CN110120664A - 一种智能可靠城市配电网网架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能可靠城市配电网网架结构,包括若干开关站,在A+类供电区域,开关站采用双环网合环运行带环间联络线,形成两组双环网;站内均采用两条独立的单母线,10kV开关采用全断路器模式;或者开关站采用双环网合环运行方式,形成一组双环网,每座开关站设置母线联络线自投运行;环间联络线用于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供。本发明压缩供电层架,取消了电缆分界室和用户总配电室,直接由开关站带各用户分配电室,开关站兼顾电缆分界室和用户总配电室功能。不设计量点,计量表分散装设于用户分配电室每台配电变压器前端的10kV计量柜内。
Description
【技术领域】
本发明属于城市配电网技术领域,涉及一种智能可靠城市配电网网架结构。
【背景技术】
对比研究新加坡、东京、巴黎等世界先进城市配电网网架结构,新加坡配电 网是当前供电可靠性最高的城市配电网,采用单花瓣网架(单环网合环运行), 只有在两组环网相切的配电站具备四路电源,其他配电站只具备两路电源。为了 满足行政办公区特级重要客户高可靠供电要求,将传统双环网开环运行转变为合 环运行模式,实现任一线路故障,用户供电不受影响;同时增设环间联络增强负 荷转移能力,建设一种全新的“双花瓣”配电网网架。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种智能可靠城市配电网 网架结构。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种智能可靠城市配电网网架结构,包括:
若干开关站,在A+类供电区域,开关站采用双环网合环运行带环间联络线, 形成两组双环网;站内均采用两条独立的单母线,10kV开关采用全断路器模式; 或者
开关站采用双环网合环运行方式,形成一组双环网,每座开关站设置母线联 络线自投运行;
环间联络线用于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供。
本发明进一步的改进在于:
环间联络线分别设置于各开关站之间,每座开关站的每段10kV母线各设2 条联络线,其中,I联络常闭、II联络常开,每座开关站的I联络与对端开关站 同号母线的II联络相连。
环间联络线的电缆为热备形式,任意开关站10kV母线由于电源侧原因引起 停电时,合本段母线的常开联络开关,将停电10kV母线倒入对端开关站供电。
母线联络线用于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供, 任意开关站10kV母线由于电源侧原因引起停电时,合母线联络线开关,将停电 10kV母线倒入本开关站另一段10kV母线供电。
A+类供电区域,区域内户均年停电时间不高于5分钟;其中,高可靠性区域 户均停电时间不高于30秒。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明压缩供电层架,取消了电缆分界室和用户总配电室,直接由开关站带 各用户分配电室,开关站兼顾电缆分界室和用户总配电室功能。不设计量点,计 量表分散装设于用户分配电室每台配电变压器前端的10kV计量柜内。
【附图说明】
图1为本发明实施例方案一开关站双环网接线;
图2为本发明实施例方案二开关站网格式接线;
图3为本发明实施例三电源开关站接线;
图4为任一段电缆发生故障运行方式示意图;
图5为市府东3A#母线发生故障运行方式示意图;
图6为市府东站3A#母线检修市府西3A#母线故障运行方式示意图。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述 的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,不是全部的实施例,而并非要限制本发 明公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免 不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护 的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按 比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些 细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是 示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人 员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该 层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另 