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        提高10kV開關(guān)站輸送能力探討

        2021-09-12 21:18:38余志軍周華健
        科技尚品 2021年8期
        關(guān)鍵詞:開關(guān)站導線電纜

        余志軍 周華健

        摘 要:隨著國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,電力負荷需求不斷增長,原先規(guī)劃建設(shè)的10kV開關(guān)站絕大部分存在滿載、過載運行現(xiàn)象。如果采用新增開關(guān)站布點或者變電站,可以徹底解決上述問題,但一次性投資大,建設(shè)周期長,往往會錯過經(jīng)濟發(fā)展良機。為了盡快解決電力供需矛盾,提高現(xiàn)有10kV開關(guān)站輸送能力,保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠運行,通過對10kV開關(guān)站進行改革后能及時化解以上問題。

        關(guān)鍵詞:10kV開關(guān)站輸送能力;供需矛盾;安全風險;社會效率

        中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1064(2021)08-0-02

        DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.011

        1 10kV開關(guān)站建設(shè)因素及利與弊

        1.1 10kV開關(guān)站建設(shè)因素

        建設(shè)一座35kV及以上的變電站,需占用較大土地面積和巨額的設(shè)備投資成本,還要考慮電力廊道、運行成本、經(jīng)濟效益等諸多問題。所以,電力部門一般會選擇在距離變電站較遠,負荷相對集中的地段,新建一個或者二個中小型10kV開關(guān)站來緩解以上突出問題。

        1.2 利與弊

        其大大減少了投資成本,建設(shè)周期短,快速解決了距離變電站較遠的負荷正常接入用電問題,相對提高了電壓質(zhì)量及安全供電可靠性。

        由于電力負荷需求不斷增長,開關(guān)站投入運行短短幾年時間就達到瓶頸,無法滿足用戶用電需求。新增負荷無法接入,成本增加,滿載、過載運行導致安全隱患、不穩(wěn)故障頻發(fā)。如果新建變電站,建設(shè)周期長、成本高、征地難、電力廊道等一系列問題實施起來相當困難,會嚴重影響經(jīng)濟正常發(fā)展。

        2 10kV開關(guān)站滿載、過載運行使新增負荷無法接入

        10kV開關(guān)站一般建在負荷密集及經(jīng)濟有較大發(fā)展空間的地段,由于供電區(qū)域的擴大和供電負荷的增加,絕大多數(shù)開關(guān)站已無法滿足新增負荷需求。電力系統(tǒng)一般采用以下解決方案:

        增大原主供線路導線截面,目前電力通用最大240型(線路載流量受限),改造后不能達到預(yù)期效果。

        新建一條10kV線路進入開關(guān)站,對城市街道來說,新開辟一條線路通道困難重重。新建線路及改造開關(guān)站進線間隔投入成本大大增加,開關(guān)站高壓室的本來空間有限,改造相當困難。

        中型開關(guān)站一般采用兩條10kV進線,高壓柜采用Ⅰ段Ⅱ段供電方式,更換大截面導線仍然滿足不了負荷快速增長需求,只能暫時緩解電力供需壓力。

        大多開關(guān)站出線采用環(huán)網(wǎng)方式,線路負荷都較重,只能臨時轉(zhuǎn)移小部分負荷,問題的根本所在,滿載、過載運行、新負荷接入等還是難以及時解決。

        針對用電大戶負荷接入問題,要求從變電站架設(shè)專線來緩解開關(guān)站壓力。用戶接入避近就遠,額外增加了投入成本及安全風險,對變電站間隔不足等也帶來了一系列問題。

        新增變電站布點,一次投資大,建設(shè)周期長,無法及時解決供需矛盾,影響當前經(jīng)濟發(fā)展[1]。

        3 10kV鐵湖開關(guān)站基本情況

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源情況:

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源為余鐵聯(lián)一線(供I段母線)、余鐵聯(lián)二線(供II段母線)。

        10kV余鐵聯(lián)一線基本情況。余鐵聯(lián)一線(余55-鐵55)線路,正常情況下供10kV鐵湖開關(guān)站I段母線負荷,余鐵聯(lián)一線電纜及導線型號YJV22-3*240+JKLYJ-240,最大允許電流(按YJV22-3*240線徑?。?35A。

        10kV余鐵聯(lián)二線基本情況。余鐵聯(lián)二線(余75-鐵75)線路,正常情況下供10kV鐵湖開關(guān)站II段母線負荷,余鐵聯(lián)二線電纜及導線型號YJV22-3*400+JKLYJ-240+YJV22-3*300,最大允許電流(按YJV22-3*300線徑?。?95A。

