目錄PAGE2紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE610kV公共配電網(wǎng)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)目錄874目錄 1175441緒論 1105551.1選題背景與研究意義 1237301.1.1選題背景 1206191.1.2研究意義 1290391.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1255721.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 1281181.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2189471.3主要解決問題 2250762配電網(wǎng)基本概述 3129082.1配電網(wǎng)分類 364892.2配電網(wǎng)的電壓等級(jí)選擇 371692.3基本接線方式 4277542.4配電網(wǎng)運(yùn)行的基本要求 4138232.5配電網(wǎng)的基本概念 474273架空線路部分 6313.1氣象條件 692163.2導(dǎo)線截面的選擇及導(dǎo)線材料選擇 6204043.2.1導(dǎo)線截面 6204043.2.2導(dǎo)線材料選擇 6188823.3導(dǎo)線排列方式 7231753.3.1單回和雙回共桿 720743.3.2導(dǎo)線的線間距離 824743.4避雷線的選擇 8103143.5絕緣子、金具 8235323.6桿塔的選擇 9261633.7施工要求 1073704電纜線路部分 11271244.1電力電纜的選擇 11308474.2電力電纜截面的選擇 12291764.3電力電纜線路路徑的選擇 14241314.4電纜附件絕緣水平選擇 14307154.5電纜線路的防雷保護(hù) 14143934.5.1避雷器的特性參數(shù)選擇 1450524.5.2電纜線路金屬層接地 1579824.6電纜與電纜或管道、道路、構(gòu)筑物等相互間容許最小距離 1527794.7電纜敷設(shè)技術(shù)原則 1697184.7.1電纜的一般規(guī)定 16250054.7.2電纜直埋與埋管敷設(shè) 16207715.1環(huán)網(wǎng)柜定義 18322235.2環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元 1875575.2設(shè)備選型 18182885.3性能價(jià)格比較 196046基于經(jīng)典法的無功優(yōu)化 20199586.1無功容量的合理分配 20119416.1.1確定無功容量的分配原則 20188956.1.2目標(biāo)函數(shù)和約束條件 20270406.2補(bǔ)償設(shè)備的補(bǔ)償容量和安裝位置的確定 21315986.310kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償前后的分析比較 23252656.3.1求10kV線路補(bǔ)償前參數(shù) 23178116.3.210kV線路補(bǔ)償容量的確定 23181366.3.3補(bǔ)償點(diǎn)位置選擇 2510615七配網(wǎng)自動(dòng)化 2677147.1配網(wǎng)自動(dòng)化與一次設(shè)備 26274547.2配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 27313207.3配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行中存在的不足及優(yōu)化 28288267.4實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的效益 2818805八實(shí)例分析 29288638.1架空線路優(yōu)化 29204808.2電纜線路優(yōu)化 29130068.3土建優(yōu)化 29186548.4無功補(bǔ)償優(yōu)化 3019123致謝 3215063參考文獻(xiàn) 331141附錄 3410413材料清單 342880拆舊清單 35PAGE91緒論1.1選題背景與研究意義1.1.1選題背景為了順應(yīng)城市配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，配電線路作為一種供電方式，對(duì)配電線路設(shè)計(jì)的探索和研究越來越受到人們的重視。只有不斷努力探索技術(shù)創(chuàng)新,結(jié)合實(shí)際,才能合理充分利用一切可用電力資源,進(jìn)行電力設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化,通過設(shè)計(jì)優(yōu)化不斷完善城市電力系統(tǒng)，才能更好的促進(jìn)城市建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。本文針對(duì)一條具體的配電線路——10kV配電線路典型設(shè)計(jì)包括配電線路及電纜線路的氣象條件、導(dǎo)線型號(hào)的選取及導(dǎo)線應(yīng)力弧垂表、多樣化桿頭布置、預(yù)應(yīng)力及非預(yù)應(yīng)力直線桿的選用、短路電流的計(jì)算、金具及絕緣子選用、絕緣導(dǎo)線防雷、柱上保護(hù)開關(guān)、環(huán)網(wǎng)箱與電纜分支箱的位置選擇、防雷保護(hù)措施、耐張及環(huán)網(wǎng)分支桿箱與引線箱的布置等,涵蓋了電力輸電架空、電纜線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)方面的主要內(nèi)容[4]。1.1.2研究意義配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、柱上保護(hù)開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜及分支箱等組成，而針對(duì)配電網(wǎng)的優(yōu)化，也是從這些設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。架空線路配電傳輸線路建設(shè)是我國(guó)電力系統(tǒng)的重要不可組成的一部分,是我國(guó)輸送民用電能必不可少的配電設(shè)施之一[3]。其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是復(fù)雜而集中的。因此，工業(yè)園區(qū)電纜和架空線的搭配尤為關(guān)鍵。因此，加強(qiáng)10kV公用配電設(shè)備的線路是工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。而供電系統(tǒng)的完善也將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀相對(duì)于我們國(guó)家來說，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的對(duì)于配電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用相對(duì)較早，美國(guó)建立統(tǒng)一的全國(guó)性大電網(wǎng)，大電網(wǎng)同樣存在技術(shù)和管理方面的問題，需要解決的是電網(wǎng)中的控制能力的提高、大電網(wǎng)的復(fù)雜性、電網(wǎng)的規(guī)模和大停電鏈的關(guān)聯(lián)性等方面的問題。與導(dǎo)體材料和應(yīng)力腐蝕有關(guān)的專利一直占據(jù)著日本在20世紀(jì)80年代發(fā)布的架空電線專利的很大一部分。低垂弧、低電暈、高難度雪架專利線專利數(shù)量在85年左右達(dá)到高位，然后逐漸變低：專有的架空線、低風(fēng)音、低風(fēng)架線和與耐磨和耐光有關(guān)的專利在20世紀(jì)80年代初只發(fā)布過幾次，此后就完全消失?？偟膩碚f,日本架空線技術(shù)已接近完全成熟。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀架空的絕緣線在發(fā)展的20多年以來，其成效比較的快，架空絕緣線路的綜合絕緣利用率在不斷下降上升也在上升,配電架空線路的連續(xù)供電率和可靠性也在逐漸得到提升,并且架空線路的供電故障率也都幾乎是每年呈現(xiàn)不斷下降上升趨勢(shì);而這一綠化現(xiàn)象極大的緩解了整個(gè)城市綠化過程中的線和樹之間的矛盾,美化了城市的整體景觀;從而使得架空線路上下通道的綜合利用率不斷得到提升[6]。通過深入實(shí)施,直至2020年,中心服務(wù)城市或者偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電應(yīng)用技術(shù)水平和我國(guó)智能城市建設(shè)水平呈現(xiàn)了很高的現(xiàn)象提高率和現(xiàn)象增長(zhǎng)速度,其中城市供電的安全可靠率就已經(jīng)首次高達(dá)99.99%,用戶每年需要停電一段時(shí)間的平均供電時(shí)長(zhǎng)不可能超過1h,而與此同時(shí)城市供電的服務(wù)質(zhì)量也已經(jīng)一直處于一個(gè)國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)水平：可變?nèi)萘啃∮?