外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该 层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该 理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能 够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有” 以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或 单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元, 而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步 骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
如图1-6,充分考虑全线电缆、环网柜、开关站及厂站馈线的故障率、修复 时间及故障定位隔离时间等边界条件,使用《现代城市电网综合分析评估》软件 对三种方案开展供电可靠性计算,其中开关站双环网接线合环接线系统可靠率为 99.9999109%,年均停电时间28秒;开关站网格式接线系统可靠率为99.9999345%, 年均停电时间26秒;三电源开关站接线系统可靠率为99.9998511%,年均停电时 间35秒。配网网架方案选择在充分考虑政治供电最高标准,同时结合城市副中 心配电网建设的创新示范要求基础上,确定委办局(一级重要用户)选用方案一, 市委、市府、人大、政协、信息中心(特级重要用户)选用方案二。
实施例:
A地块A1-A4楼(北京市委、市政府、人大、政协四套班子)为特级重要用 户,处于A+类供电区域,其中市委大楼预测负荷约2.56万千瓦,设10kV开关 站2座;市政府大楼预测负荷约1.96万千瓦,设10kV开关站2座;人大大楼预 测负荷1.82万千瓦,设10kV开关站1座;政协大楼预测负荷约1.82万千瓦,设 10kV开关站1座。开关站采用双环网合环运行带环间联络接线,形成两组双环 网。站内均采用两条独立的单母线,10kV开关采用全断路器模式。
B地块用户属于一级重要用户,采用双环网合环运行方式,形成一组双环网, 每座开关站设置母线联络线自投运行。B地块预测总负荷约1.61万千瓦,设2座 10kV开关站。
A地块内共建设顺府、政通、市委、勤政、民商、人大等6座开关站,构成 两组双环网合环运行带环间联络接线方式,每座开关站由3座不同变电站供电, 具备4路电源和N-2供电能力。B地块共建设国划、廉办2座开关站,具备2路 电源和N-1供电能力。配电室外电源来自开关站不同母线,低压设置联络。
A地块双环网一:从市府西站3#母线间隔出线,分别带顺府、市委、民商三 座开关站的4#母线,回到市府西站3#母线,合环运行,形成第一个环网;从市 府东站3#母线间隔出线,分别带顺府、市委、民商三座开关站的5#母线,回到 市府东站3#母线,合环运行,形成第二个环网,构成双环网合环运行接线形式。
A地块双环网二:从政协西站4#母线间隔出线,分别带政通、勤政、人大三 座开关站的4#母线,回到政协西站4#母线,合环运行,形成第一个环网;从市 府东站4#母线间隔出线,分别带政通、勤政、人大三座开关站的5#母线,回到 市府东站4#母线,合环运行,形成第二个环网,构成双环网合环运行接线形式。
B地块双环三:从市府西站3#母线间隔出现,分别经过廉办、国划开关站 4#母线回到市府西站3#母线间隔,合环运行,形成第一个环网;从市府东站3# 母线间隔出现,分别经过廉办、国划开关站5#母线回到市府东站3#母线间隔, 合环运行,形成第二个环网,构成双环网合环运行接线方式。
环间联络:A地块的两个双环网间设置联络线,用于电源变电站10kV母线 计划停电或故障状态下的负荷转供。联络线分别设置于顺府和政通开关站、市委 与勤政开关站、民商与人大开关站之间,每座开关站的每段10kV母线各设联络 线两条,其中I联络常闭、II联络常开,每座开关站的I联络与对端开关站同号 母线的II联络相连。联络电缆为热备形式,A地块内任意开关站10kV母线由于 电源侧原因引起停电时,合本段母线的常开联络开关(II联络),将停电10kV母 线倒入对端开关站供电。B地块开关站的两段10kV母线间设置母线联络线,用 于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供。B地块任意开关站 10kV母线由于电源侧原因引起停电时,合母线联络线开关,将停电10kV母线倒 入本开关站另一段10kV母线供电。
用户配电室接线:配电室两路外电源来自开关站不同母线,低压设置联络。 由于A、B地块8栋楼用电负荷较大,配置开关站数量达到8座,开关站所带配 电室距离较近,配电室外电源电缆长度最长为360米,平均长度不到100米,没 有中间接头,因此,用户配电变压器可以近似看作直接接入开关站母线,每台配 电变压器由环进和环出两路电源供电。
正常运行方式下,环网合环运行,环间联络交叉互为热备用。故障(或检修) 情况下运行方式,分为以下3种情况:在3种故障(或检修)情况下分析网架运 行方式。
