綜述城市10kV配電網(wǎng)的接線(xiàn)方式

【摘要】通過(guò)對(duì)某市區(qū)10kV配電網(wǎng)的接線(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)分析，提出提高城市10kV配電網(wǎng)安全性和供電可靠性的工作思路，并指出了規(guī)劃配電網(wǎng)接線(xiàn)方式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】10kV配電網(wǎng)；接線(xiàn)方式；供電方式

1.引言

當(dāng)前，一些城市配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)普遍比較混亂，其原因是在配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，缺少對(duì)配電網(wǎng)接線(xiàn)方式規(guī)劃指導(dǎo)的考慮。近年來(lái)國(guó)家對(duì)城市電網(wǎng)改造的不斷投入，做好配電網(wǎng)規(guī)劃，特別是配電網(wǎng)接線(xiàn)方式的調(diào)整和改造，使其逐步成為具有現(xiàn)代化的、合理的、可靠的電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能使配電網(wǎng)適應(yīng)城市現(xiàn)代化建設(shè)的要求。配電網(wǎng)接線(xiàn)方式規(guī)劃主要是指配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃，應(yīng)具有前瞻性、可靠性和可操作性。

2.介紹某市區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著我國(guó)加大市區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)的投資力度，廣東省某市區(qū)引進(jìn)并使用了一些配電網(wǎng)的新技術(shù)、新設(shè)備，主線(xiàn)輸電“卡脖子”問(wèn)題已基本解決，但在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和供電可靠性方面與國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)發(fā)展較快的城市相比仍有差距。目前，某城區(qū)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)混亂，線(xiàn)路負(fù)荷分布不均，互供能力差，缺乏整體的結(jié)構(gòu)性規(guī)劃，存在的問(wèn)題包括：

（a）配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較混亂，根本原因是配電網(wǎng)建設(shè)缺乏考慮對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃指導(dǎo)。在建設(shè)中，由于資金嚴(yán)重不足，無(wú)法統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)，負(fù)荷一增加，就近拉一條線(xiàn)，臨時(shí)應(yīng)付，造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)混亂，不僅所投資金難以發(fā)揮其應(yīng)有的效益，有時(shí)還給電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)麻煩。

（b）配電網(wǎng)10kV線(xiàn)路負(fù)荷分布不均，主要原因是10kV線(xiàn)路區(qū)域劃分不明確，造成部分線(xiàn)路滿(mǎn)載或超載運(yùn)行。

（c）互供能力差。部分開(kāi)閉所或環(huán)網(wǎng)線(xiàn)路負(fù)荷過(guò)重，無(wú)法滿(mǎn)足“N-1”供電安全準(zhǔn)則轉(zhuǎn)負(fù)荷要求，嚴(yán)重降低了市區(qū)配電網(wǎng)的供電可靠性。以某開(kāi)閉所為例，7月份高溫負(fù)荷期間，兩條300mm銅質(zhì)電纜線(xiàn)路實(shí)際載流量已超過(guò)400A，接近甚至超過(guò)干線(xiàn)允許的載流量，根本無(wú)法在停電后轉(zhuǎn)供負(fù)荷。

（d）部分開(kāi)閉所、配變站電源點(diǎn)多。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，再加上地理位置所限和電網(wǎng)路徑不足，造成部分開(kāi)閉所、配變站有3、4路10kV電源進(jìn)入，造成整體網(wǎng)架混亂，并給防誤操作帶來(lái)很大的安全隱患。

3.市區(qū)配電網(wǎng)接線(xiàn)方式規(guī)劃

要提高城市配電網(wǎng)的安全性和供電可靠性，城市配電網(wǎng)建設(shè)和改造要與市區(qū)配電網(wǎng)接線(xiàn)方式規(guī)劃相結(jié)合。針對(duì)市區(qū)不同的負(fù)荷密度、建筑密度和負(fù)荷重要性等現(xiàn)狀，采取不同的10kV線(xiàn)路接線(xiàn)方式，通過(guò)分析探討不同接線(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，謀求城市配電網(wǎng)安全性和供電可靠性的最大化。

