中等城市10kV中压配电网中开闭站的配置

供配用电产品与技术PRODUCT & TECHNOLOGY随着我国国民经济的飞速增长，电力负荷特别是配电网负荷大幅攀升，１０　ｋＶ开闭站作为１０　ｋＶ配电网中的重要设施，在城市１０　ｋＶ配电网中的地位也越来越重要。

本文针对目前中等城市１０　ｋＶ开闭站建设，结合江西省赣州市配电网的实际情况，提出了城区环网供电方式，以及环网供电系统中１０　ｋＶ开闭站的应用，开闭站接线方式，开闭站中主开关元件的选择方法等。

建设１０　ｋＶ开闭站的必要性１０　ｋＶ中压配电网是面向用户的最基本的平台，在这个层面及以下的用户占用户总数９９％以上。

中低压电网的供电质量、服务质量及供电可靠性关系着千家万户，也关系着电力系统的声誉。

现代城市空间呈四维方式扩展，城市布局向着不同功能区方向发展，因此，中压电网要朝着适应不同需求方向发展。

简单的由高压变电站１０　ｋＶ出线向１０　ｋＶ受电用户直接提供电源的简单方式已远远不能满足当前经济发展对电力的需求。

需要根据面负荷的原理，按照从点（变电站、开闭站和配电所）——　线（电源线、馈电线和可能出现的主要支线）——面（供电区划的长度、宽度、负荷性质、负荷等级、对可靠性的要求、负荷密度、负荷特性、用电时段和负荷分布），再由面－线－点的原则解决好站点、线路、接线方式和设备标准配置，以节约资源，缩短建设工期，避免重复建设、频繁改造。

因此中压配电网主要由高压变电站的１０　ｋＶ配电装置、开闭站、用户变配电站和架空或电缆线路等部分组成。

这里高压变电站主要指１１０（３５）　ｋＶ／１０　ｋＶ变电站，提供１０　ｋＶ电源点，用户变配电站是１０　ｋＶ电源受电的终端，电源传输的通道主要有架空系统和电缆系统，由于电缆的供电能力大，事故率低且不影响市容，已被大、中城市普遍采用。

本文介绍的１０　ｋＶ开闭站就是应用在城市配电电缆系统中的装置。

１０　ｋＶ开闭站的目的是为解决城市变电站１０　ｋＶ出线不足，出线走廊受限的问题，对１０　ｋＶ电源进行二次分配和传输。

多年来，在城市中建设的１１０　ｋＶ变电站，其出线路数是有限的，往往又有许多１０　ｋＶ用户专线。

随着电力负荷的增加，需要增加１０　ｋＶ线路的出线，但是由于受变电站出线数量和走廊的限制，即使变电站有剩余容量，也不一定能供出去。

如江西赣州供电公司１１０　ｋＶ城东变电站，变压器容量为１×３１．５＋１×５０　ＭＶ・Ａ，１０　ｋＶ出线２２回，截止２００９年１０月已有出线１９回，基本已无出线回路，但因该变电站位于赣州市章江新区，是赣州城市未来发展的核心区域，将成为赣州城市政治、文化、体育、金融和娱乐中心。

近几年各种企事业单位办公楼与商住小区纷纷建成投运，这些小区的规划用电负荷较大，在未来２～３年中随着入住率的提高，用电负荷将增长迅速。

因此急需建设一些１０　ｋＶ开闭站，作为变电站母线的延伸，解决变电站出线不足的问题。

同时也需要建设城市公共电网，减少用户专线的使用，从而节约社会资源。

电缆系统配置原则和技术特点中压配电网按高压变电所的布局，参照行政区中等城市１０　ｋＶ中压配电网中开闭站的配置文／江西赣州供电公司 刘 箐随着城市化的发展，为满足负荷不断增长的要求，需要扩大和延伸变电站的出线走廊，建立公共配电网络，开闭站作为中压二次配电系统中一个重要环节，灵活扩展了变电站的出线，并且在环网方式配电系统中起着重要的作用。

９０| 电气时代・２０１０年第５期供配用电产品与技术PRODUCT & TECHNOLOGY管辖划分成若干相对独立的分区配电网，各分区网有明确的供电范围，习惯做法是不交叉供电。