千瓦的家庭，有效保障民生[3]。1.3主要解決問題以南通開發(fā)地區(qū)10kV東路線主干線及其支線為研究對(duì)象，對(duì)此地區(qū)的架空配電線路、電纜線路、柱上保護(hù)開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜及電纜分支箱等進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃并進(jìn)行實(shí)施的研究，最后總結(jié)出適合此地區(qū)10kV配電網(wǎng)的優(yōu)化方案。包括以下幾點(diǎn)：對(duì)此地區(qū)的10kV架空配電線路網(wǎng)架進(jìn)行完善規(guī)劃。（2）設(shè)計(jì)一種10kV配電網(wǎng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在針對(duì)不同地區(qū)導(dǎo)線鋪設(shè)方式的選擇后，以主干線為主，配合架空線路與電纜的結(jié)合應(yīng)用，負(fù)荷開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的選型，環(huán)網(wǎng)柜分支箱的選點(diǎn)等，最終得出10kV配電網(wǎng)優(yōu)化的最佳設(shè)計(jì)方案。（3）計(jì)算線路優(yōu)化后所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)供電可靠性、實(shí)用性進(jìn)行分析，增強(qiáng)運(yùn)行的靈活性。并可以此為例，為后續(xù)其他地區(qū)配電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供支撐。2配電網(wǎng)基本概述2.1配電網(wǎng)分類表2-1配電網(wǎng)按電壓等級(jí)分類按電壓等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)高壓配電網(wǎng)35kV—110kV中壓配電網(wǎng)6kV—10kV低壓配電網(wǎng)220kV/380kV按供電區(qū)的功能來分類可分為城網(wǎng)，農(nóng)網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)等。而分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)稱為配電網(wǎng)。圖2-1配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖2.2配電網(wǎng)的電壓等級(jí)選擇電壓能力等級(jí)的確定,與實(shí)際供電傳輸方式、供電設(shè)備負(fù)荷、供電管線距離等均應(yīng)具有密切關(guān)系表2-2供電電壓與輸送容量關(guān)系負(fù)荷（kW)20003000-50002000-1000010000-5000050000-200000200000以上供電電壓選擇(kV)61035110220500輸送距離(kM)3-105-1520-5050-150150-300300以上2.3基本接線方式1.放射型：僅從一端供電的電路。2.環(huán)型：能夠完整的構(gòu)成一條單電源的環(huán)形電路。3.網(wǎng)孔型：大多數(shù)的網(wǎng)孔型是由多電源供電的。除此以外還有單電源供電或多電源供電的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)在中壓配電線路的類型上分為：架空線路、電纜線路，這兩種線路的連接方式完全不同，架空線路是將導(dǎo)線安裝在電線桿上，采用放射狀供電方式，架空線路的優(yōu)點(diǎn)是：成本低，投資少，建設(shè)周期短，檢測(cè)及時(shí)，故障維修及時(shí)[6]，與架空線路不同的是，電纜線路是直接建立地面配電線路，與架空線路相比，受外界因素的影響相對(duì)較小，但其成本高，投資大，故障點(diǎn)難以確定，有時(shí)會(huì)造成用戶長(zhǎng)時(shí)間的用電故障。因此，目前的優(yōu)化方法是：架空、電纜混合接線，隨著變電站容量的增加，出線數(shù)量增加，混合接線可以很好地避免“缺點(diǎn)”，同時(shí)最大限度地發(fā)揮“優(yōu)點(diǎn)”。2.4配電網(wǎng)運(yùn)行的基本要求1.保證可靠地持續(xù)供電。2.保證良好的電能質(zhì)量。3.保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。2.5配電網(wǎng)的基本概念電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓、頻率、波形和可靠性,就是安全不間斷地向整個(gè)電力系統(tǒng)用戶進(jìn)行設(shè)備電能供應(yīng)所符合要求的電能符合國(guó)家以及有關(guān)法律規(guī)定的能源電能使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的電力專用設(shè)備電能。通常，電壓的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：高壓U=UN±（5-6）%UN；低壓U=UN±（5-7）%UN。頻率的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公式為:f=fn±(0.2-0.5)Hz。波形類型應(yīng)為正弦波,其中的諧波元素含量品質(zhì)要求須符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[11]。（1）電壓偏差：?U=式中：?U-電壓偏差百分比U-實(shí)際電壓UN-電網(wǎng)標(biāo)稱電壓表2-5電壓允許變化范圍電壓（kV）變化范圍為額定電壓35-110±5％10±5％400±3％（2）網(wǎng)損率：?Wz%=?Wz而網(wǎng)損率應(yīng)達(dá)到以下指標(biāo)：一次變壓：3.5％以下；二次變壓：3.5％以下；三次變壓：7％以下（3）負(fù)載率：Kφ=Pφ對(duì)普通線路而言,當(dāng)線路負(fù)載負(fù)荷承受能力越低時(shí),線路的安全利用性能就顯得越差;線路負(fù)載承受率越小,經(jīng)濟(jì)利用性能就顯得越差。

3架空線路部分3.1線路設(shè)計(jì)氣象條件表3-1氣象條件成果表氣象條件氣溫(°C)風(fēng)速(m/s)覆冰(mm)最高氣溫4000最低氣溫-1000安裝情況0100外過電壓15100內(nèi)過電壓15150最大覆冰-5105最大風(fēng)速10250年平均氣溫15003.2導(dǎo)線截面的選擇及導(dǎo)線材料選擇3.2.1導(dǎo)線截面（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇:導(dǎo)線截面計(jì)算公式：S=P√3UeJcos式中S-導(dǎo)線截面mm2；P-輸送容量kW；Ue-線路額度電壓kV；J-經(jīng)濟(jì)電流密度A/mm2;cosφ（2）按導(dǎo)線長(zhǎng)期容許電流校驗(yàn)選擇：計(jì)算公式：Wmax=√3UeiImax（3式中：Wmax-輸送容量MVA；Ue-線路額定電壓kV;Imax-導(dǎo)線持續(xù)容許電流kA。選擇與實(shí)際相符的導(dǎo)線是最合適的。（3）按電壓損耗校驗(yàn)：在不考慮線路電壓損耗橫分量時(shí)，計(jì)算公式：δ=PmLU21(R+Xotg式中：δ-線路允許的電壓損耗百分比；Pm-線路輸送的最大功率MW;Ui-線路額定電壓kV；線路長(zhǎng)度m；R-單位長(zhǎng)度導(dǎo)線電阻Ω/m；X0—單位長(zhǎng)度線咱電抗，Ω/m，可取0.4×10-3Ω/m；tgφ—負(fù)荷功率因數(shù)角的正切3.2.2導(dǎo)線材料選擇目前現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有很多優(yōu)質(zhì)鋼芯絕緣導(dǎo)線型式。下列表格為在不同配電線路上的導(dǎo)線截面選擇（表3-2）表3-2導(dǎo)線截面mm2導(dǎo)線種類1kV-10kV配電線路1kV以下配電線路主干線分干線分支線主干線分干線分支線鋁絞線和鋁合金線120（125）70(63)50(40)95(100)70(63)50(40)鋼芯鋁絞線120（125）70(63)50(40)95(100)70(63)50(40)銅絞線--16503516絕緣鋁絞線1509550957050絕緣銅絞線7050353.3導(dǎo)線排列方式根據(jù)目前我國(guó)各國(guó)和地區(qū)的輸配電線路的排列方案設(shè)計(jì)、運(yùn)行使用習(xí)慣和導(dǎo)線安裝,而排列導(dǎo)線的各種排列走向方式?jīng)]有絕對(duì)固定的,在10kV的交流配電電纜線路中最常見的三種排列導(dǎo)線方式式:導(dǎo)線垂直方向排列、三角方向排列和導(dǎo)線水平方向排列這3種基本的排列形式。3.3.1單回和雙回共桿單向雙回三角架空式直線排列采用單回三角形和直線水平方向排列兩種基本排列方式。