加强城市配网的建设和改造，提高供电可靠性
关键词：配电网,中压,低压,继电保护
随着经济迅速发展，社会电力需求越来越大，配电网的安全可靠性对大电网的运行和经济效益的影响越来越明显。为了保证电能质量，降低配电网故障率，改善供电可靠性，城市中低压配电网的建设与改造已是电网的重要发展趋势。配电网的建设与改造应该坚持科学化、规范化的原则，既要切合实际，又要适当超前。要正确处理好配电网的近期建设与远期发展的关系，同时还要考虑社会、经济、环境等综合效益。这样才能使城市中低压配电网适应长期发展和城市现代化的要求，从而大大提高配网供电可靠性。
一、城市中低压配电网结构及要求
1)城市中压配电网应根据变电站布点、负荷密度和城市规划小区或功能区划分，分成若干相对独立的分区配电网，有明确供电范围，不交叉重叠。根据分区负荷预测和负荷转供能力的需要，确定中压线路容量和网架结构。每个分区至少应有2个以上电源供电，重要的应有2个变电站供电。分区的划分要随着新的变电站的投入和负荷密度的增长而进行调整。
2)城市中压配电网应在建设和改造的基础上增加配电网的供电能力，适应负荷增长的需要和改善配电网的供电质量。
3)城市中压配电网络应有较强的适应性和供电能力，主干线截面应按长远规划一次选定;在不能满足负荷发展需要时，可增加新的中压供电馈线或建设新的变电站，并为新的变电站划分新的供电分区;新建的开关站、配电站的规模应按远期规划要求设计，土建工程一次建成，电气设备分步建设。
4)中压配电网应有一定的容量裕度及设置必要的联络点，相邻变电站或同一变电站不同母线的相邻线路之间应装设联络开关，以利于负荷转移。配电网改造后，应能实现线路非检修(故障)段的负荷转移，进而实现任一中压馈线柜因故停运时转移全部负荷的目标，并争取实现当变电站的一段母线因故停运时能转移全部负荷的目标。
5)配电网的建设在设备选型等方面应考虑配电自动化的需要，在中压配电网建设的同时，应考虑进行通讯通道的建设，合理利用电缆隧道、电缆沟、电缆排管及架空线路的路由资源。
6)主干线的正常运行方式最大负荷电流控制在以下数值，当超过时应考虑采取增加线路来分割负荷。单环网接线的馈线：最大安全运行电流的50%;辐射型接线的馈线：最大安全运行电流的70%。
7)馈线分段原则：每条主干线均应装设分段开关进行分段，按供电范围和负荷分布宜分为3~4段，每段配变容量控制在2000kVA以下或配变户数5~6个左右，A，B供电区线路0.5~1km左右装设分段开关，C供电区线路2km左右装设分段开关。电缆线路主干的连接采用开闭所或环网站作为节点，严禁采用将分支箱串接在主干线上。
8)10kV线路分支线超过1km或后端负荷超过1500kVA的应在分支线装设断路器或负荷开关，其它分支线可装设刀闸或跌落开关。
9)中压配电网短路电流一般应限定在16kA及以下，最大不应超过20kA，其具体限定值应与使用设备的制造水平相适应。
10)无功电力应分层分区、就地平衡。无功补偿应根据就地平衡和便于调整电压的原则进行配置，可采用分散和集中补偿相结合的方式，无功补偿装置应能实现自动投切。补偿原则为：低功率因数的配电站(室)、箱式变压器和杆上变压器应在低压侧集中安装可自动投切的电容补偿，变压器低压侧按照配变容量的20%~30%安装;供电线路长、功率因数低的郊区10kV线路应安装柱上高压电容补偿，线路按照配变总容量的7%~10%安装或经计算确定;有条件的应在低压配电线路安装低压线路集中补偿装置;配电变压器无功补偿控制装置应以电压为约束条件，根据无功功率(或无功电流)进行分组自动投切，无投切振荡，无补偿呆区，防止在低谷负荷时向系统倒送无功。
11)中性点接地方式。由10kV架空线路构成的系统，当单相接地故障电容电流不超过10A时，应采用不接地方式;当超过上述数值且要求在接地故障条件下继续运行时，应采用消弧线圈接地方式。由10kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电容电流不超过30A时，应采用不接地方式;当超过上述数值且要求在接地故障条件下继续运行时，应采用消弧线圈接地方式或小电阻接地系统。
12)为了缩短配电线路发生故障后寻找故障区段的时间，在尚未实现自动化的线路(含电缆线路)宜装设故障指示器。
13)防雷和接地。低压供电系统宜采用TN-C接地型式，也可采用TT接地型式。低压线路主干线的末端和各分支线的末端，零线应重复接地。低压接户线在入户支架处，零线也应重复接地。10kV及以下的配电系统中主要采用金属氧化物避雷器作为防雷措施，多雷区应增加防雷措施。低压架空配电线路，宜在变压器安装一组低压避雷器。10kV柱上开关设备应装设金属氧化物避雷器，常开联络开关的两侧均应装设避雷器。
10kV由架空引接电缆的终端杆，应装设金属氧化物避雷器作为保护。变压器外壳、低压侧中性点、避雷器(有装设时)的接地端必须连在一起，通过接地引下线接地，接地电阻符合要求。架空绝缘导线应有防止雷击断线的措施，做好装设避雷器的常规防雷措施，采用防弧金具和放电嵌位柱式复合绝缘子等先进适用性技术。
二、中压配电网
