余志軍 周華健

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，電力負(fù)荷需求不斷增長(zhǎng)，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(yùn)行現(xiàn)象。如果采用新增開關(guān)站布點(diǎn)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(zhǎng)，往往會(huì)錯(cuò)過經(jīng)濟(jì)發(fā)展良機(jī)。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(jì)、可靠運(yùn)行，通過對(duì)10kV開關(guān)站進(jìn)行改革后能及時(shí)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(fēng)險(xiǎn);社會(huì)效率

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(yùn)行成本、經(jīng)濟(jì)效益等諸多問題。所以，電力部門一般會(huì)選擇在距離變電站較遠(yuǎn)，負(fù)荷相對(duì)集中的地段，新建一個(gè)或者二個(gè)中小型10kV開關(guān)站來(lái)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(yuǎn)的負(fù)荷正常接入用電問題，相對(duì)提高了電壓質(zhì)量及安全供電可靠性。

由于電力負(fù)荷需求不斷增長(zhǎng)，開關(guān)站投入運(yùn)行短短幾年時(shí)間就達(dá)到瓶頸，無(wú)法滿足用戶用電需求。新增負(fù)荷無(wú)法接入，成本增加，滿載、過載運(yùn)行導(dǎo)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(zhǎng)、成本高、征地難、電力廊道等一系列問題實(shí)施起來(lái)相當(dāng)困難，會(huì)嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展。

2 10kV開關(guān)站滿載、過載運(yùn)行使新增負(fù)荷無(wú)法接入

10kV開關(guān)站一般建在負(fù)荷密集及經(jīng)濟(jì)有較大發(fā)展空間的地段，由于供電區(qū)域的擴(kuò)大和供電負(fù)荷的增加，絕大多數(shù)開關(guān)站已無(wú)法滿足新增負(fù)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(dǎo)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(dá)到預(yù)期效果。

新建一條10kV線路進(jìn)入開關(guān)站，對(duì)城市街道來(lái)說(shuō)，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(jìn)線間隔投入成本大大增加，開關(guān)站高壓室的本來(lái)空間有限，改造相當(dāng)困難。

中型開關(guān)站一般采用兩條10kV進(jìn)線，高壓柜采用Ⅰ段Ⅱ段供電方式，更換大截面導(dǎo)線仍然滿足不了負(fù)荷快速增長(zhǎng)需求，只能暫時(shí)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(fù)荷都較重，只能臨時(shí)轉(zhuǎn)移小部分負(fù)荷，問題的根本所在，滿載、過載運(yùn)行、新負(fù)荷接入等還是難以及時(shí)解決。

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

新增變電站布點(diǎn)，一次投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，無(wú)法及時(shí)解決供需矛盾，影響當(dāng)前經(jīng)濟(jì)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(fù)荷，余鐵聯(lián)一線電纜及導(dǎo)線型號(hào)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(fù)荷，余鐵聯(lián)二線電纜及導(dǎo)線型號(hào)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(fù)荷情況如表1所示。

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

分析二：10kV余鐵聯(lián)一線過載比較嚴(yán)重，最高達(dá)線路正常運(yùn)行值的1.3倍;如果長(zhǎng)期運(yùn)行，電纜必然發(fā)熱，可能導(dǎo)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(yán)重，造成II段母線線路上新增負(fù)荷無(wú)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(dǎo)致輸送能力下降。

主供電源余鐵聯(lián)一線，導(dǎo)線型號(hào)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(dǎo)線型號(hào)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(wú)法滿足現(xiàn)有用戶用電需求。

5 制定對(duì)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(dǎo)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(jìn)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(lái)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(lái)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(lái)總的930A增加到2 292A，提升了1 362A，為原來(lái)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(lái)基礎(chǔ)上提升了2.5倍，相當(dāng)于又新建了1.5個(gè)開關(guān)站。

開關(guān)站負(fù)載能力增加了幾倍，及時(shí)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(jìn)線柜開關(guān)4 000A）不變，只更換高壓進(jìn)線柜CT，桿塔橫擔(dān)，更換兩路主供進(jìn)線電纜，新增兩路導(dǎo)線，采用雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式，設(shè)備材料預(yù)計(jì)總投入93萬(wàn)元。變電站至10kV鐵湖開關(guān)站線路及設(shè)備投資統(tǒng)計(jì)表如表3所示。

與鐵湖開關(guān)站線路環(huán)網(wǎng)的部分負(fù)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(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)，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(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

8 結(jié)語(yǔ)

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(jì)適用（投入資金不到100萬(wàn)），安全可靠（改造風(fēng)險(xiǎn)小），載流能力成倍增加（相當(dāng)于新建了1.5個(gè)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王福菊.10kV開關(guān)站改造效費(fèi)評(píng)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(dòng)化開關(guān)站電氣設(shè)計(jì)[J].中國(guó)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(shí)現(xiàn)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（4）：8-10.