配电网规划中的结构优化及变压器选择

1 电网结构优化
电网结构是指它的电压等级组合、各级变电所的供电范围、各级变压器的容量配置和网络布局等，对电网的技术经济性具有决定性作用。
1.1 供电范围的优化
农网35kV及以上线路的供电半径一般应不超过下列要求：110kV线路为120km， 35kV线路为40km。中压配电网线路应依据DL/T5118《农村电力网规划设计导则》确定合理供电半径。参照表1确定。县城中压配电网线路供电半径不宜超过4km，乡村中压配电网线路供电半径不宜超过15km。农网低压线路供电半径不宜超过500m，县城及经济发达地区供电半径不宜超过250m。农业排灌和用户特别分散的地区供电半径可适当延长，但应满足电压质量要求。
在进行电网规划与设计时，应坚持“小容量、密布点、线路半径宜短不宜长”的原则，有意识地将高压线路深入负荷中心，合理确定变电站的布点位置，以缩短中低压配电线路的供电半径，保证在优化供电半径的范围以内。同时，当电网投入运行后，由于负荷发展或其他外部因素，可能导致线路末端随意延伸，走径迂回曲折，使线路供电半径或末端地区负荷密度超出经济合理范围。此时，同样应通过采取新增变电站或将原变电站迁移至负荷中心的办法，以保证经济合理的供电半径，减少线损。
1.2 网络布局优化
网络布局优化应重点注意解决以下两方面的问题：
（1）由于受资金困难等因素制约，部分偏远县、山区县35kV及以上变电站的布点及配电台区的设置仍未达到“密布点、短半径”的要求，10kV、0.4kV线路供电半径仍达不到规程的要求，且不同程度地存在迂回供电的现象，需要在统筹兼顾投资与降损收益的基础上进行优化。特别是在新建变电站选址时，应在满足现场其他约束条件的基础上，尽可能位于供电区负荷中心，靠近大负荷，使10kV线路呈辅射状向四周供电。
（2）由于过多地从安全、施工便利等方面考虑，部分较繁华地区的10kV线路深入负荷中心不够，许多配电台区偏离负荷中心，0.4kV系统呈现出树状供电格局，需进一步转变观念，将配电台区设置在负荷中心。
1.3 电压等级组合优化
目前我国大部分农网采用的电压等级组合为110/35/10/0.4kV，在负荷密度较低(小于10kW/km2)的条件下，采用这样的方案是适宜的。但随着农村用电负荷的增长，它越来越不适应了。主要有两方面的问题：一是10kV配电电压低，经济供电半径短，从而使35/10kV变电所布点过密，建设投资过大；二是变电层次多，不仅投资大，而且导致网损率增加，供电可靠性降低。因此，在进行电网规划时应合理简化电压等级，同时还要考虑使电网建设投资最省、运行维护费用最低。农网县城区和工业聚集区应限制并逐步取消35kV电压等级；重要乡镇宜优先规划110kV电网，宜采用110kV或35kV电压等级供电；新建的35kV变电站宜按最终升压为110kV变电站考虑。
2变压器的选型和容量优化
农网35kV及以上主变压器应采用S11及以上有载调压节能型变压器，现在运行的高耗能变压器应限期全部更换，无载调压变压器应逐步进行改造或更换。新装及更换配电变压器应选用S11及以上节能型变压器或非晶合金变压器。负荷密度小、负荷点少、单相负荷占较大比例的地区，有条件的可采用单相变压器或单、三相混合供电方式；负荷变动大的地区，有条件的可采用调容变压器等。
从宏观上衡量变压器容量是否达到优化的标准，一般用主、配电变压器的容量比及配电变压器与用电设备容量比这两个参数表征，它们能大致地反映设备利用情况和电网运行的经济性，前者的合理范围应为1：2.5～3.0，后者在1:1.5～2.5之间。由于农网负荷季节性强、波动较大，变电站主变压器一般宜选择两台，两台容量可以相同；当负荷峰谷差较大时，则宜选择一大一小容量不同的变压器，其中小容量变压器的选择，应满足低谷时最小负荷不低于其额定容量的50%左右为宜。至于配电变压器容量的选择，需要针对具体情况来考虑。如：对于负荷变化不大，负载率较高的农村综合用电的配电变压器，应充分考虑各种用电设备的同时利用率及功率因数，可按实际高峰负荷的1.2倍确定容量；对于专供农村居民生活用电的配电变压器，可按其用电器具总负荷的接近值，确定变压器的容量；对于不频繁停用或所供负荷变化较大而停用又不太方便的变压器（当前农网大部分混合变压器正是这种情况），则按年电能损耗率最小选择确定配电变压器容量。