三角形式的排列連接方式因同時(shí)采用了圓棒形和指針式而有絕緣子和無陶瓷橫梁承擔(dān)又難以區(qū)分出現(xiàn)為兩種。轉(zhuǎn)角桿不適合考慮用陶瓷橫梁承擔(dān)的那種三角形框架布置處理方式。雙背水平架空層直線排列采用雙對(duì)稱左右垂直三角形、兩個(gè)垂直、上對(duì)稱三角形上邊加下角的水平梯形排列和兩個(gè)垂直水平架空層四個(gè)方式排列。這種設(shè)計(jì)典型的基本設(shè)計(jì)形式是針對(duì)下層的兩側(cè)水平負(fù)載排列,有兩種基本設(shè)計(jì)形式,一種也就是對(duì)稱桿兩側(cè)的上層水平承載負(fù)荷桿的排列,另一種也就是不對(duì)稱桿的排列,使得縱橫桿兩側(cè)的水平負(fù)載負(fù)荷長(zhǎng)度不大于相等。前種采用布置舊的方式較美觀,后種采用布置新的方式較為利于節(jié)約建筑材料。各地政府可依據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)際建設(shè)情況自行選用。而導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，不應(yīng)小于表2-3所列數(shù)據(jù)：表3-3導(dǎo)線設(shè)計(jì)的最小安全系數(shù)絕緣導(dǎo)線種類一般地區(qū)重要地區(qū)鋁絞線、銅芯鋁絞線、鋁合金線2.53.0銅絞線2.0導(dǎo)線的線間距離當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)線兩端處于兩個(gè)鉛垂線的靜止固定位置時(shí),它們之間的固定距離為兩個(gè)導(dǎo)線間的固定距離。確定兩條線間間的距離,主要從兩個(gè)基本方面上來進(jìn)行分析考慮:一般就是確定導(dǎo)線在一個(gè)桿塔上的導(dǎo)線布置間隙形式及其在桿塔上的布置間隙導(dǎo)線距離。二分法是計(jì)算導(dǎo)線在檔隙和距離的中央相互之間接近時(shí)的導(dǎo)線間隙數(shù)和距離。根據(jù)實(shí)際情況，在兩個(gè)方面中取較大情況的方面來確定線間距離。3.4避雷線的選擇避雷線的防雷功能:(1)有效防止雷直擊穿電導(dǎo)線(2)當(dāng)控制避雷針位于塔頂時(shí)，對(duì)雷擊電流具有自動(dòng)分流控制功能，減少流向塔頂?shù)睦讚綦娏?，降低塔頂電位?3)對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用,降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓[13]。表3-4對(duì)各級(jí)電壓線路架設(shè)避雷線的規(guī)定各級(jí)電壓避雷線選擇330kV及500kV全線架設(shè)220kV全線架設(shè)110kV全線架設(shè)60kV全線架設(shè)30kV及以下線路不全線架設(shè)3.5絕緣子、金具10kV直線桿采用針式絕緣子或瓷橫擔(dān)絕緣子。拉桿應(yīng)使用由兩個(gè)懸垂絕緣子或一個(gè)懸垂絕緣子和一個(gè)蝶形絕緣子組成的絕緣線。絕緣機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)度關(guān)系應(yīng)按式(3.5）驗(yàn)算:KF<Fu(3-5)式中:K—機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)，可按表3-5采用;F—設(shè)計(jì)荷載，kN;絕緣和連接設(shè)備的整體安裝結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能采用安全系數(shù)控制的設(shè)計(jì)方法。絕緣子和金具機(jī)械強(qiáng)度的安全系數(shù)，應(yīng)符合表3.5的規(guī)定[11]。表3-5絕緣子及金具機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)類型安全系數(shù)運(yùn)行工況斷線工況懸式絕緣子2.71.8針式絕緣子2.51.5蝴蝶式絕緣子2.51.5瓷橫擔(dān)絕緣子3.02.0有機(jī)復(fù)合絕緣子3.02.0金具2.51.5本工程直線桿采用支柱絕緣子，中間桿角鐵加裝單棒接地，低壓使用蝶形絕緣子；對(duì)直線轉(zhuǎn)角、耐張?zhí)€及耐張桿絕緣子串組合詳見典型設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)圖集。本工程可根據(jù)施工習(xí)慣采用不同的絕緣子串組合型式，但其整體絕緣性能應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)要求。3.6桿塔的選擇塔架選型主要考慮張力、壓力、張力懸垂曲線和不同張力等級(jí)。塔型必須符合要求。根據(jù)其強(qiáng)度特點(diǎn)，普通桿塔可分為懸掛式和耐電壓型桿塔，其中凸形鐵塔主要考慮垂直力，可分為懸掛式垂直桿塔和懸掛式轉(zhuǎn)角桿塔，而堅(jiān)固的桿塔又可分為堅(jiān)固的右線塔、分叉角塔和終端塔，按回路數(shù)，桿塔必須分為單回路、雙回路和多回路塔。塔型的選擇和構(gòu)件的布置，必須根據(jù)鋼材和地線的布置，按照結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力平衡、過渡鮮明、外形美觀的原則進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)結(jié)合所需的地域、塔材、材料等的選擇進(jìn)行優(yōu)化，易操作、易維護(hù)、易施工、施工工藝等因素，并優(yōu)先考慮先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)，考慮到配電線路廣泛應(yīng)用于平原和山區(qū)，特別是基于線路的選擇，架空線路的走廊通常是非農(nóng)業(yè)和無人區(qū)，用于運(yùn)輸和施工，因此，電纜塔和鋼筋混凝土電桿可以優(yōu)先降低成本，增加施工便利性。建造極地塔并不容易。它不應(yīng)基于地面特征和同一高度，而應(yīng)采用整體短腿結(jié)構(gòu)。此類塔的數(shù)量不應(yīng)過多，應(yīng)特別注意塔的穩(wěn)定性及其強(qiáng)度的合理性。本工程除特殊桿型外，所用的桿型及基礎(chǔ)參見典型設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)圖集，其中鋼管桿采用中間法蘭連接型式（10kV法蘭式鋼管桿參見相應(yīng)修改出版圖集）。如遇灌注樁基礎(chǔ)加長(zhǎng)時(shí)，請(qǐng)按本工程施工圖實(shí)施，若無特殊說明外，所有加長(zhǎng)灌注樁基礎(chǔ)主筋規(guī)格不變。3.7施工要求a、本工程電桿由運(yùn)行單位定位。b、基礎(chǔ)施工應(yīng)按圖紙及有關(guān)施工規(guī)范及驗(yàn)收規(guī)程進(jìn)行。c、除轉(zhuǎn)角及終端桿有一定的預(yù)偏所外，所有電桿必須與地面垂直。d、終端桿及耐張桿在緊線時(shí)必須做好能平衡40%線條張力的臨時(shí)拉線。e、緊線時(shí)牽引繩對(duì)地夾角不得超過30度。f、施工時(shí)牽引滑車到橫擔(dān)下平面的距離一般不得超過70-100毫米。g、施工中若檔距超過設(shè)計(jì)使用檔距，請(qǐng)施工單位及時(shí)通知設(shè)計(jì)。4電纜線路部分4.1電力電纜的選擇電纜的選材主要包括：正確合理地選擇各種類型的電力電纜、耐張能力、電纜導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料和電纜截面等，對(duì)保證電纜設(shè)備使用后的安全正常運(yùn)行至關(guān)重要。4.1.1導(dǎo)線材料的選擇在本次優(yōu)化中，我們將采用銅芯線。所有類型的電纜敷設(shè)方式都不會(huì)直接采用地下電纜的安裝，銅芯線電纜在安裝地下傳輸電纜系統(tǒng)時(shí)具有優(yōu)良的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其支架是與導(dǎo)線相連的鋅芯和電纜芯供電。它具有事故率低、耐酸堿腐蝕、可靠性高、施工速度快、維護(hù)方便等特點(diǎn)，能保證后期能源供應(yīng)的質(zhì)量。實(shí)物圖如圖4-1所示：圖4-1導(dǎo)線材料實(shí)物圖4.1.2電纜線芯數(shù)量選擇電力電纜交換連接線上的電纜芯數(shù)按照動(dòng)力電纜芯的連接總數(shù)量和大小一般可以將其細(xì)分為四種單芯,兩芯,三芯,四芯,五芯以上[11],在10kV工作能力下的電纜交換線連接芯數(shù)的分類選擇中，可遵循以下選擇條件：3kV～35kV三相供電回路的電纜芯數(shù)，在工作電流較大的回路或電纜敷設(shè)于水下時(shí)，為了避免中間出現(xiàn)接頭部分，需選用單芯電纜[12]，而采用的單芯電纜，而不能使用鋼帶鎧裝的方式連接。在其余的部分應(yīng)選用三芯電纜；三芯電纜可選用普通統(tǒng)包型，也可選用三根單芯電纜絞合構(gòu)造型。而四芯、五芯電纜往往應(yīng)用于用于三相供電回路中。