城市電網規劃中10kV配電網接線模式研究

國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司 何浩民

1 引言

近年來，我國整體經濟保持較快增長，而在經濟的快速發展中對于能源的需求也在不斷提高，因此城市10kV 配電網在建設過程中會出現一系列的問題，從而嚴重影響城市的發展進程，對于筆者對這種情況進行全面分析，其主要原因是電力系統在施工過程中出現只對對發電十分重視，卻忽略供電的問題，結果導致系統運行時發生故障。為克服當前供電規劃方面存在的困難，在供電政策方面必須做出相應的調整和變化，并對配電網規劃設計方面進行研究，以克服當前面臨的困難。

2 中壓配電網架空線接線模式

10kV 中壓配電網主要由上級供電設備、開關站以及下供電所和架空式線路組成，其本身的主要作用就是通過對供電安全作出各種分配，這樣促進了其自身在安全性和經濟性上的調整，以便于更合理地作出分配。一般情況下，城市的輸配電網絡都是由架空式和電纜連接器形式所混合組成，在研究某個地方政府規定的供電區覆蓋范圍內10kV 配電網的網絡結構變化時，也可以選擇架空線路的形式進行研究，但是在具體的實踐中需要充分考慮到網架構造變化的趨勢狀況[1]。所以，在分析接線模式時需要做好綜合性的思考工作。

2.1 架空接線模式介紹

中低壓配電網架空層接地模式，主要以電源輻射接地，在不同母線上出現的形式進行循環，由此產生了不同的三回饋線環型接地，具體方式可參照圖1至圖4。

圖1 單電源輻射接線

圖4 三分段三聯絡接線

2.2 架空接線模式分析

圖2 不同母線出線的環式接線

圖3 不同母線三回饋線的環式接線

中低壓架空接地建設簡單，并且在投入上相對較低。其中，單電源輻射接地模式較為簡單，通常可以用作城市非重點負荷地區或者剛建立的經濟發展地區。該接線模式相對比較簡單，而且供電線路和高壓開關之間所需要的數量相對較小，在設備投資上也較為理想，因此可以更好地進行設備改造，并且還能夠實現滿負荷運行。不過其本身的弊端也較為突出，故障影響范圍較大[2]。

不同母線（變電站）之間出現的環式接地方式，在兩端線路末端進行設有相互聯系的開關，同時將其線路負荷設定在50%。該接線模式可以使用在負載密度較大的地方，同時對供電有良好的安全性，其最大的優點就是安全性遠比上述的單電源輻射效果理想，同時由于接線方式比較清晰，在整體的操作上也更加靈活。當線路故障以及出現供電故障時，可以在線路符合規定的狀況下，通過倒閘的操作進行恢復供電，但是由于考慮到線路的備用容量，其自身的投資將會更高。

在具體的地區進行網架規劃時，必須充分考慮到實際電網的總體變化趨勢，并且必須按照相應的技術規定加以調整，需要時也可以結合實際要求作出適當的調整，從而形成了不同母線的三供電回路末端設計。在這樣的狀況下，其自身的線路總負荷量通常低于50%，同時可靠性也比較理想。

在具體的工程施工過程中可以采用主干線再加上分段開關形成不同的線路，同時每個相應的聯系點與其他線路相連，如果任何一條發生故障時，其本身并不會受到影響，同時也不會影響發電，在這樣的狀況下可以使每個線路的故障區域都減少，以提高整機的電源安全性。該模式可以有效提升整體的使用效果，但是目前這些方法在具體的使用實踐中仍存在一些問題。

在實際施工過程中，如果導線數量比較少或者是集中在線路兩頭，技術人員則必須將其線路進行分段連接，同時在導線使用率不足65%的前提下，如果導線數量相對較多，也可將其分成多區段，但過多的分段線路會降低供電的總體安全性。通常情形下多以三段的形式更為理想[3]。

我國架空線路應用相對比較廣泛，一般城市和鄉村都會采用這種模式，但是也有部分特定區域例外。在具體施工過程中，如果是城市發展的初期階段或者經濟發展地區，就必須充分考慮到城市用電的具體情況，因為一般城市用電所必須承載的負載多是比較分散的，所以具體可以選擇用單電符合接線模式，這樣就可以更好的負載滿足，但是線路的分段開關也一般都可以根據網架構造而形成。隨著我國城市化進程的加快，一些大中城市的用電負荷都在不斷地增加，導致了城市的變電所工程日益增多。在工程建設的中期階段，可以考慮將新線路和原有線路組成環形式的接線，可有效改變線路狀況，進而形成三分段三連接的界限結構，以增加線路負荷量，并更好的適應城市當前的用電要求，現如今在我國部分沿海大中城市多會采取此類方法。

3 中壓配電網電纜線接線模式

3.1 電纜接線模式

中壓配電網電纜接線模式主要有單電源輻射接線、雙電源雙輻射接線等，具體可以參考圖5至圖9。

圖5 單電源輻射接線

圖6 雙單元輻射接線

圖7 雙電源出現連接開閉站接線

圖8 雙“II”接線

圖9 互為備用的主備接線模式

3.2 電纜接線模式分析

相較于普通架空線接線方案而言，采用單元輻射接線電纜的方案往往能夠創造更高的經濟效益與社會效益，不過因為電纜本身故障比較頻發并且很容易產生永久性故障，而且故障影響的持續時間相對較長，極易引發線路運行的問題隱患，因此導致該方式在實際的城市架空線工程中并不能完全使用這一技術方案，而是只在以普通架空線方式的城市中使用這種電纜來供電。

