水电之家讯：农村电网是包含若干个电压等级的送、配电网。显然在讨论电力网规划时，则必然涉及到它的结构是否合理的问题。
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。
电网结构对电网的技术经济性具有决定性的作用，结构不合理将直接导致网损增加、电压合格率低、供电可靠性差、运行及建设费用增加等一系列不良后果。
电网结构不合理，主要原因是由于原来的规划设计不合理，以及由于地区用电负荷的发展变化、新用户的接入也使电网结构发生了变化。
研究电网结构时，常常通过确立一些电网结构参数来描述，这些参数有：各级电压的线路供电半径、各级电压变电容量的配置比例、各级电压线路长度的配置比例等。因此，进行电网结构优化，主要是对比这些参数实际值与优化值，宏观分析电网结构存在的问题，以便在规划中有针对性地采取技术措施加以调整，使之各结构参数尽可能接近理论优化值。
1.线路供电半径
（1）10kV线路经济供电半径
目前我国农村配电网普遍采用10kV电压等级，它的供电范围将直接影响到35kV线路的供电半径、变电所布点和容量选择。因此，确定10kV线路的经济供电半径，对于优化该电压等级供电范围以及优化整个电网结构都具有重要的技术经济意义。
农村电网35kV变电所多位于用电负荷中心，由于其供电范围较广，一般农村负荷又大都小而分散，故可近似设为面负荷具有均布性。同时假定每个变电所有6回出线，供电面积为正六角形，每回出线的供电范围呈等腰三角形，经分析推导得出农村电网10kV配电线路的经济供电半径关系式为：
(1)
式中Lj－10kV配电线路经济供电半径，km；
σ－供电范围内的平均负荷密度，kW/km2；
为了简化计算，以便于实际应用，经常采用计算系数并分段取常数的方法，可导出经济供电半径的直接计算公式为：
(2)
式中KL－经济供电半径计算常数，可按不同负荷密度分段取值，见表1。
表1 10kV线路经济供电半径计算常数取值表
σ（kW/km2）＜1010～2526～40＞40KL22273134利用经济供电半径评价实际网络的供电范围是否合适，首选需要计算出实际网络的负荷密度和供电半径。如果实际供电半径与经济供电半径差距过大，则表明实际供电范围存在问题，应当进行改造与调整。
（2）35kV线路允许供电半径
35kV线路在农村电网中，主要用来作为送电线路，故导线都是按经济电流密度选择，且其供电半径多受线路允许电压损失来控制。因此，若能同时满足上述要求，可以认为它已综合了送电线路的技术经济条件。
根据上述要求，对35kV线路（设无分支，ΔU＜10％），可得允许供电半径计算式为
(3)
式中Lr－35kV线路允许供电半径，km
－线路负荷功率因数；
Pmax－35kV线路最大供电负荷，kW。
允许供电半径表明了在按经济电流密度选择导线截面后，满足线路允许电压降时所能供电的距离。35kV线路允许供电半径为农村电网规划主网架布局以及与上一级电压网络合理联络提供了依据。
2.变电所的布点及容量选择
（1）变电所的布点
变电所的布点主要取决于供电区域的负荷密度与供电半径。在规划期内，35kV变电所布置何处以及布点多少对于网络结构的合理性有着重要的影响。因此，它已成为配电网规划中的一项重要内容。使用常规规划方法时，主要是根据已知的有关数据，提出若干个地理布置方案，然后进行技术经济比较推荐规划方案。
在方案设计中，首先考虑站址应尽可能靠近负荷中心，或靠近高负荷密度地区的中心，因为从一个变电所向较多负荷中心供电在经济上是不可取的。其次，由于只能从有限数目的合适地点中进行选择，所以任何选择都必须考虑包括线路费用在内的总建设费用，否则方案的经济评估将失去合理意义。如果考虑上一级高压电网的送电距离费用和下一级中压电网线路数目费用，那么站址的相对最优位置将由高压和中压线路的数目和长度来决定的。
站址规划方案基本步骤如下：
1）据预测负荷及区域面积计算负荷密度；
2）计算相应负荷密度的10kV线经济供电半径及35kV变电所容量；
3）据所需输送负荷求出35kV线路的允许半径；
4）依据点线平衡的基本关系在供电区地理图上确定初选方案；
5）对初选方案进行技术经济比较；
6）按10kV经济供电半径和35kV允许供电半径校核布点的合理性。
实际上，一个新的变电站的确切位置受到很多因素的影响，求解这样的问题，既使采用优化方法也需要作长期的研究。
（2）变电所的容量
农村电网规划中，在选取上述10kV线路经济供电半径时，相应的35kV变电所的控制供电范围（km2）可根据下式进行计算：
(4)
由于假设前提认为供电负荷在供电区域内是均匀布的，故实际控制面积将小于上述的理论值。同时，变电所的设计容量为：
(5)
式中S－变电所的设计容量，kVA；
P－变电所的供电负荷，kW；
ΔP-10kV线路的功率损失率，％；
－变电所要求达到的功率因数水平。