電纜線芯具體的線芯數(shù)量依然是要根據(jù)實(shí)際情況而定的，才能選擇出最符合實(shí)際的線芯數(shù)量4.1.3絕緣種類的選擇在發(fā)展塑料工業(yè)以前,電纜電氣絕緣大多數(shù)都用的是直接選擇高溫油壓熱浸紙塑料絕緣導(dǎo)線電纜和高壓充油絕緣電纜,因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)于其他不同種類的絕緣電纜,它們的絕緣使用壽命長(zhǎng),絕緣保護(hù)性能好,電氣絕緣性能優(yōu)良。但隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)許多新的合成絕緣材料，新型合成絕緣材料成本低，重量輕而柔軟，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜且安裝方便，因此在35kV及以下現(xiàn)采用的都是新型的合成絕緣材料。在6kV-35kV中低壓電力電纜線路中,我國(guó)主要選用不滴流電纜或交聯(lián)聚氯乙烯電力電纜[15]。4.1.4防護(hù)層種類的選擇大多數(shù)就是采用用普通聚氯乙烯護(hù)套料，在特殊環(huán)境有特殊需要的環(huán)境下還可以用阻燃型、耐火型、防白蟻型聚氯乙烯料。而電纜金屬護(hù)套、鎧裝、外護(hù)層應(yīng)按表4-1選擇。表4-1-4電纜金屬護(hù)套、鎧裝、外護(hù)層選擇電壓等級(jí)敷設(shè)方式金屬護(hù)套或鎧裝外護(hù)層10/0.4kV直埋、埋管、電纜溝非磁性金屬帶（單芯）鋼帶或鋼絲（三芯）聚氯乙烯或聚乙烯4.1.5電纜電壓和型號(hào)的選擇電力線的額定電壓應(yīng)等于或高于電網(wǎng)的額定電壓，電纜的最大工作電壓不得超過其額定電壓的15%[12]。對(duì)電纜型號(hào)的選擇，應(yīng)滿足電纜敷設(shè)場(chǎng)合技術(shù)要求。表4-1-5常用電纜型號(hào)及適用范圍名稱適用范圍交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝、聚乙烯護(hù)套電力電纜可用于排管敷設(shè)，能承受機(jī)械外力作用，但不能承受較大的拉力交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜敷設(shè)于水中或高落差土壤中，電纜能承受較大的拉力4.2電力電纜截面的選擇1）所在電纜主干線路連接導(dǎo)線上的截面導(dǎo)體選擇必須應(yīng)做到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,并且應(yīng)留有適當(dāng)?shù)膶捲６?同一分布地區(qū)內(nèi)電纜主干線導(dǎo)體截面宜一致,根據(jù)不同的電纜供電要求分區(qū),電纜連接線路導(dǎo)體截面選擇應(yīng)盡量滿足供電表4-2-1要求。表4-2-1電纜線路導(dǎo)線截面選擇電壓等級(jí)主干線（mm2）次干線（mm2）分支線（mm2）10kV≥240≥120≥350.4kV根據(jù)變壓器容量及出線方式合理選擇2）根據(jù)電纜長(zhǎng)期允許載流量選擇計(jì)算公式：Imax≤KIo（4-1）式中：Imax-通過電纜的最大持續(xù)負(fù)荷電流電纜長(zhǎng)期允許載流量的總修正系數(shù)Io-在某條件下的長(zhǎng)期允許載流量3）根據(jù)電纜短路時(shí)的熱穩(wěn)定性選擇計(jì)算公式：Smin=I∞√tC式中Smin-短路熱穩(wěn)定要求的最小截面積I∞-穩(wěn)態(tài)短路電流t-短路電流的作用時(shí)間C-熱穩(wěn)定系數(shù)4)根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇計(jì)算公式：S=ImaxJn（4-式中Imax-最大負(fù)荷電流Jn-經(jīng)濟(jì)電流密度在選擇電纜截面尺寸時(shí)，應(yīng)首先考慮允許的長(zhǎng)期負(fù)載；二是熱穩(wěn)定性；最后，考慮當(dāng)前的電流密度和可接受的電壓降[16]。5）持續(xù)溫度工作時(shí)該回路的導(dǎo)線電纜和半導(dǎo)體持續(xù)工作時(shí)的溫度范圍應(yīng)完全符合按下表4-2-5選擇。表4-2-5導(dǎo)體最高允許溫度按表電纜類型最大允許溫度（℃）額定負(fù)荷時(shí)短路時(shí)聚氯乙烯電力電纜70160交聯(lián)聚乙烯電力電纜902504.3電力電纜線路路徑的選擇電纜線路路徑選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則:1)根據(jù)《中國(guó)道路網(wǎng)城市規(guī)劃》的統(tǒng)一規(guī)劃，結(jié)合城市道路的總體走向和城市規(guī)劃公共能源工程的需求，在城市道路兩側(cè)合理布置管線，充分保證地下水力電纜輸送線路與城市其他主要市政主體的公共能源工程管道之間的能耗安全距離。2)在滿足安全經(jīng)濟(jì)要求的特定條件下,應(yīng)盡量保證有線電纜傳輸路徑的安全經(jīng)濟(jì)合理。3)電纜用戶接線應(yīng)盡量隨時(shí)避開或?qū)?dǎo)線放在電纜易于承受或可能遭受各種自然機(jī)械化學(xué)性質(zhì)條件如自然外力、過熱、化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕和各種昆蟲以及白蟻等有害物質(zhì)產(chǎn)生危害的正常工作生活場(chǎng)所。4)建筑施工地點(diǎn)應(yīng)盡量選擇避開建筑地下室的主要巖洞、水涌和其他工程規(guī)劃中的土地或是挖掘建設(shè)工程施工的危險(xiǎn)來源地方。4.4電纜附件絕緣水平選擇電纜附件的金屬絕緣層與屏蔽保護(hù)層或其他金屬絕緣護(hù)套之間的額定交流功頻運(yùn)行電壓(UO)、任何兩個(gè)三相線之間的額定交流工頻運(yùn)行電壓(U)、任何兩個(gè)三相線之間的功頻運(yùn)行最高絕緣電壓(Um),以及每一基準(zhǔn)導(dǎo)體與每個(gè)絕緣屏的殼層或每個(gè)金屬導(dǎo)體護(hù)套之間的每個(gè)基準(zhǔn)導(dǎo)體絕緣電壓水平可從表里選擇,應(yīng)完全滿足于下表4-4的性能要求。表4-4電纜額定電壓值(k)系統(tǒng)額定電壓10UO/U8.7/15Um11.5BIL95外護(hù)套沖擊耐壓204.5電纜線路的防雷保護(hù)為有效保護(hù)防止損壞連接導(dǎo)線電纜和其他絕緣連接電纜附件的損壞連接電纜主體和其他絕緣電纜元件連接遭受較大電流或超過電壓時(shí)的嚴(yán)重?fù)p壞,應(yīng)及時(shí)對(duì)其采取以下安全用電保護(hù)措施:1)裝設(shè)專用架空電纜線路架空架設(shè)線路與專用避雷器各架空電纜架設(shè)線路在一端相連的與另另外一端之間的均應(yīng)分別應(yīng)各裝設(shè)一個(gè)專用避雷器。2)架空電纜兩端不均勻與其他架空電纜線直接相連的地方應(yīng)在兩端分別處各裝設(shè)一個(gè)避雷器。4.5.1避雷器的特性參數(shù)選擇電纜保護(hù)金具的主要特性參數(shù)應(yīng)符合下列要求：1）沖擊電壓應(yīng)低于有一定裕度保護(hù)的電纜線路的絕緣水平[16]。2）當(dāng)沖擊電流通過鎖定系統(tǒng)時(shí)，兩個(gè)端子之間的剩余張力應(yīng)低于電纜線路隔離水平。3）當(dāng)張力上方的梁侵入電纜時(shí)，電纜角中的張力為沖擊放電電壓和剩余張力，兩者之間的最大值稱為保護(hù)水平。4）這種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)類型的接地器額定接地電壓應(yīng)選用最大接地線時(shí)的占用電壓[7]。4.5.2電纜線路金屬層接地1）三芯電纜兩端的金屬連接層應(yīng)完全位于三芯連接電纜兩端之間。2）直接落在1kV點(diǎn)以下的三相四線電纜中性段，不應(yīng)小于線路不平衡平均連續(xù)電流連續(xù)運(yùn)行所需的最小截面，應(yīng)采用相同的橫截面[7]。（3）為了加強(qiáng)電纜的地板、金屬耦合護(hù)套和塑料鎧裝，電纜連接支架和其他電纜附件的連接支架應(yīng)可靠、牢固。4.6電纜與電纜或管道、道路、構(gòu)筑物等相互間容許最小距離電纜與距離電纜與傳輸管道、道路、構(gòu)筑物等相互間均可容許最小傳輸距離，應(yīng)滿足表4-6的要求。表4-6電纜與電纜或管道、道路、構(gòu)筑物等相互間容許最小距離單位:m電纜直埋敷設(shè)時(shí)的配置情況平行交叉電力電纜之間或與控制電纜之間10kV及以下動(dòng)力電纜0.10.5a10kV以上動(dòng)力電纜0.25b0.5a不同部門使用的電纜0.5b0.5a電纜與地下管溝熱力管溝2c0.5a油管或易燃?xì)夤艿?0.5a其他管道0.50.5a電纜與鐵路-3--10-電纜與建筑物基礎(chǔ)0.6c-電纜與公路邊1.0c-電纜與排水溝1.0c-電纜與樹木的主干0.7-電纜與1kV以下架空線電桿1.0c-電纜與1kV以上線塔基礎(chǔ)4.0c-注：a、用隔板分割或電纜穿管時(shí)，不得小于0.25m；b、用隔板分隔或電纜穿管時(shí)，不得小于0.1m；c、特殊情況時(shí)，減小值不得大于50%；4.7電纜敷設(shè)技術(shù)原則4.7.1電纜的一般規(guī)定A:彎曲半徑電纜允許的最小彎曲半徑應(yīng)符合表4-7-1的規(guī)定。