為保障整體線路的穩定運行，需要雙電源雙輻射接地模塊之中的二回路之間進行互相備份。通過該雙接地的方式，可以使用戶同時獲取兩種方向的電源方案，進而全面滿足不同情境、不同模式下的使用需求。盡管電源模式也具備了良好的穩定性，但是對于線路負荷率自身來說也只有約50%。通常情況下，城市供電多以電纜供電方案為主，但受制于城市用電需求、地形地貌等情況的影響，需要針對不同城市的實際問題采取多種技術相互融合的供電方案。以我國西部區域為例，便需要重點使用雙電源雙輻射接地方案，以獲取更理想的供電效果。但是，這種運行模式存在一定弊端，正由于其電纜一般都是取自于同一個變電站，在變電站出現問題的情況下，則很難實現快速、穩定、安全的轉移。

雙電源可以出現在連接的開閉站接線，由開閉站二回進行互相使用，其本身的出現也可針對使用者的實際需要而進行調節。該項接線的設備主要使用在與一些負荷中心相距比較遠的地方，在具體的施工過程中必須滿足相應的技術要求，才可以良好的適應城市用電要求。

雙“II”型接地模式又被稱為雙環網，由于其自身的每回線負荷數都為50%，所以即使在一側的變電站全停以后，采用倒閘方式就能夠使其本身保持正常用電，而且有較強的穩定性，因而也能夠應用在大量自動開閉站用電的地方，在我國部分區域經濟相對發達地區和中心城市區域，該模式的供電方法運用得較多。在近年來的發展中，在負載較小的情況下，雙環網還可以串接多個開閉站，而隨著負荷的日漸增加，以及變電站的規模逐步擴大，可以逐步地把雙環網加以改變，進而完成了對接線模式的轉變[4]。

互為設備的接線系統中，各地回饋線都與接線之間的末端建立了相應的接線位置。在一般的設計條件下，每回線的最大負荷效率約為67%，但該模式的電纜線路的分段模式和聯絡接線模式卻比較獨特，和普通架空線路的分段模式也比較接近。所以，該種形式相對更加適合架空線路逐步發展的電纜網狀況。

城市規劃中心或城市地區的中部核心城市通常都以電纜供電，而針對這些符合人口密度較大的城市地區，其本身的電力安全性要求也較高，在具體的工程施工過程中必須采取相應的方法進行供電，在初期施工時，需要采用雙電源雙輻射技術方案亦或是雙電源同步施工方案，以此保障施工的穩定性。隨著社會用電需求量的激增，變電站的數量規模亦會持續擴大，因此便需要相關的工作人員在實際施工過程中結合城市實際用電需求，選擇更適宜的接地方式。例如，在具體的施工過程中選擇在周圍自動開閉點上形成雙“II”式接地，從而達到逐步用電的方式。

4 10kV 配電網規劃設計的方法步驟以及關鍵問題

4.1 10kV 配電網規劃設計的方法步驟

現階段，關于我國城市10kV 城市配電網絡總體規劃設計的基本方法具體有以下幾點：一是確定了城市配電網絡總體規劃設計的基礎條件以及目標，在10kV 城市配電網絡總體規劃設計的基本步驟中，必須對不同的標準和條件做出綜合分析，同時還需要根據區域規劃的具體資源狀況，在進行深入研究的情況下進行匹配，也要具體考慮在前期設計方面的整體可靠性、安全以及可操作性分析，如此才能夠進行更多角度的考量。

二是通過查閱歷史資料進行數據研究，在進行10kV 配電網規劃設計的過程中經常會出現不確定因素對其規劃設計質量的影響，在配電網規劃設計的過程中需要做好城市建設的收集，對于區域的詳細規劃圖以及建筑符合指標等，在具體的開展中需要結合實際情況做好改善與分析，同時還要獲取對等的數據，然后在結合數據做好排查工作，將存在的干擾因素進行排除后再進行電網規劃設計。

三是對于發電區域范圍也做出了比較細致的界定，在10kV 市供電網總體規劃設計前，應對區域內不同的土地用途建筑負荷情況進行詳細分析，同時還應對不同類型的土地用地進行單獨劃分，以提高電力的總體質量。

4.2 10kV 配電網規劃設計中應該注意的關鍵問題以及解決方法

現階段，10kV 配電網規劃設計中需要關注的問題及其處理方式主要包括以下兩點：一是負荷預測工作，在進行電力規劃設計的過程中需要對合理的情況加以研究，同時還需要為使用者提供更加安全、良好的電力保證，如此才能滿足市場經濟發展趨勢和社會主義市場經濟的基本要求，同時也能夠更加合理的實現保障目的，其重要關鍵步驟就是做好負荷預測工作，因為只要預測負荷合理就可以改善配電網的質量。

二是開關站的選擇，在配電網設置開關站的最主要目的，是為了解決當前倉位的問題。目前，部分地區已經將開關設置在建筑內部作為公用配電站，同時還附帶了供熱變站為周圍區域進行供暖。

5 結語

綜上所述，對于經濟較為理想的區域可以采用雙“II”的形式進行接線，這樣有利于更好的完善變電站之間的聯絡，以此提高整體的供電可靠性。但是目前我國城市10kV 配電網建設的過程中仍存在一些問題和不足，需要進一步改善與調整。