为了保证中压配电网的供电可靠性，每一个分区配电网应是多供电点（电源），满足Ｎ－１安全准则，即任一个１０　ｋＶ配电柜计划检修停运时，仍能保持向用户继续供电，不过负荷且不限电。

中压配电网应有一定的备用容量，一般有１／３裕度，过渡期间，应留１／２裕度，当负荷转移时不致使配电网中的元件过负荷。

而对于１０　ｋＶ电缆系统，主要有放射式、树干式和环网式供电方式，从供电可靠性和投资经济性方面来看，环网供电方式具有较强的优势，并且满足配电网长期规划的目标。

环网结构即把两条线路组成一条手拉手环网，对每条线路进行分段设置控制开关，线路的连接点设置联络开关，利用设备的延时进行停电区间的负荷转换。

当供电线路的某一区发生故障时，配电系统具备自动隔离故障区段，自动恢复非故障区段的供电能力，从而达到缩小停电范围和减少用户停电时间，提高对用户供电可靠性的目的。

１．　环网方式配置原则１）　线路选择和设计首先应当具备互带能力。

２）　通过实施线路分段原则，缩小个别用户或线路故障带来的整体停电，通过合理的线路分段数量和设置合理分段点，使用户享有尽可能高的供电可靠性。

３）　干线的分段原则。

①负荷均等原则。

②线路长度均等原则。

③用户数量均等原则，执行符合具体应用条件的原则。

４）　选择设备应具备满足当线路故障时，能自动隔离故障区段，自动恢复非故障区段的供电功能。

５）　选择设备应当满足配电网自动化升级的要求，从而能够实现配电网设备运行工况的远方监视和监测及与系统配合完成网络重构和负荷转带等功能。

６）　负荷较重的分支线路尽量布置分段分支开关，以保证隔离分支故障，保证主干线畅通。

７）　联络开关按合理的位置布置。

２．　环网供电的技术特点１）　具备就地保护功能。

从配网技术发展的角度看，随着电网改造逐步实现无油化、绝缘化，一年内线路故障发生的几率相对较少，由此提出了配电自动化设备与系统的配合采用了这样一种设想，即利用设备的智能化功能，就地保护将故障隔离，利用系统的集中管理功能完成负荷转移、优化等高级功能，从而大大提高了设备利用率，并从技术层面避免了１０　ｋＶ复杂配电网络依赖集中保护而带来的供电不可靠，顺应了当今技术发展采用就地保护的趋势。

在这里提及的环网供电，即可利用具有智能化故障查寻、就地隔离功能的故障搜查控制器ＦＤＲ进行就地保护，并隔离故障。

其就地保护功能包含了时限顺送／逆送功能：时限投入、时限锁定、瞬时加压锁定和两侧电源锁定。

２）　不依赖通信来完成事故处理。

将故障的快速实时处理功能下放到现场设备就地处理，避免了配电网中因过度依赖通信完成故障处理可能造成的配电网供电大面积停电。

３）　对配电网能达到多层次的阶梯管理。

杆上设备全力完成线路正常监控和故障快速处理功能，后台系统全力完成对配电网经济运行和实现整个配电网的计算机管理，使配电网达到一个多层次的管理阶梯。

４）　能满足配电网络经济运行的要求。

配电网络将会根据应用需求进行网络重组、负荷转带等功能，配电自动化开关将需要频繁操作倒负荷，从而使整个配电网络合理经济的运行。

　５）　可利用调度监视系统，结合断路器从重闭合到再次闭分的实际及开关设定的延时时间，计算出对应故障区段，迅速通知人员检修，大大缩短了故障恢复时间。

１０　ｋＶ开闭站接线方式在环网系统建设中，一般一条线路分３～６段，每个分段点一般选用一组开关设备，这个分段处的开关设备总称为线路开闭站。

开闭站的主接线方式取决于配电网的网络结构，应结合所在供电区域内的负荷性质和负荷现状建设。

一种是在１０　ｋＶ单环网系统中，主要接线方式是采用典型的环网单元接线，节点联络处可以采用３～５单元接线。

二是在１０　ｋＶ复合环网系统中的开闭站的接线方式，在主环网或次环网内选择同单环网，宜合理选择布置在节点、联络及多电源用户处的开闭站位置，其进出线规模一般不宜超过１０～１２回。

