10kV以下配电网线路的规划及运行维护研究
2024-12-29吴文权张慧兵王成吴定翠杨文海
摘要:10kV以下配电网线路主要服务用户终端和次终端,以提升其工作能力为目标,需要加强规划和运行维护等工作。以10kV以下配电网线路的规划及运行维护要求为切入点,在此基础上,分别分析10kV以下配电网线路的规划技术、运行维护技术,就空间规划技术、负荷规划技术、信息化工作系统建设、网格化维护模式等内容进行论述,为后续10kV以下配电网线路工作提供参考。
关键词:配电网线路建设规划运行维护信息化技术
中图分类号:TM75
ResearchonPlanningandOperationMaintenanceofDistributionNetworkLinesBelow10Kv
WUWenquanZHANGHuibingWANGChengWUDingcuiYANGWenhai
HetianPowerSupplyCompanyofStateGridXinjiangElectricPowerCo.,Ltd.,Hetian,XinjiangUygurAutonomousRegion,848000China
Abstract:Thedistributionnetworklinesbelow10kVmainlyserveuserterminalsandsubterminals,withthegoalofimprovingtheirworkcapabilities.Itisnecessarytostrengthenplanningandoperationmaintenancework.Takingtheplanningandoperationmaintenancerequirementsofdistributionnetworklinesbelow10kVasthestartingpoint,andonthisbasis,thispaperanalyzestheplanningandoperationmaintenancetechnologiesofdistributionnetworklinesbelow10kV,discussesthecontentssuchasthespatialplanningtechnology,loadplanningtechnology,informationworksystemconstruction,gridmaintenancemode,providingreferenceforsubsequentworkondistributionnetworklinesbelow10kV.
KeyWords:Distributionnetworklines;Constructionplanning;Operationmaintenance;Informationtechnology
10kV以下配电网一般纳入配电系统范畴,可以直接面向各类用户提供电能,其主要作业设备为配电线路,一般以架空形式组织作业,少数线路也可能埋设于地下。实际工作中,10kV以下配电网线路的规划及运行维护作用突出,直接影响其工作稳定性、安全性,也关乎到电力用户的生活、生产,这要求做好相关线路的综合管控[1]。就其规划及运行维护要求、技术方法等进行分析,具有一定的现实意义。
110kV以下配电网线路的规划及运行维护要求
1.1稳定性
稳定性是10kV以下配电网线路的规划、运行维护的基本要求,是指线路的规划建设、运维工作、维护管控具有较高的科学性、合理性,可以稳定完成配电工作,也能稳定接受维护,不会因一般因素出现供电中断、无法维护等问题。如部分10kV以下配电网在规划阶段设计了补偿模块,当电网因一些不可预知因素出现供电波动时,可启动补偿机制维持电压稳定,保证电能配送质量。
1.2安全性
10kV以下配电网线路可能因雷击、窃电、过负荷运行、设施老化等问题出现安全方面的问题,在组织规划、运行维护时,需要重视安全性。一般要求结合电力系统的工作、服务目标,确定各类设施的基本参数,包括线路金属内芯截面积、变压器容量、设施工作年限和性能等。此外,还需要规划避雷系统、防护设备以及应急处理模块,以减少运维工作难度、复杂性,也降低出现安全问题的可能,保障人员和设备安全。
1.3经济性
经济性是10kV以下配电网线路规划、运行维护的附加要求,在能够保证其稳定、安全的基础上,通过对规划方案、运行维护方案的调整改进,使一些非必要支出得到控制,或为一些具有较高经济价值的技术提供运用空间。如当前各地10kV以下配电网普遍使用的智能技术,可以在现场端、远程端提供故障定位服务,参与应急处理,向工作者提供有关电力网络的信息,减少运行维护工作的劳动量,提升电网运行安全性、稳定性,优化经济效益。
210kV以下配电网线路的规划技术
2.1空间规划技术
空间规划技术是10kV以下配电网线路规划的基础技术,是指根据空间范围特点,为配电网提供基础性的建设规划方案。包括杆塔位置选取、架空线路高度和位置分析、地下线路埋设深度、干扰控制等[2]。
如建设在城区范围内的10kV以下配电网,一般以架空线路为主,可以通过计算机建设模拟平台,在空间范围内以固定或基本固定的距离进行杆塔建设,原则上距离应在30~50m之间,架空线路的高度应在3.5m以上,达到4.5m左右为宜。同时,空间规划也关注线路对周边环境影响控制,例如:配电线路与居民楼的距离,一般应超过1.5m。在组织规划的过程中,主张收集建设区域的一般信息,形成三视图,或一般二维平面图、3D模型,利用上述资源进行线路空间规划效果模拟分析,做空间范围内规划方案的局部微调,提高规划质量[3]。
2.2负荷规划技术
负荷规划是10kV以下配电网线路规划的核心技术,强调根据用户特点进行线路规划,以满足用户需求为基本原则,重视根据非空间信息确定资源的使用需求,保证配电能力。