3.1 輻射式接線(xiàn)方式

一般不建議在城市配電網(wǎng)中規(guī)劃該接線(xiàn)方式。輻射式接線(xiàn)方式?jīng)]有環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力，線(xiàn)路供電可靠性低，一旦主干線(xiàn)或分支線(xiàn)出現(xiàn)故障，必定造成干線(xiàn)全部或部分用戶(hù)停電。某市郊邊地區(qū)、負(fù)荷較輕和用戶(hù)負(fù)荷性質(zhì)為三級(jí)負(fù)荷的區(qū)域目前還有使用輻射式接線(xiàn)方式的線(xiàn)路。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)說(shuō)，要提高線(xiàn)路的供電可靠性，必須改造為單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式。圖1所示為輻射式接線(xiàn)方式。

3.2 單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式

為了滿(mǎn)足“N-1”的要求，單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式的負(fù)荷水平不能超過(guò)50%，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中任何一段電纜發(fā)生故障時(shí)，可由人工倒閘轉(zhuǎn)供電。該接線(xiàn)方式網(wǎng)架直觀，電源點(diǎn)清晰，操作方便，既能保證一定的供電可靠性，又能提高供電安全性，降低運(yùn)行操作時(shí)出錯(cuò)的概率，且建設(shè)和改造方便。應(yīng)在一般居民區(qū)和較為密集多層建筑區(qū)域內(nèi)大力推廣該接線(xiàn)方式。單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式是城市配電網(wǎng)的主要接線(xiàn)方式之一，如圖2所示。

3.3 開(kāi)閉所環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式

與單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式一樣，開(kāi)閉所環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式單回線(xiàn)路負(fù)載率不能超過(guò)50%。單個(gè)開(kāi)閉所可提供6～10回出線(xiàn)，不同母線(xiàn)段的出線(xiàn)可以組成二級(jí)單環(huán)網(wǎng)，比較適宜在負(fù)荷點(diǎn)多、相對(duì)密集的城市中心區(qū)域供電。該接線(xiàn)方式網(wǎng)架相對(duì)直觀，主要操作集中在開(kāi)閉所，比較有利于提高操作的安全性。圖3所示為開(kāi)閉所環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式。

3.4 專(zhuān)用備用線(xiàn)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式

對(duì)負(fù)荷點(diǎn)集中、建筑群密集的城市核心區(qū)域，建議采用專(zhuān)用備用線(xiàn)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式。正常情況下，其中兩回線(xiàn)路供電的最高負(fù)荷可達(dá)到電纜安全載流量的100%，剩下的一回線(xiàn)路做備用。該接線(xiàn)方式大大提高了線(xiàn)路負(fù)載率，專(zhuān)用備用線(xiàn)路在兩回線(xiàn)路各一段電纜同時(shí)出現(xiàn)故障，亦可通過(guò)人工倒閘轉(zhuǎn)供電，供電可靠性高。圖4所示為專(zhuān)用備用線(xiàn)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式。

3.5 雙電源（雙T）接線(xiàn)方式

對(duì)于經(jīng)常需要保供電的重要用戶(hù)采用雙電源接線(xiàn)方式。使用該接線(xiàn)方式的每一負(fù)載用戶(hù)在正常情況下由一電源供電，另一電源備用保供電，且負(fù)載用戶(hù)間不會(huì)相互影響，是供電可靠性較高的配電網(wǎng)接線(xiàn)方式之一。兩回線(xiàn)路共同接入最高負(fù)荷，載流量不超過(guò)兩線(xiàn)路安全載流量的最小值重點(diǎn)在特級(jí)負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷用戶(hù)供電中采用該接線(xiàn)方式，如市政府、公安局、醫(yī)院等。圖5所示為雙電源接線(xiàn)方式。

4.市區(qū)用戶(hù)供電方式

電力用戶(hù)按其負(fù)荷性質(zhì)和重要程度分為特級(jí)用戶(hù)、一級(jí)用戶(hù)、二級(jí)用戶(hù)和三級(jí)用戶(hù)（即普通用戶(hù)）。重要用戶(hù)由電網(wǎng)提供與其供電可靠性相對(duì)應(yīng)的供電電源，結(jié)合不同配電網(wǎng)接線(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用雙回路或者多回路由不同方向供電電源供電，外接電源按如下原則考慮：