表4-7-1電纜允許最小彎曲半徑電壓等級(jí)電纜類別單芯三芯10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜12D10D0.4kV聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜10D10D注：表中D為電纜外徑B:適合電纜敷設(shè)方式的電纜數(shù)量電纜敷設(shè)方式應(yīng)根據(jù)工程條件、環(huán)境特點(diǎn)、電纜類型、數(shù)量等因素選擇，以運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理為原則。電纜敷設(shè)方式分為直埋、埋管、電纜溝?？紤]到為縣城電纜線路典設(shè)，所以電纜敷設(shè)根數(shù)均按6根及以下考慮。4.7.2電纜直埋與埋管敷設(shè)本次設(shè)計(jì)選用電纜埋管敷設(shè)方式埋管敷設(shè)技術(shù)要求1）除了根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)置電纜數(shù)量外，還需預(yù)留埋管所需的孔洞數(shù)量。2)并列埋管相互間距不應(yīng)低于40mp縱向排水坡度不宜小于2%坡度較大時(shí)需設(shè)置防止電纜滑落的措施[10]。3)埋管敷設(shè)在人行道時(shí)最小回填層不應(yīng)低壓250mR在車行道時(shí)最小回填層不應(yīng)低壓―750mp低于規(guī)定指標(biāo)時(shí)應(yīng)增加現(xiàn)澆蓋板保護(hù)。4）管端應(yīng)進(jìn)行處理，以防止電纜損壞。5）應(yīng)為電纜預(yù)留、管道輸送、管道轉(zhuǎn)向、分支和接頭創(chuàng)建工作井。表4-7-2對(duì)不同敷設(shè)方式的比較敷設(shè)方式適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電纜直埋敷設(shè)對(duì)于地下無障礙使用，土壤中不含嚴(yán)重的酸、堿、鹽等腐蝕性手段，適用場(chǎng)合較少電纜直埋地下是最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最廣泛的一種敷設(shè)方法，具有投資小、施工方便、散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)。土壤中腐蝕性物質(zhì)的腐蝕，不方便查找故障和維修電纜電纜埋管敷設(shè)適用于各類道路和城市交叉口，各種電壓等級(jí)，大量電纜和長(zhǎng)距離敷設(shè)電纜安裝受外力影響小，占地少，能承受較大荷載，互不影響，土建部門施工完成后，電纜安裝簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。初切管道的建設(shè)成本很大，而電纜的熱膨脹會(huì)影響金屬護(hù)套的痕勞和電纜的散熱。電纜溝敷設(shè)適用于主干道、多電壓等級(jí)、多電纜、彎道及地面升降變化大的場(chǎng)合。電纜維修更換方便，靈活多樣，轉(zhuǎn)動(dòng)方便。電纜安裝高程可根據(jù)地坪高程的變化進(jìn)行調(diào)整施工檢查和電纜更換時(shí)，必須攜帶大量蓋板，施工中容易損壞電纜。5環(huán)網(wǎng)柜選取5.1環(huán)網(wǎng)柜定義環(huán)網(wǎng)主機(jī)（RMU）是孤島網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式中的重要設(shè)備。在鎧裝結(jié)構(gòu)的機(jī)柜中安裝一組高壓開關(guān)設(shè)備或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為一種RMU安裝間隔的電氣設(shè)備。雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)柜供電圖如圖5-1所示：圖5-1雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)柜供電圖5.2環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元環(huán)網(wǎng)柜一般是由整個(gè)柜體、母線、負(fù)荷穩(wěn)壓開關(guān)、熔斷器、斷路器、隔離負(fù)荷開關(guān)、電纜線及插頭連接件、二次充電控制部件等部分組成[8]。一般由3個(gè)電源間隔電路組成,包括兩個(gè)電源進(jìn)出線斷電間隔和一個(gè)變壓器斷電間隔,進(jìn)出線斷電間隔主要是作用于實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)線路的自動(dòng)隔離,以及通過手動(dòng)調(diào)整整個(gè)電源輸出方向電路來恢復(fù)正常電源供電;兩個(gè)變壓器斷電間隔則通過兩個(gè)組合的繼電器電路來對(duì)整個(gè)變壓器內(nèi)部電源短路以及故障信號(hào)進(jìn)行快速斷電切除。環(huán)網(wǎng)柜供電系統(tǒng)一次接線圖如圖5-2所示：圖5-2環(huán)網(wǎng)柜供電系統(tǒng)一次接線圖5.2設(shè)備選型（1）充分考慮與電能分配回路自動(dòng)化的技術(shù)配合，選用充電小回路斷路器代替負(fù)荷斷路器，（2）線路數(shù)量必須為4條（2進(jìn)2出），便于根據(jù)用戶接線進(jìn)行配線。很多線很容易導(dǎo)致電纜多，電纜壽命很長(zhǎng)。（3）設(shè)備體積小，免維護(hù)，由于內(nèi)環(huán)主機(jī)不夠成熟，建議采用進(jìn)口設(shè)備或合資機(jī)組，以保證設(shè)備的可靠性，減少維護(hù)[8]。5.3性能價(jià)格比較1、造價(jià)分析：環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)備及監(jiān)控終端按進(jìn)口價(jià)格測(cè)算。表5-3環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)備及監(jiān)控終端按進(jìn)口價(jià)格測(cè)算表項(xiàng)目規(guī)格電氣設(shè)備土建出線電纜自動(dòng)化監(jiān)控終端每條路出線費(fèi)用開關(guān)站10路（2進(jìn)8出)100萬6萬增加6萬7萬15萬環(huán)網(wǎng)柜4路（2進(jìn)2出）19萬1萬無6萬13萬2、可靠性:環(huán)網(wǎng)柜每個(gè)正常停電工作區(qū)段最少可以同時(shí)控制2路機(jī)的電流和輸出線,停電區(qū)段發(fā)生損壞幾率最大約為一路Rs1=25%,開關(guān)站每個(gè)正常停電工作區(qū)段最少可以同時(shí)控制4路,停電區(qū)段發(fā)生損壞幾率最大約為一路Rs2=50%,同時(shí)因供電設(shè)備正常停電工作區(qū)域占用面積大而導(dǎo)致設(shè)備正常檢修期間出現(xiàn)停電的情況持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),故設(shè)備檢修期間停電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的用戶數(shù)較少,從而大大提高了我國(guó)城市電力供電網(wǎng)的工作可靠性。3、由于主環(huán)單元的安裝設(shè)備比較分散，便于進(jìn)行分布式實(shí)施、安裝和擴(kuò)展。4、設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備水平提高。從以上分析可以看出，TEM環(huán)的主體單元具有較高的性價(jià)比，是配電網(wǎng)改造中電纜線路節(jié)點(diǎn)的理想產(chǎn)品。

6基于經(jīng)典法的無功優(yōu)化6.1無功容量的合理分配6.1.1確定無功容量的分配原則（1）在確定電網(wǎng)的總無功容量時(shí)，如何合理分配補(bǔ)償容量補(bǔ)償點(diǎn)，使網(wǎng)損最小化，獲得最佳收益是一個(gè)非常重要的問題。（2）要解決這些問題，就必須了解無功補(bǔ)償能力的最佳配置。（3）這是非線性規(guī)劃的局限性，在一定條件下，尋找最有價(jià)值的曲面以獲得最優(yōu)解也是一個(gè)問題。6.1.2目標(biāo)函數(shù)和約束條件（1）目標(biāo)：當(dāng)由補(bǔ)償裝置在每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)處供應(yīng)的無功能量是連續(xù)的時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總損耗被最小化并且達(dá)到了目標(biāo)。（2）局限性：也就是說，在實(shí)現(xiàn)非線性問題的目標(biāo)時(shí)建立的有益關(guān)系應(yīng)該基于某些約束而不是條件。這些條件稱為限制。因此，正在討論的問題是有條件的計(jì)劃問題，也就是說，當(dāng)某些條件可以減少網(wǎng)絡(luò)的總損耗時(shí)。1）配電系統(tǒng)的無功負(fù)載應(yīng)保持平衡當(dāng)所有電容都得到補(bǔ)償時(shí)，總無功負(fù)載為總電抗損耗為總功率，必須滿足配電網(wǎng)的負(fù)載平衡要求，即，（6-1）這是克制的首要條件。