统计计算结果表明，一般35kV变电所的最大容量约为10～12MVA。若所需负荷更大时，应考虑增加布点或建设高一级电压的变电所供电。有些农业用电比重较大的地区，可能实际负荷很低，但35kV变电所的最小容量也不应小于1MVA。
此外还应考虑用电地区的负荷特点,地区的经济发展水平等因素。
（3）变电所主变台数
由于农村负荷的季节性强、波动较大的特点，其变电所主变压器的台数一般宜选择两台为好，并考虑具备并列运行的可能性。两台可以相同容量，但在负荷峰谷差大的地区，则两台主变压器宜选择一大一小。其中小容量主变压器的选择，应以能满足低谷时最小负荷不低于其额定容量的50％左右为宜。
3.变压器容量的合理配置
在农村电网中，各级变电所变压器容量合理配置对于优化网络结构有着重要的影响。为此，引出主、配变压器容量比和配电变压器、用电设备容量比两个参数、从宏观的角度来反映出电网的设备利用及运行的经济情况。
1）主、配变压器容量的配置比例
主、配变压器容量的合理配置是指在考虑一定条件下，它们的容量总和之比，即
(6)
式中ΣSN1、ΣSN2－主、配变压器额定容量，kVA；
1 2－主、配变压器负荷功率因数，可分别取0.95和0.8；
KS1、KS2－主、配变压器经济负荷系数，可分 别取0.6和0.5；
Kzt－35/10kV变电所母线上负载同时系数，统计数据一般约为0.47～0.63；
ΔP－10kV电网允许功率损失率，约为0.07。
定性分析可得出这样一个结论，即由于KS1/KS1≈1， 2（1+ΔP）/ 1≈1，故 B1≈KZT(7)
也就是说，主、配容量比的合理值近似等于变电所母线上的负荷同时系数，它常由变电所的运行记录计算得出。因此，B1的合理数值为1.58～2.22。
（2）配电变压器与用电设备容量的配置比例
农村配电变压器与用电设备容量的比例，可从一个侧面反映了配电网络布局的合理程度，其值过低或过高，都会导设备的利用率较差。
这个比例是指配电变压器总容量与用电设备总容量之比，即
(8)
式中ΣPN－用电设备额定容量总和，kW；
KZX－用电设备综合需用系数，为用电设备最大负荷与额定容量比，取0.2～0.22；
KX－0.4kV电网允许损失率，约为0.12，则
B2≈1.4KZX (5-72）
由此可见，配电变压器与用电设备合理配置，主要取决于用电设备的综合需用系数。
（3）整体配置分析
在农村电网两个设备容量配置参数中，B2是基本参数，而B1是相对参数。只有B2在合理范围内，而B1也在合理范围内，整个电网设备配置才算合理。如果B2超出合理范围，即使B1相对合理，其整体配置也不能算是合理的。
一般说来，为满足农村用电的实际需求，应尽可能发挥配电变压器与用电设备利用率，为此B2较合理的配置比例以1:2.5～1:3.8为宜，而B1以1:1.58～1:2.2 左右为宜。实际上，根据有关统计数据表明，我国目前农村电网配电变压器的容量相对过大，而负荷又相对较低。因此在电网规划设计及改造中，应当注意配电变压器容量的合理选择。
4.电网的合理布局
电网布局是指变电所布点和线路连接。对农村电网而言，具体内容包括35kV变电所选址和10kV配电网接线的走向。整体从技术经济角度评价电网布局也可以通过确立的一些结构参数来表示，这些参数有：合理的供电半径长度比，各级电压线路总长度比、分支线与主干线长度比等。研究这些比例关系，有利于电网规划设计中提出相对合理的方案，使电网结构向优化的方向发展。
1）线路长度与变压器容量比例配置
这个配置比例的计算条件是：不同电压等级电网线路的允许供电半径给定、不同电压等级电网允许功率损失率给定。经推导得到不同电压等级电网线路合理长度计算成为
(9)
式中ΣL－相应电压级总长度，km；
K－变压器经济运行系数，K＝ ；
AS－线路首端供电量，kWh；
Id－日负荷曲线求出的等效电流，A；
Ie－电网主变压器的额定电流，A；
Se－相应电压级变压器容量，kVA；
L0－各电压级线路允许供电半径，km；
r0－单位长导线综合电阻，Ω/km；
ΔA－电网允许损失电量百分数，％。
U－线路首端电压，kV。
则长度与容量的合理比例配置为
(10)
式（9）中，系数K在电网经济运行条件下取值为：35kV约0.7，10kV约0.63。
（2）35kV与10kV线路长度比例配置
如果给定35kV线路的允许供电半径L35以及允许损失电量百分数ΔA35，依据式（10）同样可以计算35kV线路长度和变压器容量的合理配置系数，若将前后两个系数相除即可得到两个电压级线路长度的比例关系。读者有兴趣可以自行推导，此略。
总之，以上对常规规划方法的有关应用作了有关介绍，在实际规划设计中还应具体问题具体分析，并参照相关的设计规程进行。水电之家为您提供最全面的管材,管件,水电,电线,电工,管材水电品牌的装修知识点和各种管材水电的导购与在线购买服务,拥有最便宜的管材水电价格和最优质的售后服务,每天都有秒杀的抢购活动哦！敬请登陆水电之家：http://shuidian.jc68.com/