（a）特級(jí)負(fù)荷按雙電源接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)，采用雙回路或多回路供電并由電源點(diǎn)直配出線(xiàn)。用戶(hù)自身應(yīng)配備保安電源，并根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)配備不間斷電源。某市區(qū)暫沒(méi)有特級(jí)負(fù)荷。

（b）一級(jí)負(fù)荷按雙電源接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)，采用雙回路或多回路供電，其中一回以上由電源點(diǎn)直接出線(xiàn)，用戶(hù)自身應(yīng)自配保安電源。

（c）二級(jí)負(fù)荷按雙電源接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)，采用雙回路或多回路供電。

（d）三級(jí)負(fù)荷根據(jù)用戶(hù)供電可靠性要求選擇與之相對(duì)應(yīng)的供電方式。

5.城市配電網(wǎng)區(qū)域劃分原則

城市配電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)高壓變電站布點(diǎn)、負(fù)荷密度和運(yùn)行管理的需要?jiǎng)澐殖扇舾蓚€(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域應(yīng)有較為明顯的供電范圍，一般以城市街道劃分，不應(yīng)該交錯(cuò)重疊，并按負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等級(jí)來(lái)區(qū)分、挑選配電網(wǎng)接線(xiàn)方式，最大程度地滿(mǎn)足城市配電網(wǎng)安全性和供電可靠性。高層建筑密集地區(qū)、建筑容積率高、平均負(fù)荷密度大、負(fù)荷等級(jí)要求高的區(qū)域建議以面積1km2左右為一區(qū)；一般居民區(qū)或舊城區(qū)，對(duì)多層、較密集建筑區(qū)域，建議以面積2～3km2為一區(qū)；對(duì)城郊地區(qū)或空置地方較多的區(qū)域，建議以面積3～5km2為一區(qū)。

在區(qū)域劃分的過(guò)程中要重點(diǎn)考慮負(fù)荷情況，建議在進(jìn)行詳細(xì)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，調(diào)整開(kāi)閉所及線(xiàn)路的供電范圍，按50%負(fù)載率調(diào)整線(xiàn)路負(fù)荷。城市區(qū)域負(fù)荷建議在12MVA左右為好，既滿(mǎn)足“N-1”供電安全準(zhǔn)則轉(zhuǎn)負(fù)荷要求，又具有一定的備用負(fù)荷。

6.配電網(wǎng)接線(xiàn)方式規(guī)劃中應(yīng)注意的問(wèn)題

在規(guī)劃配電網(wǎng)接線(xiàn)方式時(shí)要考慮以下方面：

（a）環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式每一回路的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不宜超過(guò)6個(gè)。市區(qū)高層建筑一般應(yīng)雙電源供電或環(huán)網(wǎng)方式供電。

（b）對(duì)于報(bào)裝配變?nèi)萘窟_(dá)到或超過(guò)6MVA且需要專(zhuān)線(xiàn)供電的用戶(hù)，由變電站直接出專(zhuān)用線(xiàn)路供電。對(duì)于單個(gè)用戶(hù)報(bào)裝容量較大，而又不需要專(zhuān)線(xiàn)供電的用戶(hù)，可由變電站出專(zhuān)線(xiàn)供2～3個(gè)大用戶(hù)的方式供電。

（c）城市負(fù)荷較為集中，且以中小用戶(hù)為主的區(qū)域比較適合采用開(kāi)閉所供電接線(xiàn)方式供電；對(duì)距離變電站較遠(yuǎn)的區(qū)域，建設(shè)開(kāi)閉所供電；對(duì)距離變電站較近的區(qū)域，采用單聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)接線(xiàn)方式供電。

7.結(jié)語(yǔ)

供電企業(yè)從事著具有社會(huì)公益性的事業(yè)，承擔(dān)著向社會(huì)供電的責(zé)任和義務(wù)，不斷完善提高供電安全性和供電可靠性是必然要求，也將對(duì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起到促進(jìn)作用。要根據(jù)城市發(fā)展的實(shí)際情況，并結(jié)合市政建設(shè)改造工程的規(guī)劃和實(shí)施，采用適當(dāng)?shù)呐潆娋W(wǎng)接線(xiàn)方式，做好城市配電網(wǎng)。