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摘要：随着城镇一体化建设的模式不断深入推进，用户对于配电网的供电可靠性要求越来越高，这无疑是对城镇供电线路的铺设以及建设的一项重大的考验。上世纪九十年代初，国家有关部门就对中压配电网的适用范围进行了规定，根据相关规范，配电系统应该以环式供电为主。文章主要针对10kV环网供电方式的配置、参数以及接线模式等进行探讨，并提出相应的建议，以期达到优化城镇中亚环网供电方式的目的。
关键词：城市中压环网；供电方式；探讨性研究
1环网分段、联络开关的选择
1.1架空线路杆上开关的选择
线路分段、联络开关宜选用负荷开关，因为环网接线开关大部分要求带负荷分、合线路。不选择具有切除线路故障的断路器配置过流速断保护，主要是从保护主设备的角度出发，变电站出线应保留瞬间切除近区故障的保护，这时柱上开关配置过流速断保护将与变电站过流速断保护在时间级差上难以配合，存在励磁涌流，容易造成开关误动作、越级跳闸现象；并且变电站主变10kV绕组要多承受每次因分级配合时间带来的短路故障动热稳定电流，其累积效应对主变绝缘是有损害的，因此，主干线路上的分段开关，一般不配置二次保护，并取消过流脱扣保护。考虑到分段开关如果采用断路器，仅起到负荷开关的功能作用，所以宜选用负荷开关。但是，目前可供选择的负荷开关比断路器少，且价格较高，因此，实施中当价格相近质量相同时，应优选断路器。当线路过长，位于线路末端及线路分支处，经计算，变电站10kV过流保护灵敏度不足的，分段开关可配置断路器，设置过流脱扣保护；对受雷击或其用户故障越级跳闸停电事故率较高的，可选择加装重合器或选择需要依赖于变电站10kV出线断路器分、合故障电流的负荷分界智能开关以及电压判据型智能开关等，这类开关不需配置通信设施，造价低，运行维护方便，能起到自动隔离故障，减少停电范围的作用。
1.2电缆线路开闭所的选择
开闭所从结线方式角度可分为单母线不分段结线和单母线两分段（带或不带分段开关）结线。从保护功能角度大致可分为由断路器配置二次保护和由负荷开关配置熔断器保护（或单独由负荷开关构成）两类。断路器配置二次保护类开闭所通常由HXGN-12等系列的真空断路器柜、内配置电动操作机构、保护测控装置，TV和TA直流系统或交流操作控制电源及等构成。开关柜单元的尺寸一般在980mm×625mm×1850mm以内，8～12单元配置。采用过流、速断保护来分断故障电流，其过流时间设置为0.2～0.3s，速断时间设置为0s，上级变电站出线配合过流定值时间设置为0.4～0.5s，速断保护定值设置为0.3s。开关柜的综合单价为8～10万元/单元（含二次保护）。早期采用了这类多单元组合的大型开闭所。在已有电力调度光纤通信网的城市，为提高保护灵敏度、缩短10kV配电设备在短路故障时承受动稳定和热稳定电流的时间，可配置纵差动等高级保护。负荷开关配置熔断器保护（或单独负荷开关）构成的开闭所不配置二次保护装置，当线路故障时，由熔断器或上一级变电站出线断路器切除故障。通常由空气绝缘负荷开关柜和SF6充气绝缘柜组成开闭所设备，SF6充气绝缘柜的体积小，尺寸一般在860mm×375mm×1600mm以内，5-6单元小型化配置，其单价比空气绝缘柜高，比断路器配二次保护柜低，因此，推荐使用该类开闭所设备。有部分开闭所使用断路器配置了二次保护，运行中大部分断路器仅起负荷开关的作用，当线路发生故障时，过流速断保护装置很难与上级变电站配合，易出现越级跳闸现象。因此，2005年后，大多改用由空气绝缘负荷开关柜或SF6充气绝缘柜组成小型开闭所，由负荷开关完成操作较频繁的负荷的投切，由上级变电站10kV出线断路器切除几率不多的短路故障，用结构简单、价格便宜的负荷开关代替了结构复杂、价格昂贵、配有二次保护的断路器。实践表明，采用负荷开关配置的小型化开闭所便于负荷就近接入，减少出线电缆长度和主干网与分支线网层数，技术性和经济性比较好。
2环网接线方式与开闭所的组合
2.1“2减1”单环网接线开闭所的配置
负荷发展早期，新增负荷在配网边沿，市区内负荷密度不高的区域、城市郊区、城镇和工商业较发达区，一般采用电缆“2减1”环网接线模式，也称“手拉手”接线模式（图1）。
这种接线方式要求正常情况下，每回馈线的最高负荷应控制在该电缆安全载流量的50%以下，电缆线路利用率较低。因此，环网内配置的开闭所数不宜过多，开闭所设计容量不宜过大，进出线单元不宜过多。以主干环网进线电源电缆选择YJV-3×300型为例，经计算埋在土壤中的载流量为580A，功率因数取0.9，则一个“手拉手”环网所带最大有功负荷为：3×10×580×0.9×0.5×2=9041kW；串接的开闭所数量原则上不超过7座（含联络所），开闭所设计容量W（装置容量W1×负荷利用系数k2×同时系数KT，下同）不宜大于1500kV•A，采用单母不分段接线，进出线单元不宜超过6个，其中2个手拉手进出线，2～3条馈线，至少1条备用，随负荷密度的增长可衍生改组成“N供1备”或“双电源双辐射”接线方式，可节省或延缓新建联络开闭所。
2.2“2供1备”单环网接线开闭所的配置
当负荷增长，在“手拉手”环网接线内无法接入时，优先采用新出电源线路重组环网，是指通过在主干环网线路插入1回新电源，形成“2供1备”接线（图2）或将“手拉手”接线在联络点分开，分别接入两个电源，形成两个“手拉手”接线等方案（图5）。采用这种接线，多数情况是在新增负荷处于发展中期，变电站出线间隔及电缆管道紧张时，采用从变电站出一回T接到一个“手拉手”联络开闭所，形成“2供1备”接线比新建一环“手拉手”回路要节省一个变电站出线间隔和一条环网线路，线路负载率可提高到67%。因此，开闭所设计容量可以增大到2100kV•A，采用单母不分段接线，6单元配置，在环网端部应设置专用联络开闭所，便于“1备”联络线的接入。当负荷进一步增长时，衍生改组形成“3供1备”环网结线方式，避免改组环网结构时影响面过大，停电时间长，同时为节省投资、加快衍生网架结构建设打下基础。
3结语
对于城镇中压环网供方式，要求环网内的开闭所配置的进出线单元应该控制在6单之内为佳，对于开闭所的容量也进行了限制，当供电区域的负荷密度上升时仅仅需要对母线进行改造，这样的改造方式显著地降低了铺设线路的实施难度，节省了环网线路以及线路铺设的成本，同时奠定了供电网架结构健康发展的良好基础。
参考文献：
[1]杨文宇，刘健，余健明，等.配电网分段和联络开关优化规划[J].中国电力，2011.
[2]肖峻，高海霞，葛少云，等.城市中压配电网评估方法与实例研究[J].电网技术，2010.
论文作者:许晓明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：负荷论文; 接线论文; 断路器论文; 开闭论文; 环网论文; 变电站论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第5期论文;