一种用于变电站的配套出线结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及变电站的配套出线布置，特别涉及一种用于变电站的配套出线结 构。
【背景技术】
[0002] 110kV及以上主网均有典型的标准化设计和成熟的网架结构，但是配网一直没有 较成熟的标准出线设计，网架结构差异较大；目前还没有一个关于出线设计的标准规范，具 体到项目实施时缺乏可参考的科学依据，不能进行长远的、针对性的出线方案设计。
[0003] 目前的配网出线设计可参考标准少，出线规划水平因人而异，规划出线因经验差 异而差异性大，严重缺乏标准化，出线及廊道规划进度慢。与此同时城市大面积扩张致使 城市配电网建设加快，而扩张区域往往是净地开发，这些区域路网规划详细、用地性质较明 确，且路网基本规划形成网格化结构，给配电出线标准化奠定了基础。因此，高度重视变电 站典型配套出线方案研究，考虑城市道路设置标准、里程、间距、占地面积、影响电力走廊的 相关因素，有利于优化用电方式、提高能源利用效率，有利于提高电网的安全运行水平，具 有良好的社会效益和经济效益。
[0004] 因此如何布局配网，既能满足标准化又能体现出经济型的要求是现有技术需要解 决的问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于变电站的配套出线结构，为配 套出线提供标准，既能满足标准化又能体现出经济性的要求。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种用于变电站的配套出线结构，其 特征在于：所述的出线方案在要求总负荷距最小、供电半径最短时，供电范围呈菱形状，且 出线呈"十"字或"内叶"扩展。
[0007] 所述的出线方案包括负荷集中接入，更有利于减少耗材、有利于供电半径整体优 化，对总负荷距无影响。
[0008] 所述的出线方案包括用户接入的方式靠近变电站接入，而不单纯地选择就近接 入。
[0009] 所述的出线方案包括支线布局远离变电站的道路边线布局。
[0010] 所述的"十"字扩展包括以主干道路或变电站附近的主要道路为主要出线通道，以 道路的四个方向延展作为线路干线布线的通道，主干线按照道路两侧沿布，2-4回架设方式 建设，呈现出"十"字扩展的特点，线路末端与其他变电站线路形成联络。
[0011] 所述的"内叶"扩展通过两两联络的线路组成四个环形成叶片状，手拉手线路开环 运行，开环点设置在功率分点。
[0012] -种用于变电站的配套出线结构，由于采用上述的方式，本实用新型更加适合中 小型城市变电站的配套出线，有利于优化用电方式、提高能源利用效率，有利于提高电网的 安全运行水平，具有良好的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明；
[0014] 图1为本实用新型一种用于变电站的配套出线结构中"十"字扩展的结构示意图；
[0015] 图2为本实用新型一种用于变电站的配套出线结构中"内叶"扩展的结构示意图；
[0016] 图3为本实用新型一种用于变电站的配套出线结构中任意出线方向下的供电范 围示意图。
【具体实施方式】
[0017] 国外发达地区的配网出线以多回架设，用户取自两回及以上线路作为电源，具有 很高的可靠性；上海等经济发达地区建设电缆网络，推广开关站，用户接入开关站，这些方 式均不适合目前芜湖市的特点。而根据芜湖市配网的建设和运行经验以及参考新加坡、山 东等建设经验，提出本实用新型的配网出线方案，即：
[0018] 1、"十"字扩展：
[0019] 其主要特征是以主干道路或变电站附近的主要道路为主要出线通道，以南北走向 道路为纵通道、以东西走向道路为横通道，主干线按照道路两侧沿布，2-4回架设方式建设， 呈现出"十"字扩展的特点，如图1所示。
[0020] 2、叶片型结构：
[0021] 其主要特征为新加坡配网的结构模式，通过两两联络的线路组成多环形成叶片 状，叶片围成范围内的全部负荷或附近部分负荷就近接入沿途干线，手拉手线路开环运行， 开环点设置在功率分点，如图2所示。
[0022] 为了使分析的共同规律具有一般普遍的意义，本实用新型作以下基本假定：
[0023] (1)供电范围内负荷密度相同
[0024] (2)供电点设在供电面积的中心位置；
[0025] (3)各段线路上的电流密度是相同的。
[0026] 下面分析影响技术经济指标的各项因素：
[0027] (1)线路上的电压损耗AU
[0028] 线路上各点的电压水平是不相同的，衡量线路上电压的质量往往用的是线路末端 的电压水平。但是，起主要作用的是干线上的电压降，分支线上的电压降是微不足道的，也 就是说，干线上的电压降决定了线路末端的电压水平。
[0029] 线路上干线的电压降AU可用式（3)表示：
[0030] (3)
[0031] 式中：Ρ--通过干线上的有功功率负荷（千瓦）；
[0032]Q一一通过干线上的无功功率负荷（千乏）；
[0033] R--干线的电阻（欧）；
[0034] X--干线的电抗（欧）。
[0035] 式⑶也可写成：
[0036]
[0037] R0、X0- 一每公里长导线的电阻、电抗（欧/公里）；
[0038] Φ一一功率因数角。即线路末端电压降与负荷矩成正比。
[0039] (2)输电线路上的功率损耗Δρ
[0040]
[0041] I一一通过输电线路的电流（安）；
[0042] R--导线的电阻（欧）；
