城市小區(qū)兩種典型配電模式的分析

1、城市小區(qū)兩種典型配電模式的分析摘要文章通過對城市小區(qū)兩種典型配電模式的潮流計算，從網(wǎng)損、電壓損失、經(jīng)濟性、可靠性、投資收益比、遠(yuǎn)期發(fā)展等6個方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較，得出了采用10KV電源接近低壓負(fù)荷點、小容量變壓器和短低壓層線的配電模式是比較經(jīng)濟、合理的結(jié)論。關(guān)鍵詞配電模式；技術(shù)經(jīng)濟比較；城市小區(qū)中圖分類號TU994文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1007-7723(2006)08-0122-03隨著城市經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市居民的生活水平越來越高，對用電需求量愈來愈大。據(jù)統(tǒng)計，2005年鳳山縣城的用電負(fù)荷增長率高達(dá)22%。在城市居民用電猛增、供電設(shè)施落后、供電能力低下和供電質(zhì)量差的背景下，國家近幾年來加大資

2、金投入對城市居民區(qū)的供電線路進(jìn)行建設(shè)與改造，以滿足城區(qū)人民生活用電的需求，不斷提高城市居民的供電質(zhì)量和供電可靠性，減少電能損失，提高供電企業(yè)經(jīng)濟效益以適應(yīng)電力市場經(jīng)濟需要。為做好城市居民用電的長遠(yuǎn)規(guī)劃，確保網(wǎng)改后城市居民供電的可靠性、合理性以及投資的經(jīng)濟性，有必要對城市居民的配電模式進(jìn)行定量的計算分析，以便得到符合城市居民用電要求的配電模式。為此，在滿足同樣負(fù)荷需求的情況下，筆者選取兩種具有代表意義的10KV變壓器典型配電模式，做潮流計算及技術(shù)經(jīng)濟比較。一、兩種典型配電模式及其潮流計算(一)假設(shè)條件為了便于分析，假設(shè)一個居民區(qū)有4幢樓，每幢樓取最大負(fù)荷為70KW(即S=100KVA),功率因數(shù)

3、cos3=0.8,10KV變壓器為滿負(fù)荷運行，中、低壓導(dǎo)線截面按常規(guī)選取。(二)兩種配電模式及其潮流計算1 .配電模式1及其潮流計算(如圖1)如圖1所示，在居民區(qū)中心位置裝1臺400KVA的10KV/0.4KV變壓器，低壓主干線采用JLY-150，低壓接戶線采用JLY-50,低壓供電半徑300m,每條低壓接戶線長50m,設(shè)備參數(shù)如下：(1) 10KV變壓器：S9-400KVA的空載損耗為Po=800W,負(fù)載損耗為Pk=4300W,IO%=1.0,Uk%=4.3。(2)低壓線路：JLY-150導(dǎo)線R=0.206Q/km,X=0.298Q/km;JLY-50導(dǎo)線R=0.641Q/km,X=0.33

4、3Q/km。(3)用電負(fù)荷：S=4X100KVA,cos=0.8通過進(jìn)行潮流計算，相關(guān)結(jié)果列于表2 .配電模式2及其潮流計算如圖2所示，向居民區(qū)中心延架600米長的10KV線路(導(dǎo)線采用JKLYJ-35)，把配電模式1的1臺400KVA的變壓器分成4臺100KVA的變壓器裝在每幢居民樓旁，低壓接戶線仍采用JLY-50,每條線長50m,設(shè)備參數(shù)如下：(1) 10KV變壓器：S9-100KVA的空載損耗為Po=290W,負(fù)載損耗為Pk=1500W,IO%=1.6,Uk%=4.0。(2)中壓線路：JKLYJ-35導(dǎo)線R=0.868Q/km,X=0.344Q/km。(3)低壓線路：JLY-50導(dǎo)線R=

5、0.641Q/km,X=0.333Q/km。(4)用電負(fù)荷:S=4X100KVA,cos3=0.8。通過進(jìn)行潮流計算，相關(guān)結(jié)果列于表1。二、技術(shù)經(jīng)濟比較分析(一)網(wǎng)損和電壓損失比較由表1不難看出，在滿足同樣居民用電負(fù)荷需求的情況下，配電模式2有功損耗、無功損耗和導(dǎo)線電壓損失比配電模式1,分別降低了22371KW、35.119kvar和45.3V,主要原因是由于配電模式1中低壓主干線流過的電流過大、距離較長，因而造成網(wǎng)損大、電壓損失大。配電模式2采取10kv電源接近低壓負(fù)荷點、使用小容量變壓器和短低壓導(dǎo)線的配電模式將單臺容量為100KVA分別供電到居民樓旁，即將原來配電模式1低壓導(dǎo)線側(cè)大電流（5