2）限制賠償能力補(bǔ)償基于功率因數(shù)，或者當(dāng)補(bǔ)償基于其他因素時(shí)，補(bǔ)償容量不能大于最大值或小于最小值，（6-2）3）電壓的極限按配網(wǎng)電壓質(zhì)量的要求，第個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)處的電壓必須小于最大值，大于最小值，即：(6-3)這是第三個(gè)約束條件。在滿足以上三個(gè)約束條件的前提下，追求網(wǎng)損最小是我們所研究的問題的目標(biāo)。6.2補(bǔ)償設(shè)備的補(bǔ)償容量和安裝位置的確定為了便于研究，估計(jì)電抗性負(fù)載沿著線有系統(tǒng)地分布，如圖3-2（a）所示。討論分為兩種情況：（1）單點(diǎn)補(bǔ)償；（2）兩點(diǎn)補(bǔ)償。在這里，單點(diǎn)補(bǔ)償系統(tǒng)用于優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)。均勻分布無功負(fù)荷線路上單點(diǎn)補(bǔ)償前、后分布圖如圖6-1所示：圖6-1均勻分布無功負(fù)荷線路上單點(diǎn)補(bǔ)償前、后圖6-1（b）和（c）顯示了單點(diǎn)補(bǔ)償期間的無功電流分布。為了簡(jiǎn)化分析，這是線的總長(zhǎng)度，即每單位長(zhǎng)度的負(fù)載的剪切力，即總的無功負(fù)載。假設(shè)在線路中安裝了補(bǔ)償電源設(shè)備3，則補(bǔ)償后的電流如圖6-1（c）所示。補(bǔ)償后導(dǎo)線各節(jié)點(diǎn)的有功電流：（1）從變電站到線路（）末端的反應(yīng)電流為：（6-4）（2）由起點(diǎn)至補(bǔ)償點(diǎn)一段，即（6-5）補(bǔ)償后，網(wǎng)損減小的數(shù)值為：（6-6）為了找到最大值，采用了找到最大值的方法，即令，，得(6-7)解出。也就是說，當(dāng)帶電負(fù)載沿線路均勻分布時(shí)，對(duì)于單點(diǎn)補(bǔ)償，補(bǔ)償位置應(yīng)安裝在從線路電源到線路全長(zhǎng)的距離處，并且補(bǔ)償能力因此被最小化。在這種情況下：（1）補(bǔ)償度為：（2）補(bǔ)償前線路總損失為：（3）線路損失減小值為：（4）線損下降率為：6.310kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償前后的分析比較6.3.1求10kV線路補(bǔ)償前參數(shù)圖6-2為無功補(bǔ)償前的簡(jiǎn)化線路圖：圖6-2無功補(bǔ)償前的簡(jiǎn)化線路圖從變電站的運(yùn)行日志中選擇確切的月份，檢查該月份的有功功率和無功功率，并從這兩個(gè)參數(shù)獲取線路功率因數(shù)：(6-8)式中—系統(tǒng)無無功補(bǔ)償時(shí)的功率因數(shù)；—系統(tǒng)有功電量，；—系統(tǒng)無功電量，。根據(jù)電線，電纜的最大電流和功率因數(shù)可獲得最大功率；（6-9）（6-10）--最大有功功率；--最小有功功率；--最大電流；--最小電流；--母線電壓；--補(bǔ)償前功率因數(shù)。6.3.210kV線路補(bǔ)償容量的確定下圖6-3為無功補(bǔ)償后的簡(jiǎn)化線路圖：圖6-3無功補(bǔ)償后簡(jiǎn)化示意圖如圖6.3.2所示，線上的點(diǎn)C連接到用于無功補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)庫，其電流為Ic。連接電容器組后，接觸開關(guān)中的反應(yīng)電流為如下：在公式中：-在連接器連接后，反應(yīng)電流流過組件的母線；-現(xiàn)在有一個(gè)運(yùn)動(dòng)被注入到直線中的C點(diǎn)；-電流從線中的C點(diǎn)流向D點(diǎn)；-OC線的長(zhǎng)度；CD電纜長(zhǎng)度；-OD線長(zhǎng)度。（1）確定最小補(bǔ)償能力以補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)為目標(biāo)值，系統(tǒng)可以根據(jù)電纜的負(fù)載獲得的最小補(bǔ)償容量。因此，確定靜態(tài)補(bǔ)償容量以防止無功功率傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)不必要的電纜損耗。（6-11）—補(bǔ)償?shù)淖钚∪萘?，；—要求達(dá)到的功率因數(shù)。線路最大補(bǔ)償容量（6-12）—補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘?，。?）確定自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰υ摕o功電容應(yīng)該是電氣補(bǔ)償裝置提供的容量，可以根據(jù)負(fù)載比例自動(dòng)打開和關(guān)閉，其電勢(shì)可以通過最大補(bǔ)償容量和最小補(bǔ)償容量之差來獲得。：（6-13）--無功自動(dòng)補(bǔ)償容量，。6.3.3補(bǔ)償點(diǎn)位置選擇由上章經(jīng)典無功功率優(yōu)化算法已推出最佳補(bǔ)償點(diǎn)的位置為：(6-14)—最佳補(bǔ)償點(diǎn)的位置（距電源的距離）,KM；—線路全長(zhǎng),KM。6.3.4經(jīng)濟(jì)效益分析實(shí)際計(jì)算分析時(shí)補(bǔ)償后降低的線損率百分?jǐn)?shù)表達(dá)式為：（6-15）

PAGE12致謝PAGE167配網(wǎng)自動(dòng)化配電網(wǎng)自動(dòng)化是通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用而形成的一個(gè)完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)[17]，通過深入實(shí)施城市配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市配電網(wǎng)的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)送設(shè)備操作系統(tǒng)的管理狀態(tài)和使用流程，為開展集約化、規(guī)范化管理的網(wǎng)調(diào)設(shè)備管理項(xiàng)目提供強(qiáng)有力的技術(shù)數(shù)據(jù)支持，通過快速部署自動(dòng)恢復(fù)/隔離自動(dòng)配電網(wǎng)的供電故障和從解綁網(wǎng)故障段自動(dòng)恢復(fù)供電，減少了配電網(wǎng)故障恢復(fù)影響的檢測(cè)范圍，加快了配電網(wǎng)故障恢復(fù)的處理速度，減少了配電網(wǎng)故障點(diǎn)和中斷時(shí)間，進(jìn)一步提高了配電網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性。7.1配網(wǎng)自動(dòng)化與一次設(shè)備（1）分段器它能同時(shí)自動(dòng)保存短路和電流配置次數(shù)。當(dāng)電流達(dá)到默認(rèn)通流次數(shù)時(shí)，無故障時(shí)自動(dòng)關(guān)斷并及時(shí)鎖定，可自動(dòng)關(guān)斷并隔離任何故障區(qū)段；同時(shí)，它能自動(dòng)切斷任何負(fù)載的短路電流，并具有一定的過流電弧保護(hù)能力；它不能自動(dòng)切斷任何短路電流，但能承受短路電流的動(dòng)態(tài)和熱效應(yīng)。（2）重合分段器帶有自動(dòng)分別重合開斷功能和具有智能自動(dòng)判據(jù)的短路負(fù)荷重合開關(guān)有可能自動(dòng)分別重合開斷負(fù)荷短路電流,打開和關(guān)閉短路負(fù)荷電流，但不能自動(dòng)關(guān)閉任何短路負(fù)荷電流。（3）重合器具有遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)保護(hù)開關(guān)功能的自動(dòng)開關(guān)設(shè)備,能自動(dòng)進(jìn)行開關(guān)故障中斷電流自動(dòng)檢測(cè)和按預(yù)先設(shè)計(jì)整定的開關(guān)分段重合復(fù)位次數(shù)自動(dòng)有序完成開關(guān)重合復(fù)位操作,并在完成動(dòng)作后自動(dòng)停止進(jìn)行開關(guān)復(fù)位。智能化應(yīng)用程度明顯優(yōu)于普通斷路器,高于普通斷路器。（4)負(fù)荷開關(guān)是配電網(wǎng)中使用最多的配電設(shè)備,可以劃分為適合正常的非過負(fù)荷負(fù)載電流,包括一定頻率范圍的正常過負(fù)荷負(fù)載電流,不能作為開斷故障短路電流故障負(fù)載電流,必須跟其它幾種具有一定開斷電流故障短路電流控制能力的配電設(shè)備一起安裝使用。(5)熔斷器一種最便捷的交流電路自動(dòng)停止保護(hù)交流電氣設(shè)備之一是它完全依靠?jī)?nèi)部穩(wěn)定熔體的惰性流動(dòng)穩(wěn)定特性,出現(xiàn)流量電流自動(dòng)短路或大流量電流時(shí)內(nèi)部惰性液體通過熔絲自動(dòng)停止熔化切斷,電路自動(dòng)停止斷開,保護(hù)了所有交流電氣設(shè)備。