4路出线,必要时可以增加出线。

电源接入:根据电源类型和容量,确定接入的电压等级、接入形式和接入点,电源种类主要考虑接入110~35kV电压等级常规能源或新能源电厂,以及接入10kV及以下的电网分布式电源两大类。

负荷接入:根据供电可靠性要求和用户装接容量,确定接入的电压等级、接入形式和接入点,接入形式主要采用双电源、双回路和单回路三种,接入点主要采用110~35kV变电站内各电压等级母线,以及10kV开关站、10kV环网单元、T接至架空主干或分支几种。负荷接入类型按三级分类,一级负荷用户是指中断供电将造成政治上、经济上的巨大损失,甚至出现人身伤亡等重大事故,造成重大设备损坏,重大产品报废,生产过程被打乱等问题的用户,对供电可靠性要求最高,宜采用双电源供电;二级负荷用户是指中断供电将在政治上、经济上造成较大损失,严重影响重要单位的正常工作以及造成重要的公共场所秩序混乱的用户,对供电可靠性要求次之,宜采用双回路供电;三级负荷用户是指不属于一、二级负荷用户的其他负荷用户,对可靠性要求最低,采用单回路供电即可。

下面对本发明A+—1~A+—5类典型供电模式中各电压等级的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置作具体说明:

(1)A+—1类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:

1)电气主接线配置

110kV的电气主接线采用单母线分段接线,出线4回;10kV的电气主接线采用单母线八分段环形接线,出线56回,且每一主变压器均配置一9MVar的电容器;380V的电气主接线采用单母线分段接线。

2)线路配置

110kV线路选择导线截面为800mm2的电缆,联络线路选择导线截面为630或400mm2的电缆,110kV线路电缆采用隧道形式。

10kV线路选择导线截面为400、300或240mm2的铜芯电缆;开关站进线可以选择导线截面为400mm2或300mm2的电缆;开关站出线可以选择导线截面为240、185或150mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道和排管形式。

380V线路导线截面不宜小于120mm2,且不宜超过150mm2,380V电缆可以采用排管、沟槽或直埋等敷设形式。

3)配电设施

110kV配电设施以变电站为主,主变电站包括4台50MVA主变压器,单台主变压器配置一9MVar的电容器,感性无功补偿容量根据电缆出线长度经计算后确定。

10kV配电设施以开关站、环网单元和配电室为主,开关站可以选择3路电源进线,10~16路出线;环网单元可以选择2路进线,4~6路出线;配电室可以选择500、630、800或1000kVA的配电变压器,10kV开关站进出线均配置断路器,总配电室进线可以配置断路器,其他开关为负荷开关。

380V配电设施以低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱为主。

4)电源接入

分布式电源可以接入110kV变电站的10kV侧、开关站的10kV侧或配电室;热电厂可以采用双回路接入形式。

5)负荷接入

一级负荷用户的电源应来自不同变电站馈出的双路或多路电源;二级负荷用户的电源由变电站的不同母线出线的双路电源供电;三级负荷用户采用单路电源供电,当用户需要较高供电可靠性要求且电网具备条件时,可以采用双路电源供电。

(2)A+—2类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:

1)电气主接线配置

110kV的电气主接线一进三出;35kV的电气主接线配置线路变压器组;10kV的电气主接线采用单母线六分段环式接线,出线48回,且每一主变压器均配置一12MVar的电容器;380V的电气主接线采用单母线分段接线。

2)线路配置

110kV线路选择首段导线截面为1000mm2次段导线截面为800mm2的电缆,110kV线路电缆采用排管形式。

35kV线路选择导线截面为630mm2或双并400mm2的电缆,35kV线路电缆采用排管形式。

10kV线路选择导线截面为400mm2或双并400mm2的电缆,开关站出线(配电室环网)可以选择导线截面为240mm2或120mm2的电缆,10kV线路电缆采用排管或直埋形式。