6、57A）轉(zhuǎn)化為配電模式2的小電流（144A），并且低壓側(cè)導(dǎo)線長度被大大縮短，從而降低了網(wǎng)損，減少了電壓損失。配電模式1由于自身原因，在高峰負(fù)荷時可能出現(xiàn)網(wǎng)損大、電壓低的缺點；配電模式2具有在高峰負(fù)荷時網(wǎng)損小的優(yōu)點，更重要的是能提供可靠的電壓質(zhì)量。（二）經(jīng)濟性比較采用最大電流法計算網(wǎng)損及年電費損失。取最大負(fù)荷損失小時數(shù)p=2400h、平均電費單價0522元/KWh（此處平均電費單價為廣西區(qū)內(nèi)2005年居民生活用電單價），經(jīng)計算結(jié)果如下：配電模式1的年損失電費：38.298KWX2400hX0.522元/KWhQ4.8萬元配電模式2的年損失電費：15.582KWX2400hX0.522元/KWh弋

7、1.95萬元兩者比較，配電模式2比配電模式1每年減少損失2.85萬元。這僅僅是一臺配電變壓器通過降損后所增加的企業(yè)經(jīng)濟效益。（三）可靠性對比從上述分析可以看出，配電模式1低壓側(cè)導(dǎo)線電流大、距離長、網(wǎng)損大、發(fā)熱大，使故障率增多，而且1臺10KV變壓器停電會造成4幢居民樓全部停電，停電范圍大、停電時戶數(shù)多，供電可靠性差，企業(yè)經(jīng)濟效益也會相應(yīng)下降；配電模式2低壓側(cè)導(dǎo)線電流小、線路短、網(wǎng)損小、發(fā)熱少，能降低故障率，縮小停電范圍，容易維護(hù)，供電可靠性高，能提高企業(yè)經(jīng)濟效益。（四）投資效益對比配電模式1和配電模式2的投資如表2所示。由表2可以看出，配電模式1的工程總投資為13.65萬元，配電模式2的工程總

8、投資比配電模式1多投資8.8萬元，但是配電模式2通過降損每年可節(jié)約2.85萬元，3年內(nèi)即可收回多投資的資金，3年后即可實現(xiàn)經(jīng)濟效益，為供電企業(yè)增加收入，投資收益比較高。（五）遠(yuǎn)期發(fā)展比較配電模式1隨著城市居民用電負(fù)荷（每戶4KW計）增長，在高峰負(fù)荷時將出現(xiàn)過負(fù)荷、電壓質(zhì)量差的現(xiàn)象，即使換裝配電變壓器及更換低壓導(dǎo)線，其過負(fù)荷、電壓質(zhì)量差等問題也只是得到暫時解決。因此隨著居民用電負(fù)荷進(jìn)一步增長（每戶6KW）時，又會在高峰負(fù)荷情況下由現(xiàn)過負(fù)荷、電壓質(zhì)量變差的惡性循環(huán)，弊端很明顯，還要處于被動搶修的局面，不能滿足遠(yuǎn)期發(fā)展需要。在配電模式2中，低壓導(dǎo)線可按居民每戶6KW的遠(yuǎn)期需要一次規(guī)劃實施，因低壓主干導(dǎo)線距離大大縮短，總投資增加不大，等到實際負(fù)荷增長（每戶超過6KW）后也只需將配電變壓器換成大容量變壓器，工程量小，再投資不大，易于實施，因此能滿足遠(yuǎn)期發(fā)展需要。（六）兩種配電模式技術(shù)經(jīng)濟比較分析結(jié)果如表3所示三、結(jié)語以上所選取的兩種典型配電模式，分別代表了兩種不同的配電模式發(fā)展方向，根據(jù)其潮流計算及技術(shù)經(jīng)濟比較分析結(jié)果可以得到如下結(jié)論：10KV變壓器配電模式不能往大容量變壓器和長、粗低壓導(dǎo)線的方向發(fā)展，并將造成配電網(wǎng)損耗大、電壓損失大、故障多、經(jīng)濟性差，不利于遠(yuǎn)