7.2配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，大致可分為三個(gè)子系統(tǒng)：配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)（位于城市調(diào)度中心）；配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)（常設(shè)在變電站內(nèi)）；配網(wǎng)自動(dòng)化終端（FTU、DTU、TTU等）[17]。（一）配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)主站系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成：配電SCADA主站系統(tǒng)；配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS；配電AM/FM/GIS應(yīng)用子系統(tǒng)DMS構(gòu)成[17]。（二）配網(wǎng)自動(dòng)化子站系統(tǒng)主站配網(wǎng)主電子監(jiān)控站(sub-station),由其負(fù)責(zé)管理其附近的柱上監(jiān)控開關(guān)、開閉所、配電站的終端機(jī)及監(jiān)控柜等設(shè)備,完成"數(shù)據(jù)采集器"、饋線實(shí)時(shí)監(jiān)控、當(dāng)?shù)仞伨€監(jiān)控及采用饋線控制重合式電閘的監(jiān)控功能;并將主站實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)送到各配電公司主站內(nèi)的通信數(shù)據(jù)處理器。（三）配網(wǎng)自動(dòng)化終端城市城區(qū)配電聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化監(jiān)控終端主站負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)城域城區(qū)所轄的柱上監(jiān)控開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電柜及變壓器等設(shè)備進(jìn)行三遙監(jiān)控,既要同時(shí)實(shí)現(xiàn)如FTU、TTU等的三遙監(jiān)控功能,又還需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)故障的自動(dòng)識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)控制隔離功能,從而通過配合城市配電聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化終端主站及子監(jiān)控站可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域城區(qū)故障時(shí)的配網(wǎng)故障識(shí)別隔離和非配網(wǎng)故障隔離區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)以及供電。配電網(wǎng)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)框圖如圖6-4所示：圖6-4配電網(wǎng)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)7.3配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行中存在的不足及優(yōu)化不足：1、片面追求功能2、部分電力設(shè)備不可靠3、供電區(qū)域不平衡優(yōu)化：1、電力配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)要循2、選擇合理的配網(wǎng)運(yùn)行模式循序漸進(jìn)3、及時(shí)更換和調(diào)整陳舊設(shè)備4、對(duì)電力配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)7.4實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的效益1、提高公共能源供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性，縮短公共能源供應(yīng)系統(tǒng)的識(shí)別、隔離和及時(shí)恢復(fù)的時(shí)間；它大大減少了因公共電網(wǎng)系統(tǒng)不能中斷而造成的巨大能量損失。2、提高能源質(zhì)量，為用戶提供最好的電力3、提高了輸配電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的成本節(jié)約，提高了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的整體利用率（減少了網(wǎng)絡(luò)電力儲(chǔ)備）。4、提高整個(gè)配電網(wǎng)的管理水平和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，提高工作效率。8實(shí)例分析8.1架空線路優(yōu)化本工程為南通開發(fā)區(qū)10kV東路線主干線改造工程，將已有28根電桿，部分維修或拆除或新增至海維路路南側(cè)綠化帶內(nèi)，采用JKLYJ-10/240導(dǎo)線，并架設(shè)架空地線防雷；工程量如下：電桿：維修砼桿125基，維修鋼桿14基，拆除砼桿182基。設(shè)備：維修開關(guān)9臺(tái)，維修20kV100kVA配變1臺(tái)，回收開關(guān)7臺(tái)，回收10kV100kVA配變1臺(tái)。導(dǎo)線：新放JKLYJ-10/50導(dǎo)線路徑長(zhǎng)約4658m，新放JKLYJ-10/150導(dǎo)線路徑長(zhǎng)約2020m，新放JKLYJ-10/240導(dǎo)線路徑長(zhǎng)約4060m，拆除10kVLJ-120導(dǎo)線約12900m，拆除10kVLGJ-50導(dǎo)線約16700m。拉線：維修LXLP-8拉線2組、LXLP-10拉線14組、LXLP-12拉線4組、SLXLP-10拉線1組、SLXLP-12拉線3組。8.2電纜線路優(yōu)化本工程為南通開發(fā)區(qū)10kV東路線主干線改造工程.電纜：新放ZC-YJV22-8.7/15-3×400型電纜約4018m、ZC-YJV22-8.7/15-3×240型電纜約1095m、ZC-YJV22-8.7/15-3×70型電纜約165m、ZC-YJV22-18/20(24)-3×70型電纜約90m。設(shè)備：新增10kV六間隔自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)柜2臺(tái)，新增10kV分支箱11臺(tái)。通道：新建3孔熱浸塑鋼管直埋225m，新建的電纜通道每孔均配8mm牽引繩一根。基礎(chǔ)：新增直通手井1只、三通手井5只、四通手井1只、環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)6座、分支箱基礎(chǔ)1座。8.3土建優(yōu)化新建無線電纜管道排管用的電纜管道主體材料主要為采用氯化改性聚氯乙烯及硬氯化聚氯乙烯雙壁塑料玻纖雙壁增強(qiáng)波紋無線電纜管道導(dǎo)管、氯化改性聚氯乙烯及硬氯化聚氯乙烯雙壁塑料波紋電纜管道導(dǎo)管或氯化玻璃纖維雙壁增強(qiáng)塑料波紋電纜管道導(dǎo)管及其外包采用鋼筋混凝土。新建定向電纜鉆進(jìn)水平定向電纜鉆進(jìn)管用的電纜管材必須為非電纜開挖用涂層改性硬質(zhì)聚丙烯(mpp)或采用高密度改性聚乙烯(hdpe)涂層塑料新建電纜鉆進(jìn)導(dǎo)管。新建電纜直埋管用的管道材料為熱浸塑鋼質(zhì)線纜保護(hù)管，采用熱浸塑鋼質(zhì)線纜保護(hù)管直埋，外包C15素混凝土回填至管頂上方200mm處。新建預(yù)制型電纜排管采用C50及以上強(qiáng)度鋼筋混凝土成型預(yù)制件，預(yù)制件內(nèi)襯公稱內(nèi)徑200的CPVC或UPVC電纜導(dǎo)管。新建預(yù)制式電纜手井采用預(yù)制板組裝，預(yù)制板分為底板、側(cè)板及蓋板，采用C50及以上強(qiáng)度鋼筋混凝土預(yù)制，鋼筋采用HRB400鋼，底板及蓋板的厚度不小于200mm，側(cè)板的厚度不小于150mm。8.4無功補(bǔ)償優(yōu)化南通市開發(fā)區(qū)10kV配電網(wǎng)的基本情況：電纜總長(zhǎng)25公里，電纜型號(hào)，配108臺(tái)配電變壓器，功率為7085KVA。在查詢了3月的變電站運(yùn)行記錄，2020年上半年的變電站運(yùn)行記錄，最大有功功率和最低有功功率之后，2020年上半年的有功電力線和無功功率。找到將配電網(wǎng)的功率因數(shù)提高到0.9所需的功率補(bǔ)償量，以及最佳位置。解：由功率因數(shù)表達(dá)式式中：—有功電量；—無功電量。因此，預(yù)補(bǔ)償功率因數(shù)為0.74。