线路N-1情况。当环内任一段电缆故障(或检修)情况下,停电线路两侧开 关f1和f2跳开,环网解列,由合环运行转为开环运行,运行方式发生变化,而 与停电线路密切相关的用户负荷仅改变了供电方向,网络连续供电。运行方式见 图4。
电源N-1情形。当双环内任一电源故障情况下,以市府东站3A#母线故障为 例。双环1内所有开关站的4#母线进线及环线开关跳开,双环1内所有4#母线 短时停电,停电负荷通过本开关站站内4#母线联络线开关Ⅱ的自投装置倒入对端 开关站供电,确保供电快速恢复,网内不损失负荷。运行方式见图5。若市府东 站3A#母线检修,则通过开关站站内的合环保护装置实现不停电倒闸操作。
当双环内任一电源检修,以市府东站3A#母线为例。先将该环网解列,拉开 市委开关站4#母线环线201开关,再将市委开关站的环间联络242开关合上(需 先投入合环保护,选跳环线203开关),最后拉开环线203开关,将负荷倒至双 环2。顺府、民商开关站也采用相同的操作方式。检修结束恢复送电,先合环线 203开关(需先投入合环保护,选跳环间联络242开关),拉开环间联络242开关, 再合环线201开关。
电源N-1-1情形。当双环内一电源检修,另一电源发生故障情况下,以双环 1市府东站3A#母线检修时市府西3A#母线发生故障为例。双环1内所有开关站 进线及环线开关全部跳开,双环1短时停电,受影响负荷通过本开关站站内4#、 5#母线联络线开关Ⅱ自投装置倒入对端开关站供电,确保供电快速恢复,网内不 损失负荷。运行方式见图6。
因此,双花瓣接线供电可靠性很高,A地块网架结构甚至满足任一开关站、 任一双环网“N-2”的供电标准,这种接线的运行方式更为灵活,达到了行政办 公区特级重要用户的供电要求。
行政办公核心区建成3座110千伏变电站,8座开关站,A地块6座开关站 采用双环网合环运行(“双花瓣型”)带环间联络接线;B地块2座开关站,采用 双环网合环运行(“双花瓣型”)带站内联络接线;四套班子及信息中心配网电源 同时来自市府西、政协西、市府东3座已投产变电站,具备“N-2”供电能力, 供电可靠性达到99.9999%以上,超过新加坡、东京等国际先进城市,具备世界 领先水平。
对比新加坡单花瓣网架接线可靠性。在线路N-1故障、电源N-1故障,单、 双花瓣接线均可以持续供电,用户供电不受影响。在电源N-2故障下,受到两个 变电站停电影响,单花瓣接线所带的配电站室将全部停电;双花瓣接线所带两个 合环运行的单环网将短时停电,停电负荷将由相关开关站母线自投装置倒入对端 开关站供电,确保供电快速恢复,网内不损失负荷。
使用《现代城市电网综合分析评估》软件最小割集法对双花瓣接线可靠性进 行评估。充分考虑全线电缆、开关柜、开关站馈线的故障率、故障定位隔离时间、 修复时间,结合配电自动化覆盖率等指标计算得到供电可靠率数值。经测算以上 两种接线形式供电可靠性均可达99.9999%以上,双环网合环运行带环间联络接 线系统可靠率为99.9999345%,年均停电时间21秒。由此可知,双花瓣接线可 靠性要高于单花瓣接线,是目前世界上配网可靠性最高的接线方式。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡 是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发 明权利要求书的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能可靠城市配电网网架结构,其特征在于,包括:
若干开关站,在A+类供电区域,开关站采用双环网合环运行带环间联络线,形成两组双环网;站内均采用两条独立的单母线,10kV开关采用全断路器模式;或者
开关站采用双环网合环运行方式,形成一组双环网,每座开关站设置母线联络线自投运行;
环间联络线用于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供。
2.根据权利要求1所述的智能可靠城市配电网网架结构,其特征在于,环间联络线分别设置于各开关站之间,每座开关站的每段10kV母线各设2条联络线,其中,I联络常闭、II联络常开,每座开关站的I联络与对端开关站同号母线的II联络相连。
3.根据权利要求2所述的智能可靠城市配电网网架结构,其特征在于,环间联络线的电缆为热备形式,任意开关站10kV母线由于电源侧原因引起停电时,合本段母线的常开联络开关,将停电10kV母线倒入对端开关站供电。
4.根据权利要求1所述的智能可靠城市配电网网架结构,其特征在于,母线联络线用于电源变电站10kV母线计划停电或故障状态下的负荷转供,任意开关站10kV母线由于电源侧原因引起停电时,合母线联络线开关,将停电10kV母线倒入本开关站另一段10kV母线供电。
5.根据权利要求1所述的智能可靠城市配电网网架结构,其特征在于,A+类供电区域,区域内户均年停电时间不高于5分钟;其中,高可靠性区域户均停电时间不高于30秒。
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