农村电网10kV线路导线截面和供电半径选择

1、农村电网10kV线路导线截面和供电半径选择摘要：文章在满足10KV线路末端电压合格的条件下计算了几种常用导线的最大供电半径 和单位负荷年费用，为农网规划提供参考依据。为了确定农村地区10kV线路截面以及供电半径，本次研究针对常用的10kV线路型号，以末端电压满足导那么要求为条件， 进行不同型号线路最大供电半径的计算，在此根底上进行经济性分析，为10kV线路截面选择提供依据。一、分析思路最大供电半径分析思路：根据10kV线路首端电压和末端电压，通过理论潮流计算得到满 足末端电压情况下，各种中压线路截面下的最大供电半径。经济性分析思路：考虑10kV线路及其装接配变投资及运行费用，计算得出各线路截面

2、下的单位负荷年费用，然后比拟不同方案的投资大小。二、根本假设为了使研究更具有意义，在进行分析之前需要确定一些边界条件。10kV线路全部采用架空线供电，中压架空线型号选择LGJ-150、LGJ-185、LGJ-240，线路的负载率取50% 10kV配变选择容量为 315kVA。变电站10kV母线出口电压取10.5kV，末 端电压取10kV，功率因数统一取为 0.95。三供电方案在进行10kV电网方案的分析比拟时， 架空线路按多分段手拉手接线模式考虑，具体供电方案如图3-1所示，供电区域由1根10kV架空线、两个10kV电源和相应的开关设备等所构 成，每段所带负荷相同，并且正常时每段线路负载率控制

3、在50%以下。电跟1*电源2F"t1a麻络点(正常断幵)图3-1多分段手拉手接线模式四、最犬拱电半轻分祈原理线路负荷计算.根据线路型号及其负载率，可以计算纯路所带负荷含式如下；Pl = 4zilCos(puf(4-1)耳中；厂:交电站申圧出线电压E变电站出线长期允讦最大載流量(A)6化功率因数X/ I r adn*LAJ线路负载率(%)最大供电半径计算。 根据10kV线路潮流计算公式， 线路首端电压、 末端电压及线路负荷，可以得到线路最大供电半径计算公式：f 二 djgwPLrQLx其中，匚：首端电压(kV)%：末端电压(kV?卫:有功功率(iW)紐*无功功率(tvar)rs线路单位

4、电阻(C)S线路单位电抗0在上述计算中可以通过先得到线路负荷，接下来就可以利用求得的计算结果及末端电压不低于10kV的临界条件，从而求得不同导线截面下的最大供电半径。五、经济性分析原理一、 根本方法配电方案经济性计算的根本方法是在供电半径的情况下，确定不同导线截面下不同 供电半径的单位负荷年费用，由此判定其经济性。在具体进行计算时，需对确定最大供电半径的不同截面线路进行投资费用计算，计算时 同时考虑线路损耗和配变损耗等运行费用，然后按“现值转年值法，转化为年费用值，然 后除以相应线路负荷就可以得到单位负荷年费用值。二、优化经济计算模型的建立网络建设投资费用。10kV线路建设投资费用：对于10k

5、V手拉手接线架空线路，其主干线长度L1取最大供电半径 R,其总投资L1Z为：L1Z=L1 a+b式中a为10kV线路投资中与导线截面无关的每公里投资，b为10kV线路投资中与导线截面有关的每公里投资。10kV配变网络建设投资费用：为了简化计算，根据区域负荷及所选取的配变容量，由配 变单价可以计算配变总投资P乙网络年运行费用.线踣年画掘费眼设单位电能损耗折命系数为J 线路年损粧小时颓為刚线路L的年陵掃费用肯=厶皿屁咼5,2備 Xff- Xffi令变电站出變期损折鼻棊魏Txg#护，那么绽路I圧年期按费用可囚表示为:LtU. -aW2l.1 v - *5-3 J* U* CO5C7" 5I

6、式中&權电站WkV路旳电玉'0°为功率因馥.10kV配变年丽损费用；卩匸配变年运行损耗由铁损与铜损两局部组成，铁损齐总为不 变损耗，即丸的空载损耗，铜损“a与运行电流和绕组的直流电阻有关，可以通过计算得到.设单位电能损耗折桥系数为"线路年损耗小时数为也，全年运行小时数好,那么年 囲损费用肉：P1 :弓v十仅彳 "%心经济性原那么。基于货币的经济价值是随时间而改变的，各种费用的支付时间不同，发挥 的效益也不同。因此在经济性分析中，一切费用包括投资和运行费用都应考虑时间因素,即按照贴现的方法， 将不同时期发生的费用折算为现值。考虑到不同供电设施的经济使

7、用年限不同，可采用等年值法，将费用现值折算为使用年限内的年费用。最小年费用模型。 优化问题可以描述为： 在供电半径的情况下，以10kV线路近似最小的投资和年运行费用为目标函数，确定最优的方案。因此，该优化问题的数学表达式为：min C =- PZU5-fi其中，ZV = LZT 'Li亠心尸叫呼7_JPU_ J + ® 广 -15_s%菊贴现率：?w/h沟Wkv线路的折旧年限.HPiKHrtl-HBsa吧沟配变的折旧年限.化聆畫化？芮檢方冕具有可比性*采用最小单位负荷年费用法进行酉塊方冕的经济I生比辂 即:nunc IZUPZU六、计算结果原始数据。方案比拟中涉及的线路、配变

8、的造价选取情况如表6-1所示。此外，电价取0.52元/kWh;10kV线路折旧年限取 30年，10kV配变折旧年限取 20年，贴现率r0取10%表6-1中低压配电网设备单位造价单位造价类型容量kVA、线路型号造价万元/ 座、万元/km备注中压 线路架空线路LGJ-24043.0双回同杆架设主干 线LGJ-18538.1双回同杆架设主干 线LGJ-15037.1双回同杆架设主干 线配电柱上变1004.5设备招标价2.55万 元1605.5设备招标价3万元2006.5设备招标价3.6万元2507.5-类型单位造价备注容量kVA、线路型号造价万元/ 座、万元/kmLGJ-24043.0双回同杆架设主

9、干 线中压 线路架空线路LGJ-18538.1双回同杆架设主干 线LGJ-15037.1双回同杆架设主干 线3158.5-31522-箱变40023-63028-6.2计算结果根据上述技术、经济分析原理，针对不同型号10kV线路进行最大供电半径计算，同时进行了经济分析，结果如表 6-2所示，整体变化趋势如图6-1所示。表6-2 10kV线路截面、最大供电半径选择结果导线截面mrr最大供电 半径km线损率%单位负荷年费 用万元/MW末端电压kVLGJ-1507.163.0736.6510.00LGJ-1857.292.9035.2010.00LGJ-2405.341.9629.8310.00图6-1 10kV线路总体趋势图.1101-240 LGJ UIGI 150分析及结论:供电半径分析：随着导线截面的增大，供电半径逐渐减小，由此可知，供电半径与导线 截面大致成反比关系。线损率分析：随着导线截面的增大，线损率逐渐减小，由此可知，线损率与导线截面成 反比关系。单位负荷年费用分析：随着导线截面的增大，单位负荷年费用逐渐减少，由此可知，单 位负荷年费用与导线截面