[0043] j一一电流密度（安/平方毫米）；
[0044] p一一导线材料的电阻系数（欧?平方毫米/公里）；
[0045] U--配电线路的线电压（千伏）；
[0046] W一一视在功率（千伏安）；
[0047] 1 --输电线路的长度（公里）；
[0048] W1一一负荷矩（千伏安?公里）。
[0049] 从式（1)可见，配电线路上的功率损耗与负荷矩成正比。
[0050] (4)线路上的电能损耗ΔA
[0051]
[0052]τ一一年损耗小时（小时/年）。
[0053] 即ΔΑ与负荷矩ΣW1成正比。
[0054] (5)导线材料的消耗量V
[0055]
[0056] 即导线材料的消耗量亦与负荷矩成正比。
[0057] (3)供电半径r
[0058] 供电最远点的负荷到变电站的电气距离。（建议第（2)点放在最后一点，其他全面 往前提）
[0059] 所以应该选择线路上负荷矩的总和XW1最小的方案作为配电线路布局最合理的 方案。因此，选择变电站典型配套出线方案的评判依据确定为：以线路总负荷矩SW1作为 评判的最终依据，也就是说负荷矩SW1越小，出线方案越优。
[0060] 出线方案包括负荷集中接入，更有利于减少耗材、有利于供电半径整体优化，对总 负荷距无影响。用户接入的方式靠近电源接入，而不单纯地选择就近接入。支线布局远离 电源的道路边线布局。
[0061] 如图3所示，网格化的路网背景下供电范围为方形，同时变电站的出线主通道有 4个方向，即变电站所处十字路口的四个出线通道，则可根据上述结论进行以下的模型建 设：
[0062] 假设，变电站出线可以沿十字道路方向出线，则其出线的主要范围为如下图1所 示，出线在两红色线路之间重复出现，且由于有4个方向，故该路径出线的供电范围则为该 出线的上下45°范围，即如图所示中X、y轴为4个出线通道，则X正向轴线布线的供电范 围为图中蓝色虚线的围区。
[0063]
则有图中蓝色供电范围在该直角坐标系下 可以用图中的4个方程式表达，如图1所示，各表达式列写如下：
[0064] y = X；
[0065] y = -kx+R/sin ( π /4+ α)；
[0066] y=tg(π/4+α ) [x-R/sin(ji/4+α)]；
[0067] y = -χ〇
[0068] 可以对上述范围进行负荷矩积分，则该范围可以划分成3个积分区域，即X轴以下 的I区、X轴与y=V^i?sina之间的II区和|=V^sina上部的III区，分别对三部分进行 负荷矩积分计算，如下：
[0069] I区积分如下：
[0070]
[0071] Λ
[0072] II区积分如下：
[0073]
[0077] 则根据以上上述积分结果，可以计算出整个变电站方形供电范围内的总负荷矩 为：
[0078]
[0081] 可知该Μ=f(k)函数在[0, 1]为单调递减函数，即k= 1，即α= 45°时取得最 小值，即总负荷矩最小，该负荷矩为：
[0082]
[0083] 当k = 0,即α =〇°时取得最大值，即总负荷矩最大，该负荷矩为：
[0084] Mnax= 4aR3
[0085] 从上述分析可知，出线以方形供电范围对角线接线，即"菱形十字"出线可获得最 小的总负荷矩，也就是说该出线布局最优。
[0086] 另外，"菱形内叶"接线只要遵循"用户接入的方式靠近变电站接入、支线布局远离 变电站的道路边线布局"则也可获得最小的总负荷矩，与菱形十字相同。
[0087] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于变电站的配套出线结构，其特征在于：所述的出线结构在要求总负荷距最 小、供电半径最短时，供电范围呈菱形状，且出线呈"十"字或"内叶"扩展；所述的"十"字 扩展包括以主干道路或变电站附近的主要道路为主要出线通道，以道路的四个方向延展作 为线路干线布线的通道，主干线按照道路两侧沿布，2-4回架设方式建设，呈现出"十"字扩 展的特点，线路末端与其他变电站线路形成联络；所述的"内叶"扩展通过两两联络的线路 组成四个环形成叶片状，手拉手线路开环运行，开环点设置在功率分点。2. 根据权利要求1所述的一种用于变电站的配套出线结构，其特征在于：所述的出线 结构包括负荷集中接入。3. 根据权利要求1所述的一种用于变电站的配套出线结构，其特征在于：所述的出线 结构包括用户接入的方式靠近变电站接入，而不单纯地选择就近接入。4. 根据权利要求1所述的一种用于变电站的配套出线结构，其特征在于：所述的出线 结构包括支线布局远离变电站的道路边线布局。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于变电站的配套出线结构，其特征在于：所述的出线方案在要求总负荷距最小、供电半径最短时，供电范围呈菱形状，且出线呈“十”字或“内叶”扩展。由于采用上述的方式，本实用新型更加适合中小型城市变电站的配套出线，有利于优化用电方式、提高能源利用效率，有利于提高电网的安全运行水平，具有良好的社会效益和经济效益。
【IPC分类】H02G7/00, H02B1/20
【公开号】CN205016963
【申请号】CN201520317773
【发明人】侯劲松, 崔椿洪, 夏民, 郑海红, 尹成, 陈乐然, 李涛
【申请人】国网安徽省电力公司芜湖供电公司, 国家电网公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年5月15日