35kV农村电网优化方案的研究

1引言

我国35kV农村电网传统的运行方案是35kV变电所采用双线双变、10kV线路呈放射式电网供电。这种35kV运行方案一直侧重于电源和输电的可靠性，10kV配电网为放射式，且电源点分散、供电半径长，供电可靠性得不到有效保障。因此，需要研究一种经济、可靠的35kV电网运行方案和变电所建设新模式，在不增加投入的前提下既满足供电需要，又满足N-1可靠性条件。

235kV农村电网优化运行方案

2.1方案的提出

传统35kV电网建设中，电源的投资通常超过配电线路的投资，电源的可靠性满足N-1条件，而10kV线路供电可靠性无法保证。因此本研究提出将高压电网的可靠性向配电方向转移，简化高压电网的设计，强化配电网的环网联络和设计，可大大减少对变电所的一次投资，简化接线，更有利于自动化水平的发挥和提高设备的利用率。

图1单线单变、线路环网运行方案

2.2变电所部分

35kV变电所均采用单线单变的线路-变压器单元的接线方式。这样不仅简化了35kV变电所的接线方式，而且减少了相关的进出线间隔的投资。

2.310kV线路部分

(1)集镇负荷相对集中，带有集镇负荷的线路可以相互"手拉手"形成双电源环网，可根据线路的长度和线路的负荷性质及可靠性要求，采取多分段方式。

(2)村庄负荷分布较分散，对分散负荷采用辐射形线路供电，可根据负荷性质采用分段方式。

(3)联络开关的位置遵循以下原则：

①根据行政区分界条件，联络开关安装于两个相对独立的行政区的分界处，便于计量。

②行政分界时，联络开关的安装应将重要负荷和其它负荷分开。

2.4网络重构方案

为保证10kV线路的供电可靠性，需要在各种故障下实现网络重构。在一侧电源故障、开关检修、母线故障时联络开关可合闸实现不间断供电，在线路永久故障时可减少停电范围。在网络的任意点的故障将不会影响对用户的供电可靠性。

335kV变电所建设新模式的提出

根据"35kV变电所单线单变、10kV线路环网"优化运行方案的设计思想，35kV变电所可以简化为T接在线路上的单线单变形式。简化接线后，使小型化变电所的"工厂化"和"标准化"成为可能，据此，本文提出35kV变电所建设新模式。

(1)简化35kV保护，采用熔断器和真空负荷开关实现保护和控制。

(2)设备结构类型采用钢架式结构、单元化布置，单元化安装，维护方便。

(3)10kV开关采用真空重合器，低压永磁操作机构，并配以保护、控制、监测一体化的综合自动化装置，便于检查、调试和维护。

(4)采用模块式结构，各单元组装完毕后，整体安装构架，占地少，安装方便。

4应用实例

以江苏省丰县宋楼镇电网为试点，对"35kV变电所单线单变、10kV线路环网"优化运行方案进行理论分析，并进而论证了该优化运行方案的可行性。

4.1优化方案

图2丰县宋楼镇电网优化方案

在负荷较集中的集镇地区形成3个手拉手环网。乡村地区依然采用辐射形线路。具体设计如下：

(1)宋楼变电所和刘王楼变电所各架设主变1台，选用的是容量6300kVA全密封有载调压变压器。

(2)两座变电所分别架设35kV进线1条；主变保护采用进口快速熔断器；35kV主进采用高压真空隔离负荷开关作为隔离和负荷电流的切合。

(3)两座变电所均采用单母线接线方式各出3回出线相互联络，形成双电源供电模式。

(4)简化接线，取消10kV母线侧隔离开关。由于目前是两个变电所来组成环网功能，因此，通过灵活的运行方案，可以在一个变电所进行设备检修等情况下，通过相邻变电所向负荷供电。

(5)全所设备均为户外布置；二次设备控制保护远动装置采用户外单元化控制箱模式。其中通讯和通信控制器设在户内。

(6)各设35kV所变1台。所用电源采用户外动力箱形式，由于各开关设备均采用了新型电流计量技术和CVT新技术，各计量回路完全符合国家标准，变电所取消10kV电压互感器。

(7)变电所占地面积均为285m2，仅为小型化变电所的1/4。

4.2可行性分析

根据电网参数，分别计算传统运行方案和优化运行方案下的网络潮流、损耗、电压质量等指标，并进行比较。比较结果如表1所示。

由表1可以看出，就丰县宋楼镇电网而言，优化运行方案的供电半径比传统运行方案缩短3.5%，最大电压损耗降低3.8个百分点，而理论线路损耗降低了64.3%，可靠性也有较大改善。

5社会经济效益分析

5.1经济效益分析

(1)直接经济效益。实施"35kV变电所单线单变、10kV线路环网"优化运行方案后，有效减少了事故、检修的停电范围，减少了停电次数和停电时间，相对增加了供电量，可创造可观的直接经济效益。依以上应用实例计算，假设一年多供电50h，则多供电效益为。

(2)降损效益。如以上分析，在以上的应用实例中优化的运行方案较传统运行方案可降低损耗64.3%，则意味着降损效益将增加64.3%。

(3)提高供电可靠性。对用户来说，供电可靠性得到提高，停电时间减少，相应增加了创造的价值。

(4)由于采用高可靠性、免维护的构架式小型化变电所，减轻了事故和检修时的维护工作，降低了维护成本。

表1两种运行方案的比较 比较项目 传统运行方案 优化运行方案 变压器容量(kVA) 6300 6300 平均供电半径(km) 10 6.5 电压损耗 最大：6.5% 最小：2.7% 正常运行时：最大：2.7% 最小：0.6% 网络重构时：最大：6.5% 最小：2.2% 线路损耗(kW) 126.11 正常运行时：45.06 网络重构时：144.42 可靠性 线路单电源 满足n—1条件

5.2社会效益分析

高可靠性、高质量的供电环境是发展经济的前提，服务于用户、服务于发展是每个供电企业的目标，本研究的结果，提出了将传统的高压电网n-1的可靠性原则从高压转向低压，使10kV配网满足了n-1可靠性条件。不但节约了工程造价，大幅度提高了供电可靠性。

随着电力市场的不断发展和壮大，经济基础对电力的依赖程度将越来越高，同时供电可靠性的提高无疑会带来可观的社会效益。

6结论