根据负荷的情况，由变电站馈出的主线电缆截面不小于（铜芯）３００　ｍｍ２，环网电缆截面不小于（铜芯）２４０　ｍｍ２。

１．　单环网系统作为环网系统的主要节点，开闭站主接线应２０１０年第５期・电气时代| ９１ｗｗｗ．ｅａｇｅ．ｃｏｍ．ｃｎ供配用电产品与技术PRODUCT & TECHNOLOGY力求简单，并应满足可靠性、灵活性和经济性等要求。

开闭站常采用单母线不分段方式，一路进线，一路环线，一路或几路出线，优点为接线简单，体积小。

节点联络处作为环网结构的开环点处，接线方式有单母线不分段和单母线分段两种形式，单母线不分段接线采用二路进线，１～３路出线。

如果结合小容量用户站建设也可采用单母线分段接线方式，可增加计量装置和联络开关，平常两路电源各自供电，联络开关断开，如一路电源故障，负载可以集中由另一路电源供电。

开环运行的单环网用于单电源供电的用户，但故障时可以在较短时间内倒入备用电源，恢复非故障线路的供电。

灵活适应了１０　ｋＶ配电系统中各种运行方式下调度和潮流变化的需要。

单环网的电源可来自不同变电站，也可来自同一变电站的不同母线，由环网单元（线路开闭站）组成的单环网必须开环运行。

类似于赣州等中等城市配电网的实际情况，目前主要建设的是单环网系统。

２．　复合环网系统随着城市的不断扩大以及电源点的增加，特别是负荷集中的经济开发区、高层住宅区，配电系统采用的是复合环网系统。

与单环网相比，复合环网的网络层次与电源点都相应增加，对系统协调要求更高。

复合环网系统由一个或几个中心开闭站和线路开闭站联合组成，线路的网络节点即各个线路开闭站的建设同单环网系统，在复合环网系统中往往会建设一些中心开闭站，增加变电站出线路数，作为配电线路之间的互联互供，为重要用户提供双电源，为下级环网系统提供电源。

中心开闭站采用单母线分段方式，双路电源进线，一般馈电出线为１０～１２路。

若地区开发规模小，也可建设馈电出线为６～８路的小型开闭站。

１０　ｋＶ开闭站的设备配置对于开闭站中的设备配置，应根据配网的实际情况与开闭站本身运行的可靠性、灵活性和经济性全面考虑，通过技术、经济比较，合理确定设备配置。

在１０　ｋＶ二次配电网中，开闭站所带容量一般不超过１０　０００　ｋＶ・Ａ，主要用到的元件类型有：负荷开关、负荷开关＋熔断器和断路器，以及ＦＴＵ（ＤＴＵ）智能终端设备和综合保护装置。

主元件的参数为额定电流６３０　Ａ，热稳定电流为２０　ｋＡ，动稳定电流为５０　ｋＡ。

中心开闭站一般采用双电源供电、单母线分段的供电方式，出线为６～１２路，进、出线采用断路器开关，进线开关不配保护，出线开关配置综合保护装置或自供电保护继电器。

设备采用中置式金属封闭开关设备和环网柜，安装在地下室内的宜采用全绝缘、全封闭充气式环网柜。

线路开闭站中设备配置要根据整个配电网的可靠性、安全性综合考虑，主要有以下三种方式。

①采用典型环网单元。

进线、环网出线采用负荷开关，变压器出线开关根据变压器容量确定，容量不超过１　２５０　ｋＶ・Ａ的采用负荷开关＋熔断器，容量超过１　２５０　ｋＶ・Ａ的采用断路器，这种方式适用于负荷集中、容量不大的商业中心。

但在中等城市，负荷不是太集中，线路开闭站往往采用的是多路出线。

②相距较远线路开闭站的，可以在线路开闭站的进线处适当采用断路器单元，设置线路保护，即进线、环网出线采用断路器，出线采用负荷开关。