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源(余鐵聯(lián)一線、余鐵聯(lián)二線)最大允許電流為:435A+495A=930A。

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源往年負荷情況如表1所示。

        分析一:從統(tǒng)計表可以看出,線路重載、過載運行基本上在6/7/8月天氣較熱時段。

        分析二:10kV余鐵聯(lián)一線過載比較嚴重,最高達線路正常運行值的1.3倍;如果長期運行,電纜必然發(fā)熱,可能導致燒壞、短路等重大安全事故。

        分析三:10kV余鐵聯(lián)二線重載較嚴重,造成II段母線線路上新增負荷無法接入。

        4 確定要因

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源輸送能力分析:

        開關(guān)站主供電源電纜及架空線路載流量不匹配導致輸送能力下降。

        主供電源余鐵聯(lián)一線,導線型號YJV22-3*240+JKLYJ-240,最大允許電流(按YJV22-3*240線徑?。?35A,JKLYJ-240為573A不匹配。

        主供電源余鐵聯(lián)二線,導線型號YJV22-3*400+JKLYJ-240+YJV22-3*300,最大允許電流(按YJV22-3*300線徑取)為495A,JKLYJ-240為573A不匹配。

        兩路主供電源載流量受限,即使改造后電纜及架空線路載流量匹配,也無法滿足現(xiàn)有用戶用電需求。

        5 制定對策

        第一步:增大10kV鐵湖開關(guān)站主供電源載流能力(保持原桿塔不變,采用雙分裂架空導線雙回架設(shè)),滿足開關(guān)站所需載流能力[2]。

        第二步:更換鐵湖開關(guān)站部分不匹配的10kV進線電纜,提高其載流量,確保電纜和架空線路載流能力相互匹配,如表2所示。

        6 效果檢查

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源載流量檢查:

        余鐵聯(lián)一線通過技術(shù)改造后,最大允許電流由原來的435A提升到1 146A,增加了711A。

        余鐵聯(lián)二線技術(shù)改造后,最大允許電流由原來的495A提升到1 146A,增加了651A。

        10kV鐵湖開關(guān)站主供電源技術(shù)改造后,載流量由原來總的930A增加到2 292A,提升了1 362A,為原來載流量的2.5倍。

        7 取得效益

        鐵湖開關(guān)站通過技術(shù)改革后,載流量在原來基礎(chǔ)上提升了2.5倍,相當于又新建了1.5個開關(guān)站。

        開關(guān)站負載能力增加了幾倍,及時解決了部分用電戶接入問題,化解了供需矛盾,減少了電力用戶額外投資成本。合理利用了有限資源,大大降低了電力部門投資成本[3]。

        利用原線路通道,桿塔不變,開關(guān)站高壓柜(高壓進線柜開關(guān)4 000A)不變,只更換高壓進線柜CT,桿塔橫擔,更換兩路主供進線電纜,新增兩路導線,采用雙分裂導線架設(shè)方式,設(shè)備材料預(yù)計總投入93萬元。變電站至10kV鐵湖開關(guān)站線路及設(shè)備投資統(tǒng)計表如表3所示。

        與鐵湖開關(guān)站線路環(huán)網(wǎng)的部分負荷,可以調(diào)整到鐵湖開關(guān)站供電,降低了其他環(huán)網(wǎng)線路重載、過載運行安全風險,提高了電壓質(zhì)量及電網(wǎng)供電可靠性,減少新增變電站建設(shè)周期壓力,提高了社會經(jīng)濟效益。

        8 結(jié)語

        以上10kV開關(guān)站改革,改造工期短(幾天完成全部改造),經(jīng)濟適用(投入資金不到100萬),安全可靠(改造風險?。d流能力成倍增加(相當于新建了1.5個10kV開關(guān)站),解決開關(guān)站及公用線路供電卡口問題立竿見影,節(jié)約資源,提高了社會經(jīng)濟效益。

        參考文獻

        [1] 王福菊.10kV開關(guān)站改造效費評估模型研究[J].電力與能源,2020,41(6):732-733,752.

        [2] 梁健發(fā).淺談10kV線路自動化開關(guān)站電氣設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2020(17):83-84.

        [3] 俊仁,張志華,呂鵬,等.10kV開關(guān)站智能監(jiān)控系統(tǒng)分析與實現(xiàn)[J].微型機與應(yīng)用,2015,34(4):8-10.

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