从共性特点上看,10kV以下配电网线路的服务对象各有差别,在其服务区域内,用户的用电需求也存在差异,这种差异往往受到人文因素影响,与空间因素的关系不大,其多不会呈现出几何对称的特点。实际工作中,需要针对服务范围内的用户用电情况进行分析,了解其用电负荷情况,并按一般原则评估其用电稳定性要求、安全性需求,作为规划10kV以下配电网线路的基础。用电负荷等级较高的区域,需要做好资源管理,配置完善的工作设施、建设稳定的配电系统,适当优化线路配电能力,如加大金属内芯截面积减少电阻、规划较多的线损器控制电能消耗等。此外,通常需要面向医疗机构、教育机构、公共事业单位等组织进行电能倾斜,以保证公共事业的用电需求。一般居民小区、分散用户、商业区等,用电稳定性原则上允许出现小幅波动或短时间的供电中断,在资源有限的情况下,可不作为关注重点[4]。
2.3变动分析技术
变动分析,是指在组织10kV以下配电网线路规划时,结合数据资料分析服务区域内各类主体的用电情况变化规律,作为分析配电线路以及系统建设、组织规划的参考。一般包括电能使用时间规律、电能使用总量变化特点等。
例如:某地当前用电量为XkW,但本地存在人口流动性较大的特点,用电情况也存在对应变化,同时本地经济建设情况、社会发展情况存在动态性,用电总量不稳定。经分析发现本地冬季因务工人员返乡用电量减少,且近年来因工业发展速度快,用电总量宏观增长。组织10kV以下配电网线路规划时,可首先向工业区进行资源倾斜,根据其用电总量的增长规律,确定变压器、配电线路等核心设施的规格,以XkW为基准适当提升线路配电能力、变压器容量。在此基础上加强配电系统的可控性,规划更多的变压设施、补偿设施以及储能器,控制线路冬季配电控制能力,避免无谓消耗电能。如通过储能器使过量配送的电能得到存储以备后用(如图1所示)。
针对电能使用变动情况进行规划,有助于提升10kV以下配电网线路工作的稳定性和经济效益,在现有技术条件下可实现性也较高。
310kV以下配电网线路的运行维护技术
3.1优化常规技术方法
10kV以下配电网线路的运行维护,应保留现有的常规技术方法,包括设备周期检修与更换、设施性能运行测试、巡线处理故障等。
以线路的线索控制工作为例,从技术角度出发,可首先收集本地电能工作一般信息,确定导致本地线损问题的主要因素,通常而言,线损因素包括线路老化、线路内芯截面积过小、室外工作区域温度过低、频繁启停工作设备等。部分因素具有不可控性(如气候因素)可不作处理,其他可控性因素则应纳入运维工作范畴[5]。
3.2建设信息化工作系统
10kV以下配电网线路的运行维护工作内容复杂、专业要求高,为提升其维护效率、运行稳定性,建议建设信息化工作系统。该系统承担信息记录、故障定位、应急处理、可视化控制等工作任务,通过通信系统与远程端保持实时连接,以服务电网电路的常规管理。以故障定位为例。可建设分布式监督、集中智能分析的信息作业系统。10kV以下配电网线路的各类信息,由分布在各处的感知节点进行实时收集,并实时传输至远程端,组织集中智能分析,根据分析结果进行故障定位和信息存储。
3.3加强预分析
10kV以下配电网线路面向较多用户提供电能配送服务,这就意味着一旦其出现故障,会带来较大范围的影响,未来10kV以下配电网线路运行维护应专注于问题的预处理。以上文所述的信息化作业机制为基础,可通过传感器以及智能方法,进行部分故障的预判和处置。
以线路运行工作为例,如果出现设施短路问题,其邻近线路一般出现电流瞬时快速升高的情况。默认某线路常规工作情况下的额定电流值为Q,则其实际工作电流可能围绕Q上下波动,这种波动是无序的,但在非异常情况下,不会导致线路损伤、供电中断等问题,也无须处理。可通过数集1表达:
[min;9A;G6;7;Q;9-;H;GN;max](数集1)
数集1中,min表达线路内最小电流值,max表示其最大允许电流值,Q为额定参数,其他均为围绕Q上下波动的随机参数。实际工作中,可通过大数据技术收集min、max信息,代入计算机中,并以该计算机控制传感器,组织对10kV以下配电网线路的实时管控。当线路内电流值快速升高达到或接近max水平时,可初步判断其存在“电流瞬时快速升高、处于危险状态”,可借助智能模块下达质量,以继电保护装置中断线路配电作业,并提供信息由远程端工作人员进行处理,在事故出现、扩大前予以排除,减少其破坏性,提升10kV以下配电网线路的运维水平。
此外,还可尝试构建网格化维护模式,以属地工作的方式提升10kV以下配电网线路的运行维护责任配置质量,优化工作水平。
4结语
综上所述,10kV以下配电网线路的规划及运行维护对其功能履行具有突出影响,需要在实际工作中予以更多关注。原则上应重视电网线路工作稳定性、安全性、经济性,规划工作以空间配置、负荷分析、变动研究为中心,并以模型提供辅助。运行维护方面,10kV以下配电网线路当前使用的常规技术需要予以保留,同时建设信息化工作系统、加强预分析,并以网格化维护模式提高总体工作质量、效率,保证10kV以下配电网线路的服务效能。
参考文献
[1] 陈虹羽,马洪伟.基于二阶锥规划的配电网源-网-荷-储联合规划方法设计[J].电工电气,2024(4):27-33.
[2] 马卫,李强,姚远.基于力导模拟退火算法的配电网联络线路动态规划研究:评《算法导论》[J].中国科技论文,2023,18(9):1065.
[3] 冯君扬.高压配电网产生线路损耗的主要原因及降损措施[J].技术与市场,2021,28(11):178-179.
[4] 王楠,李省,杨小龙,等.考虑载荷与网损均匀性的配电网拓扑多目标规划[J].现代电力,2021,38(6):656-664.
[5] 毕博敏.10kV以下配电网线路的规划及运行维护[J].电子元器件与信息技术,2021,5(7):1-2.