1)配电架空线路通道规划应选择在地质情况稳定、不易遭受雷击及台风袭击的地方，城市主要道路应有不少于一回的线路走廊，配电架空线路通道应争取纳入当地的市政规划。为提高供电可靠性，有条件的地区中压架空配电线路宜设置联络，满足“N-1”准则。中压架空配电线路导线截面选择应规格化，推荐使用50、95、150、240mm2等导线截面;主干线的通流量应与变电站、开关站出线、开关柜的载流量相匹配;新建线路应使用绝缘导线，并在适当的位置装设接地线夹，变电站出线2km线路必须全绝缘化。架空线路的设计(线间距离、排列方式等)、施工(杆上配电设备的安装)要为实施配电网的不停电作业创造条件。
2)中压配电电缆网络的接线方式选择应结合区域的负荷水平进行，并充分考虑线路接线模式的过渡，依据负荷发展的不同阶段选择适合的接线方式。对于重要供电区域、重要保供电用户、城市中心繁华地区、市政规划特殊要求以及技术经济比较合适的情况宜采用电力电缆。
3)分段、联络用的柱上开关应采用体积小、防尘防潮性能好、具有防止涌流误动的负荷开关或断路器，采用断路器时开断容量满足短路电流要求，长线路末段及主要分支线路可采用重合器保护。变压器应采用免维护的S11及以上节能型变压器，逐步推广非晶合金变压器和单相变压器，淘汰S7及以下高耗能变压器;接线组别一般采用D，yn-11。柱上变压器不宜直接与主干线连接，应靠近负荷点或负荷中心，三相变压器容量不应超过400kVA。
三、低压配电网
1)公用低压配电网应实行分区供电的原则，低压线路应有明确的供电范围。与中压架空线同杆架设时，低压架空线路不得越过中压架空线路的分段开关。低压架空线路宜采用树枝状放射式结构，低压电缆线路可采用单环网或双放射结构。低压线路的供电半径不宜过大，为降低线路损失及满足末端电压质量的要求，城市低压线路一般应控制在100~150m，最大不超过250m;农村区域低压线路供电半径控制在500m以内。在三相四线制供电系统中，应保证三相负载均衡，零线截面宜与相线截面相同。
2)低压架空线路宜采用铝(铜)芯交联聚乙烯绝缘线，并应采取防进水措施。市区低压配网应完全绝缘化。架设方式可采用分相式或集束式。低压架空线路导线线号选择应考虑发展需要和设施标准化，一般干线截面宜采用150mm2、185mm2、240mm2，支线宜采用70mm2、95mm2。接户线宜采用铜芯交联聚乙烯绝缘线或电缆，为住宅供电的接户线其型号选择还应考虑负荷增长，铜芯绝缘接户线导线截面不应小于10mm2。架空低压配电网原则上不分段，不与其它台区低压配电网联络。低压配电方式通常为三相四线制，低压负荷分散、进户点多，每相负荷应注意尽量平衡。
3)低压电缆选用原则。成片开发的多层住宅小区、负荷密度大的区域、市政环境需要的地段，其低压供电应采用低压电缆。对于采用中压电缆配电网的地区，低压配电网宜采用电缆网。低压电缆应选用交联聚乙烯绝缘材料，宜选用四芯等截面或五芯铜导体电缆，电压等级应选用0.6/1kV。
4)成片开发的小区，应根据负荷情况一次建成低压电缆网络，由配电站供电。小区低压配电箱宜装设于室内并应有防腐措施并有明显的警告标识。配变台区是由配变台架(含配变)、低压线路、接户线、表箱、计量装置等组成。配变台区的设计、建设、改造应遵循台区标准化的建设要求。
四、自动化、保护及通信
1.继电保护
10kV配电网的继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，10kV重要开闭所应采用微机型保护装置，并符合继电保护装置反措要求，应采用速断或延时速断、过电流保护，可选用重合闸装置。保护信息的传输宜采用光纤通道。继电保护装置应配置足够容量的不间断电源或直流系统。
2.备用电源自动投入装置
备用电源自动投入装置应具有保护动作闭锁的功能，在工作电源或设备断开后才能投入，并保证只动作一次。10kV备自投装置应采取微机型装置，并设可靠闭锁功能，满足各种运行方式下的备自投动作逻辑。一级负荷电力客户，宜在变压器低压侧的分段开关处，装设自动投入装置。
3.电能信息采集与监控管理
装见容量在50kVA及以上专变用户应安装电力负荷管理终端。公用配电变压器低压侧应安装配变监测终端。有条件的低压用户可安装集中抄表设备。
4.自动化通信
配电网的通信系统的建设以满足配网自动化系统信息传送为前提，并结合配网自动化系统的发展规划，预留资源保证新的通信需求。通信系统建设应充分利用现有的通信信道，通信方式可采取光纤、公用移动通信网等方式，应根据各系统数据传输可靠性、实时性要求择优选用。系统日常运行应对通道状况进行监视，重要的通信通路应为双通道，并可手动或自动切换。通信系统的电源输入互为备用，电池智能化管理。
五、结论
通过配网的建设和改造，不断提高配网的稳定供电能力，提高配电网的现代化管理水平，满足城市用电增长的要求。在建设和改造过程中，应控制工程造价，要制定多个工程方案，从工程造价和供电可靠性等方面入手考虑从中选取最优方案，发挥投资效益，高质量地完成配网建设改造的任务。
参考文献
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