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某区域采用10kv及20kv配电网方案技术分析

排列3 www.jeimw.cn 对群力新区分别采用10kV和20kV方案时的经济、技术、可靠性 等方面作定量的比较,以探讨群力新区采用 20kV 电压等级的适用性和可行 性。 4.2 技术性指标的比较 4.2.1 建设规模比较 由以上对规划地区进行的电网规划情况可知,配电网采用 10kV 电压等 级 时 , 地 区 电 压 序 列 为 220/66/10.5/0.4kV 。 该 地 区 需 建 设 220/66kV 3×120MVA 变电站 1 座;66/10kV 31.5MVA 变电站 3 座,66kV 变电总容量 为 283.5MVA;根据规划地区配电网的规划情况,需建设开闭所 18 座。 配电网采用 20kV 电压等级时,供电方案选取方案一时地区电压序列为 220/20/0.4kV。该地区需建设 220/20kV 3×120MVA 变电站 1 座;根据群力 新区东区配电网的总体规划,需投资建设开闭所 9 座,比 10kV 方案三减少 了一个电压等级,并且分别减少了 3 座 66kV 变电所和 9 个开闭所。

配电网采用 20kV 电压等级时,供电方案选取方案二时地区电压序列为 220/66/20/0.4kV 。 该 地 区 需 建 设 220/66kV 3 × 120MVA 变 电 站 1 座 ; 66/20kV 31.5MVA 变电站 3 座,66kV 变电总容量为 283.5MVA,建设开闭 所 9 座。与 10kV 供电方三案相比,减少了 9 个开闭所。三种方案下的建设 规模比较如表 4-1 所示。

由以上分析可知,当采用供电方案一时,建设规模最小,最为合理。供电半径比较 群力新区东区负荷密集,该地区负荷由该区域内的上一级高压变电站供 电,也就是前面讨论的 20kV 方案中的 66/20kV 和 220/20kV 变电站以及 10kV 方案中的 66/10kV 变电站。 每座高压变电站的平均供电半径=(所有高压变电站的供电面积/变电站 的总数/π) 1/2 。 规划地区的供电面积为 27.33km 2 ,当采用供电方案一时,只需要一座 变电站,因此平均每座变电站的供电半径为: 20 27.33 R 2.95 km 当采用供电方案二时,66kV 变电所 3 座,因此平均每座变电站的供电 半径为: 20 27.33 1.7 3 R km 当采用供电方案三时,需要 220kV 变电所 1 座,66kV 变电所 3 座,因 此平均每座变电站的供电半径为: 10 27.33 1.7 3 R km 由上可见,采用供电方案一时,减少了高压变电站的数量,供电半径为 2.95km,较 10kV 相比,增大了变电站的供电半径,本规划区域较小,负荷 较密集,其供电半径均小于 5km,在城市供电半径的允许范围之内。供电 方案二和供电方案三供电半径没有差别。

供电质量比较 由式(2-10)可知,线路电压降百分数与输送功率、功率因数、线路材料 有关。假设三种方案中都采用相同型号电缆线路—YJY 22 -3×240 电缆,阻 抗约为 0.1+j0.07 ,功率因数为 0.9 进行计算。 采用供电方案一时,假设每条电缆传输功率为 16MVA,则线路末端电 压降百分数为: 1001.41 20 (160.90.1160.430.07)2.95 %100 2220 N U PRQX U 由计算结果可见,采用供电方案一时,相同负荷容量下,与供电方案三 相比供电半径增大,线路末端压降不但没有下降反而有所提高。采用供电方 案二时,线路压降最小。因此,20kV 电压等级供电方案能够减小线路压 降,提高电压质量。

供电损耗比较 由式(2-20)可知,当传输的功率及距离相同时,10kV 电压等级线路损 耗是 20kV 电压等级线路损耗的 4 倍。下面针对群里新区的实际电网分布情 况,计算三种方案下线路损耗的情况。 群力新区当采用 20kV 电压等级时,供电方案一中每条线路的平均供电 半径为 2.95km,供电方案二与供电方案三中每条线路的平均供电半径均为 1.7km;采用第一种供电方案时需建设 20kV 开闭站共 9 座,均为双电源进 线,因此开闭站电源线路 18 条;供电方案二中 20kV 开闭站共有 9 座,均 为双电源进线,因此开闭站电源线路 18 条;供电方案三中 10kV 开闭站共 有 18 座,同样为双电源进线,因此开闭站电源线路 36 条;当传输的总功率 相同时,可得出平均每条 20kV 出线与 10kV 出线传输功率的关系为: 由以上计算可知,当采用供电方案一时,整个网络的有功损耗是 10kV 的 0.86 倍,当采用供电方案二时,整个网络的有功损耗是 10kV 的 0.5 倍, 相比方案三降低了有功损耗,使电能利用率更高。供电方案二有功损耗最 小。

占地面积比较 由于设备电压等级越高,尺寸一般来说也越大,所以电压等级的选择将 影响到变电站站址的征地面积。 表 4-2 是我们讨论的群力新区三种不同配电供电方案占地面积的比较。 表 4-3 为三种方案的技术性指标总表,可以看出,总体上来看,方案一 的技术性能指标高于方案二和方案三。

 
   
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