如果系統(tǒng)過熱，將對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大影響，因此，應(yīng)根據(jù)最小有功功率輸出確定最小補(bǔ)償容量，以作為不斷的替換。；由輸出最大有功功率可求得補(bǔ)償?shù)淖畲鬅o功功率：；為了防止過度補(bǔ)償，典型的自動(dòng)補(bǔ)償容量選擇方法是：最大負(fù)載運(yùn)行期間所需的反應(yīng)能量減去靜態(tài)補(bǔ)償?shù)墓β?。投資。因此，設(shè)備的自動(dòng)補(bǔ)償功能為：因此自動(dòng)補(bǔ)償能力為600kvar。也就是說，選擇兩組TBB10-100動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償引擎進(jìn)行靜態(tài)補(bǔ)償，并選擇兩組TBB10-300兩套半TBB10-100型自動(dòng)補(bǔ)償引擎進(jìn)行補(bǔ)償。無功功率補(bǔ)償容量會(huì)根據(jù)負(fù)載自動(dòng)打開和關(guān)閉。效果對(duì)比：（1）由公式0.89這是補(bǔ)償后最低的功率因數(shù)。當(dāng)最大負(fù)荷時(shí)全部投入全部自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí)其功率因數(shù)：從以上分析可以看出，在補(bǔ)償了無功之后，隨著線損的減少，功率因數(shù)得到了提高，配電網(wǎng)絡(luò)得到了優(yōu)化，功率效率也得到了提高。附錄 PAGE13參考文獻(xiàn)PAGE18參考文獻(xiàn)[1]朱星偉.關(guān)于城市配電網(wǎng)自動(dòng)化優(yōu)化技術(shù)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2019,27(33):50.[2]王小偉.電動(dòng)汽車充電站對(duì)城市配電網(wǎng)的影響及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾,2019(24):244-245.[3]陳萬金.城市配電網(wǎng)配電線路設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)策[J].科技視界,2019(21):238-239.[4]胡偉國(guó),沈紅留.10kV配電架空線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].通信電源技術(shù),2019,36(01):167-168.[5]周天雨,黃子豪,施巍杰.城區(qū)配網(wǎng)10kV架空線路地埋改造設(shè)計(jì)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2019(03):87-88.[6]曾毓繁.10kV及以下架空絕緣配電線路的設(shè)計(jì)與改造分析[J].中外企業(yè)家,2018(01):202.[7]電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，—北京：中國(guó)電力出版社，2019.6[8]李雪,方嘉玉.淺談配電網(wǎng)架的優(yōu)化和城市建設(shè)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2014(23):36-37.[9]FengYan,ShuangShuangLi.ANewFaultLocationMethodfor10KVDistributionLineswithBranches[J].AdvancedMaterialsResearch,2014,3294.[10]孫偉君.IntroductionofBreak-LineFaulton10kVOverheadInsulatedWireandItsProtectionMeasures[J].JournalofElectricalEngineering,2013,1(1).[11]喃有德，王艷琪，蘇興磊.城市配電網(wǎng)無功優(yōu)化的可視化決策軟件設(shè)計(jì)[J].云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司瑞麗供電,2018(10):05-23.[12]國(guó)家電網(wǎng)公司2016年頒布執(zhí)行《國(guó)家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)》；[13]GB50217-2018《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》;[14]GB51302-2018《架空絕緣配電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》；[15]DL／T5220-201810kV及以下架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[16]DL/T601—1996架空絕緣配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[17]Q/GDW370城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則[18]Q/GDW382配電自動(dòng)化技術(shù)導(dǎo)則 PAGE21附錄1.材料清單名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量鋼管桿AJSG4A（13）根14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV直線橫擔(dān)HD190-Z5(L75×6×2400,φ204)付147鐵附件-角鋼，熱鍍鋅400V直線橫擔(dān)（10kV系統(tǒng)）DYZHD-220(L63×6×1600)付7鐵附件-角鋼，熱鍍鋅400V直線橫擔(dān)（10kV系統(tǒng)）DYZHD-380(L63×6×1700)付1鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HD270-J1(L70×6×1500,φ272)付2鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HD310-J1(L70×6×1500,φ312)付5鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HD310-J4(L70×6×1800,φ312)付1鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HD350-J1(L70×6×1500,φ352)付7鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HD350-J4(L70×6×1800,φ352)付6鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HDG4-J4(L70×6×1800,φ314)付14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV轉(zhuǎn)角橫擔(dān)HDG4-J5(L70×6×2450,φ338)付14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HD190-N3(L80×6×1800,φ216)付25鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HD230-N1(L80×6×1800,φ232)付1鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HD270-N1(L80×6×1800,φ272)付3鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HD310-N1(L80×6×1800,φ312)付8鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HD350-N1(L80×6×1800,φ352)付29鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HDG4-N4(L80×6×1800,φ350)付14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HDG4-N5(L80×6×1800,φ)付14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅10kV耐張橫擔(dān)HDG4-N6(L80×6×1800,φ368)付14鐵附件-角鋼，熱鍍鋅400V耐張角鐵橫擔(dān)DYNHD-1(218/L75×6×1700)付2鐵附件-角鋼，熱鍍鋅400V耐張角鐵橫擔(dān)DYNHD-9(378/L75×6×1800)付1鐵附件-角鋼，熱鍍鋅斜撐L56×5×1264根350鐵附件-抱箍，熱鍍鋅斜撐抱箍XCBG-210只147鐵附件-抱箍，熱鍍鋅斜撐抱箍XCBG-350只14鐵附件-抱箍，熱鍍鋅扁鐵洋元箍GBY18-2(Φ210)只147頂套（190）190梢徑電桿使用套48頂套（270）270梢徑電桿使用套2頂套（310）310梢徑電桿使用套4頂套（350）350梢徑電桿使用套9爬梯4T1（350-12m）付