380V线路导线截面不宜小于120mm2,且不宜超过150mm2,电缆可以采用排管、沟槽或直埋等敷设形式。

3)配电设施

110kV配电设施以变电站为主,变电站最终规模为3台主变压器,单台容量可以选择50MVA、63MVA或80MVA的变压器。

35kV配电设施以变电站为主,变电站最终规模为3台主变压器,单台主变压器容量可以选择31.5MVA的变压器。

10kV配电设施以开关站和配电室为主,开关站可以配置2台800、1000或1250kVA的配电变压器;配电室可以配置2台500、630、800或1000kVA的配电变压器,10kV开关站配置有全断路器,配电室为负荷开关。

380V配电设施以低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱为主。

4)电源接入

分布式电源可以接入110kV或35kV变电站的10kV侧或开关站的10kV侧,热电厂可以采用双回路接入形式。

5)负荷接入

一级负荷用户采用双回路双电源,电源来自不同的110kV或35kV的变电站或开关站,且来自开关站时电源须来自不同的变电站;二级负荷用户采用双回路电源;三级负荷用户采用1~2回路,按不同负荷容量接入变电站、开关站和配电室。

(3)A+—3类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:

1)电气主接线配置

35kV的电气主接线采用线路变压器组接线或内桥加线路变压器组接线,出线3回;10kV的电气主接线采用单母线四分段接线,出线24回,且每一主变压器均配置一4MVar的电容器;380V的电气主接线采用单母线分段接线。

2)线路配置

35kV线路选择导线截面为2×400mm2或630mm2的电缆,35kV线路电缆采用电缆沟或排管形式。

10kV线路选择导线截面为300mm2的电缆,10kV线路电缆采用电缆沟或排管形式。

380V线路导线截面不宜小于120mm2,且不宜超过150mm2,电缆可以采用排管、沟槽或直埋等敷设形式。

3)配电设施

35kV配电设施以变电站为主,变电站最终建设规模为3台主变压器,并根据区域负荷增长规模及增长速度,一般先投运2台,单台主变压器容量选择31.5MVA的变压器。

10kV配电设施以配电室和环网单元为主,单台配电变压器可以选择容量为400、630或800kVA的配电变压器,10kV变电站内开关均为断路器,10kV电缆单环网和双环网中开关选用智能分布式开关,建设模式中开关选用断路器,集中式模式中环入和环出开关均选用负荷开关。

380V配电设施以低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱为主。

4)电源接入

热电厂可以采用双回路接入形式,接入点可以选择变电站35kV母线;其他分布式电源接入10kV线路或母线。

5)负荷接入

一级负荷用户和二级负荷用户采用双电源或双回路供电;三级负荷用户可以采用单回路供电,接入点可以选择变电站35kV母线、10kV母线、开关站或配电室。

(4)A+—4类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:

1)电气主接线配置

110kV的电气主接线采用内桥加线路变压器组;10kV的电气主接线采用单母线四分段接线,出线30回,且每一主变压器均配置一8MVar的电容器;380V的电气主接线采用单母线分段接线。

2)线路配置

110kV线路选择导线截面为630mm2的电缆,110kV线路电缆采用隧道或排管形式。

10kV线路选择导线截面为400mm2或300mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道、排管或直埋形式。

380V线路导线截面不宜小于120mm2,且不宜超过150mm2,电缆可以采用排管、沟槽或直埋等敷设形式。

3)配电设施

110kV配电设施以变电站为主,远期设置3台50MVA的主变压器,每台主变压器配置一(4800+3600)kVar的容性无功补偿装置,感性无功补偿容量根据电缆出线长度经计算后确定。

10kV配电设施以配电室、开关站和环网单元为主,单台配电变压器可以选择容量为400、630、800或1000kVA的配电变压器,且10kV电缆网中开关一般采用负荷开关、断路器和负荷开关加熔断器组合;当分布式电源T接至开关站时,分布式电源侧与公共连接点开关需配置断路器,配电变压器高压侧增加配电变压器双向投切开关。

380V配电设施以低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱为主。

4)电源接入

分布式电源容量在0.4~6MW之间宜采用10kV接入,容量在0.4MW以下的采用380V接入;接入10kV配电网的电源,可以采用专线接入变电站的二次侧或开关站的出线侧;在满足电网安全运行及电能质量要求时也可以采用T接形式并网。

