3.中压配电网接线设计
3.1中压配电网接线方式可靠性设计
目前,该市智能中压配电网在接线设计上主要有单辐射接线方式与“N-1”主备接线方式。
3.1.1单辐射接线方式可靠性指标计算
单辐射接线方式属于满载运行方式,一旦出现故障,线路未预留负荷就会转移至备用容量,强制故障点及其下游的所有设备进入停电状态,因此可对该接线方式实施基于负荷荷载的平均分布假设,如图1所示。
当I段线路陷入故障状态时,线路1-3的用户会全部受到影响,所以只能首先对I段线路进行修复,确证其开关闭合倒闸操作正常后,所有用户才能恢复正常运行。假设单辐射线路的分段数为num,当线路1.3进入停电状态时,用户停电持续时间为:
式中,λL为线路的平均故障率;λb为分段开关的年故障率;λD为负荷荷载的年故障率;R为单辐射接线线路的供电半径,km; t0为倒闸时间,h; t1为线路故障的预估修复时间,h; t2为分段开关的预估修复时间,h; t3为用户在负荷荷载方面的电气故障预估修复时间,h。基于单辐射接线方式与智能中压配电网之间没有联络开关,单辐射接线方式可靠性指标SAIDI为:
3.1. 2 “N-1”主备接线可靠性指标计算
“N-1”主备接线方式遵循“三供一备”原则,常用于专用的配电网络。由于采用了备用线路,因此当其末端N回线路处于联络开关连接状态时,一旦线路发生故障,故障线路下游负荷就会通过联络开关转移到备用线路中,确保主供线路100%满载运行,而使备用线路处于空载状态中,如图2所示。
发生故障后分析原因时,可发现三段线路后的操作步骤与不同母线出现的环式接线方式类似,因此同样假设它的线路分段数为num,那么用户停电持续时间为:
3.2中压配电网接线设计
考虑到该市市区内的用电负荷密度正在持续上升,所以在计算了中压配电网的供电可靠指标后,就要为电网线路进行电缆化升级,采用更加安全的电缆来取代传统架空线路的配电网主干结构。
3.2.1单辐射接线设计
单辐射接线设计采用传统架空接线连接模式,并在此基础上缩短了配电线路,以便更易于实现智能化标准,经济性也非常突出。在沿线的小型分布式电源中,该接线设计增加了新的负荷,使单电源更易接入,而且不改变传统的自动化保护配置动作。不过在更换电缆过程中,如果操作不慎可能会造成配电网的永久性故障,所以在单电源辐射接线方式中需要谨慎权衡供电长度与电缆线的故障发生率。理论上讲,单电源辐射接线方式不需要为中压配电网预留备用容量,因为基于其馈线运行理论上是可以达到100%满载状态的,因此它的基本设计图如图3所示。