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(guò)對(duì)城市小區(qū)兩種典型配電模式的潮流計(jì)算，從網(wǎng)損、電壓損失、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、投資收益比、遠(yuǎn)期發(fā)展等6個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，得出了采用10KV電源接近低壓負(fù)荷點(diǎn)、小容量變壓器和短低壓層線(xiàn)的配電模式是比較經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)論。關(guān)鍵詞配電模式；技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；城市小區(qū)中圖分類(lèi)號(hào)TU994文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007-7723(2006)08-0122-03隨著城市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市居民的生活水平越來(lái)越高，對(duì)用電需求量愈來(lái)愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年鳳山縣城的用電負(fù)荷增長(zhǎng)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(guó)家近幾年來(lái)加大資

2、金投入對(duì)城市居民區(qū)的供電線(xiàn)路進(jìn)行建設(shè)與改造，以滿(mǎn)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(jì)效益以適應(yīng)電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要。為做好城市居民用電的長(zhǎng)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(jì)性，有必要對(duì)城市居民的配電模式進(jìn)行定量的計(jì)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(mǎn)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(jì)算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。一、兩種典型配電模式及其潮流計(jì)算(一)假設(shè)條件為了便于分析，假設(shè)一個(gè)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(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，中、低壓導(dǎo)線(xiàn)截面按常規(guī)選取。(二)兩種配電模式及其潮流計(jì)算1 .配電模式1及其潮流計(jì)算(如圖1)如圖1所示，在居民區(qū)中心位置裝1臺(tái)400KVA的10KV/0.4KV變壓器，低壓主干線(xiàn)采用JLY-150，低壓接戶(hù)線(xiàn)采用JLY-50,低壓供電半徑300m,每條低壓接戶(hù)線(xiàn)長(zhǎng)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(xiàn)路：JLY-150導(dǎo)線(xiàn)R=0.206Q/km,X=0.298Q/km;JLY-50導(dǎo)線(xiàn)R=0.641Q/km,X=0.33

4、3Q/km。(3)用電負(fù)荷：S=4X100KVA,cos=0.8通過(guò)進(jìn)行潮流計(jì)算，相關(guān)結(jié)果列于表2 .配電模式2及其潮流計(jì)算如圖2所示，向居民區(qū)中心延架600米長(zhǎng)的10KV線(xiàn)路(導(dǎo)線(xiàn)采用JKLYJ-35)，把配電模式1的1臺(tái)400KVA的變壓器分成4臺(tái)100KVA的變壓器裝在每幢居民樓旁，低壓接戶(hù)線(xiàn)仍采用JLY-50,每條線(xiàn)長(zhǎng)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(xiàn)路：JKLYJ-35導(dǎo)線(xiàn)R=0.868Q/km,X=0.344Q/km。(3)低壓線(xiàn)路：JLY-50導(dǎo)線(xiàn)R=

5、0.641Q/km,X=0.333Q/km。(4)用電負(fù)荷:S=4X100KVA,cos3=0.8。通過(guò)進(jìn)行潮流計(jì)算，相關(guān)結(jié)果列于表1。二、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析(一)網(wǎng)損和電壓損失比較由表1不難看出，在滿(mǎn)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(wú)功損耗和導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)流過(guò)的電流過(guò)大、距離較長(zhǎng)，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(diǎn)、使用小容量變壓器和短低壓導(dǎo)線(xiàn)的配電模式將單臺(tái)容量為100KVA分別供電到居民樓旁，即將原來(lái)配電模式1低壓導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)長(zhǎng)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(shí)可能出現(xiàn)網(wǎng)損大、電壓低的缺點(diǎn)；配電模式2具有在高峰負(fù)荷時(shí)網(wǎng)損小的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是能提供可靠的電壓質(zhì)量。（二）經(jīng)濟(jì)性比較采用最大電流法計(jì)算網(wǎng)損及年電費(fèi)損失。取最大負(fù)荷損失小時(shí)數(shù)p=2400h、平均電費(fèi)單價(jià)0522元/KWh（此處平均電費(fèi)單價(jià)為廣西區(qū)內(nèi)2005年居民生活用電單價(jià)），經(jīng)計(jì)算結(jié)果如下：配電模式1的年損失電費(fèi)：38.298KWX2400hX0.522元/KWhQ4.8萬(wàn)元配電模式2的年損失電費(fèi)：15.582KWX2400hX0.522元/KWh弋

7、1.95萬(wàn)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(wàn)元。這僅僅是一臺(tái)配電變壓器通過(guò)降損后所增加的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。（三）可靠性對(duì)比從上述分析可以看出，配電模式1低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)電流大、距離長(zhǎng)、網(wǎng)損大、發(fā)熱大，使故障率增多，而且1臺(tái)10KV變壓器停電會(huì)造成4幢居民樓全部停電，停電范圍大、停電時(shí)戶(hù)數(shù)多，供電可靠性差，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)相應(yīng)下降；配電模式2低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)電流小、線(xiàn)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(jì)效益。（四）投資效益對(duì)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(wàn)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(wàn)元，但是配電模式2通過(guò)降損每年可節(jié)約2.85萬(wàn)元，3年內(nèi)即可收回多投資的資金，3年后即可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(hù)4KW計(jì)）增長(zhǎng)，在高峰負(fù)荷時(shí)將出現(xiàn)過(guò)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(xiàn)，其過(guò)負(fù)荷、電壓質(zhì)量差等問(wèn)題也只是得到暫時(shí)解決。因此隨著居民用電負(fù)荷進(jìn)一步增長(zhǎng)（每戶(hù)6KW）時(shí)，又會(huì)在高峰負(fù)荷情況下由現(xiàn)過(guò)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(dòng)搶修的局面，不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)期發(fā)展需要。在配電模式2中，低壓導(dǎo)線(xiàn)可按居民每戶(hù)6KW的遠(yuǎn)期需要一次規(guī)劃實(shí)施，因低壓主干導(dǎo)線(xiàn)距離大大縮短，總投資增加不大，等到實(shí)際負(fù)荷增長(zhǎng)（每戶(hù)超過(guò)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(shí)施，因此能滿(mǎn)足遠(yuǎn)期發(fā)展需要。（六）兩種配電模式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析結(jié)果如表3所示三、結(jié)語(yǔ)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(jì)算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)、粗低壓導(dǎo)線(xiàn)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(jì)性差，不利于遠(yuǎn)