5)负荷接入

一级负荷用户和二级负荷用户采用双电源或双回路供电;三级负荷用户可以采用单回路供电,接入点可以选择变电站110kV母线、10kV母线、开关站、环网单元、配电室或箱式变电站10kV母线。

(5)A+—5类典型供电模式的电气主接线、线路、配电设施、电源接入和负荷接入的配置为:

1)电气主接线配置

66kV的电气主接线采用线路变压器组接线,出线3回;10kV的电气主接线采用单母线分段接线,出线30~36回,且每一主变压器均配置一8MVar的电容器;380V的电气主接线采用单母线分段接线。

2)线路配置

66kV线路选择导线截面为630mm2的电缆,66kV线路电缆采用隧道或排管形式。

10kV线路选择导线截面为300mm2的电缆,10kV线路电缆采用隧道、排管或直埋形式。

380V线路导线截面不宜小于120mm2,且不宜超过150mm2,电缆可以采用排管、沟槽或直埋等敷设形式。

3)配电设施

66kV配电设施以变电站为主,变电站主变压器配置3台50MVA的主变压器,变电站无功补偿采用自动投切无功补偿装置,无功补偿总量应使主变压器高压侧功率因数在高峰负荷时刻不低于0.95,感性无功补偿容量根据电缆出线长度经计算后确定。

10kV配电设施以配电室、开关站和环网单元为主,单台配电变压器可以选择容量为400、630或800kVA的配电变压器,且10kV配电设施进线及母线分段开关为断路器,其余开关为负荷开关。

380V配电设施以低压开关柜、低压电缆分支箱和低压柱上综合配电箱为主。

4)电源接入

热电厂可以采用双回路接入形式,其他类型电厂可以采用单回路接入或T接接入形式,接入点可以选择变电站66kV母线、10kV母线、开关站、或配电室。

5)负荷接入

一级负荷用户和二级负荷用户可以采用双电源或双回路供电;三级负荷用户可以采用单回路供电,接入点可以选择变电站66kV母线、10kV母线、开关站或配电室。

4、根据供电可靠性要求,分别确定A+—1~A+—5类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案,下面分别进行详细说明。

(1)A+—1类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:

故障处理形式及配电自动化终端配置形式:本实施例采用集中式或智能分布式故障处理形式;对于主干线开关、联络开关、分段开关、进出线较多的开关站、环网单元和配电室应配置“三遥”(遥测、遥信、遥控)配电自动化终端配置形式;对于一般性节点,如无联络的末端站室,应配置“两遥”(遥测、遥信)配电自动化终端配置形式。

通信:本实施例以光纤通信形式为主,载波和无线形式为辅;配电主站与通信汇集型子站的配电骨干层通信采用具备路由迂回能力和较高生存性的光纤传输网形式。

保护:本实施例的110kV线路采用光纤纵差、过电流(电压)、零序电流、相间距离或接地距离保护等;10kV线路采用过流、速断或零序保护,具体使用时可以灵活进行设置,如果具备闭环运行条件,可以设置纵联差动保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位联结,且联合接地电阻应小于1欧姆。

(2)A+—2类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:

故障处理形式及配电自动化终端配置形式:本实施例采用智能分布式或集中式故障处理形式;对于网架结构清晰满足要求的线路,采用智能分布式,完成故障识别、故障隔离和非故障段恢复供电;对于一些多电源转供或网架结构复杂的线路,采用集中式处理形式,由配电主站实行故障识别、隔离故障和网络重构。

通信:本实施例以无源光纤EPON形式为主,载波形式为辅建设中压通信接入网络。

保护:本实施例的110kV线路采用线路纵差、过电流(电压)、零序电流、三相一次重合闸、相间距离和接地距离保护等;10kV线路采用过流、零序电流、间歇性接地、三相一次重合闸、低频减载和纵差保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位联结,且联合接地电阻应小于1欧姆。

(3)A+—3类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:

故障处理形式及配电自动化终端配置形式:本实施例采用智能分布式与集中式相结合的故障处理形式;对于主干线开关、联络开关、分段开关、进出线较多的开关站、环网单元和配电室应配置“三遥”配电自动化终端配置形式,对于一般性节点,如无联络的末端站室,应配置“两遥”配电自动化终端配置形式。

通信:本实施例采用光纤通信形式,通信系统结构为配电主站与通信汇集型子站的配电骨干层通信采用具备路由迂回能力和较高生存性的光纤传输网形式。

保护:本实施例的35kV线路采用三段式电流保护及零序保护,35kV变电站主变压器配置差动、瓦斯和高后备保护;10kV线路均采用速断和时限过流保护,具体使用时可以灵活进行设置,如果具备闭环运行条件,可以设置纵联差动保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位联结,且联合接地电阻应小于1欧姆。

(4)A+—4类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:

故障处理形式及配电自动化终端配置形式:本实施例采用集中式或智能分布式故障处理形式;开关站、环网单元和配电室(终端配电室除外)均配置一台站所终端DTU(站内开关间隔较多时,可增配一台),采集环网柜间隔实现遥测和遥信配电自动化终端配置形式,并对具备条件的间隔实现遥控配电自动化终端配置形式,站所终端DTU根据配电站10kV的间隔数量按照监控8路或16路配置,并能实现“三遥”配电自动化终端配置形式。

通信:本实施例以光纤通信形式为主,电力线载波或无线通信形式为辅;具备遥控功能的配电设施采用专网通信形式,禁止使用公网网络资源,优先采用光纤专网通信形式;在不具备建设光缆的条件下,采用载波通信形式;在不具备遥控功能的配电站点,综合应用多种通信形式;在接入配电网的分布式电源、电动汽车充放电站及储能装置站点,采用光纤和中压电力线载波等通信专网形式。

保护:本实施例的110kV线路采用普通微机线路保护,主变压器采用主后一体化装置和双重化配置的双重化保护措施,每台主变压器配置一套含有非电量保护功能的智能单元;上级变电站的10kV线路出线、开关站及用户变配置断路器的线路应配置三段式过流保护,具体使用时可以灵活进行设置,如果具备闭环运行条件,可以设置纵联差动保护,且10kV母线分段开关设置过电流保护;380V的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位联结,且联合接地电阻应小于1欧姆。

(5)A+—5类典型供电模式的故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的配置方案为:

故障处理形式及配电自动化终端配置形式:本实施例采用集中式或智能分布式故障处理形式;对于所有的新建设备均配置“三遥”配电自动化终端配置形式,主干层联络开关和分段开关应配置“三遥”配电自动化终端配置形式。

通信:本实施例对于采用电力专用光纤通信的配电终端采用光纤环网形式;对于不在光纤环网的配电终端,以链式形式接入光纤环网上的配电终端;对于采用配电载波形式的配电终端,以链式形式连接至配电子站或光纤环网;对于采用公用无线通信形式的配电终端,在通信机房之间铺设专用光纤。

保护:本实施例的66kV线路采用普通微机线路保护,主变压器保护采用微机线路保护和主后一体化装置的双重化保护措施,且每台主变压器配置一套含有非电量保护功能的智能单元;10kV线路采用速断和过流保护,10kV分布式电源接入线路采用光纤纵差保护和过流保护,且上级变电站的10kV线路出线配置速断和过流保护,具体使用时可以灵活进行设置,如果具备闭环运行条件,可以设置纵联差动保护;380的住宅配电系统、外部防雷装置、防闪电感应、内部防雷装置和电气与电子等系统的接地系统共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位联结,且联合接地电阻应小于1欧姆。

需要说明的是本发明的各典型供电模式中220kV的电网结构、电气主接线配置、线路配置、配电设施、电源接入、负荷接入、故障处理形式及配电自动化终端配置形式、通信和保护的相关设置均为本技术领域人员周知的基本设置,具体内容在此不做赘述。

上述各实施例仅用于说明本发明,其中方法的各步骤等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。

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