配电线路电缆化对中压配电网的影响分析

配电线路电缆化对中压配电网的影响分析刘丽景1 李文婷2 邓　平3（1.北京博鼎城工程设计有限公司电控室　2.中国寰球工程公司设计部电控室　3.国电光伏有限公司）【摘　要】配电线路电缆化的存在着很多的优势，例如，减少自然环境和外力的破坏，还可以减少安全事故的发生，节省线路对城市的占地面积等。

本文简述了我国城市电网电缆化的改造现状和改造原则，分析了配电线路电缆化对于中压配电网的影响。

【关键词】配电线路　电缆化　中压配电网引言：随着我国城镇化进程的加快，城市中架空线路已经无法满足人们对电负荷量的需求以及岁城市环境的美观需求，错综复杂的架空线路不仅影响了城市景观，而且对于人们的生产生活还有很大安全隐患。

因此，配电线路电缆化的普及已经成为城市化进程的需求。

一、我国城市电网电缆化的改造现状城市电力网的组成离不开电力线路的连接。

我国许多城市电力网的构成主要依靠架空线路，架空线路存在着安全性比较差、影响市容等问题，架空线路主要依靠电杆矗立，城市用电量的增加导致出现电线纵横交错的现象出现，除了影响市容，还经常遭受道路两边的树枝的干扰，假如巡线不到位，没能及时修剪树枝，就会产生安全隐患，影响城市正常供电。

国外比较先进的城市和地区，配电网的线路多已经实现电缆化，并把电缆化程度作为衡量城市现代化的重要指标，例如巴黎、柏林等城市已经达到百分之百，东京、纽约已经达到99%和98%。

我国的城市电缆化进程则相对落后，电力电缆普及比较高的是香港，为95%，深圳为92%，其他的一些城市，例如天津、珠海的电力电缆普及程度为90%，上海、杭州、大连的普及率为80%左右。

我国的城市虽然已经在电力电缆化的普及方面取得了一定的成就，但是由于起点比较低，与先进国家还存在一定的差距，因此，我国城市在实现电力电缆化方面的任务还比较艰巨。

二、我国城市电网改造应该遵循的原则1.供电方式趋向更先进的水平。

我国配电网电缆化改造的宗旨就是不断的提高其供电能力和可靠性，配电网电缆化不是简单的电网线路地下化，而是在兼顾美化城市环境的基础上，不断的提高我国配电网的供电能力以及供电的可靠性。

2.增加配电网的科技含量。

配电网的自动化和沛县设备小型化是我国配电网发展的趋势。

我国城市规划方面的规定中要求城市道路的改造间隔时间为10~20年，因此，配电网的改造应该至少满足城市在20年内道路不变化情况下的生产需求，着就需要在电网改造中，应该加强先进科技的利用，使之符合城市远期发展的电量需求。

在配电自动化的改造方面，应该遵守“立足现实、面向未来、远近结合”的原则，在安装主要电气设备，例如变压器的时候，应该给以后维护工作预留一定的通讯通道或者电动操作、遥控、遥测的空间，减少日后进行维护设备的工作量。

3.重视电网的施工质量。

设计和质量是保障配电网电缆化改造成功实施和安全运行的重要条件，因此必须给予足够的重视，根据配电网电缆化的改造情况来看，应该注意下面两点：一是敷设方式，电缆改造工程的投资、方案、设备等无不受到敷设方式的影响，有关决策人员应该在电缆改造之前根据该城市的特点选择适当的电缆敷设方式，例如隧道敷设、直埋敷设、排管敷设、沟道敷设等方式。

在配电网的实际电缆敷设中，排管敷设和隧道敷设的方式应用比较广泛，多数电缆工程需要多种敷设方式相结合的，造成这种状况的原因比较多，例如排管敷设方式在施放电缆时比较方便，能够预留今后的管线位置，又方面检修，还可以保护电缆免遭外力的破坏，确保电缆安全运行，而且排管敷设方式的土建造价比较合理，兼顾经济和安全。

二是美化问题，随着环保意识的普及，人们对于城市环境的要求越来越高，对于城市道路建设和改造的标准，在方便利民的标准基础上，也提出了美观的需求。

三、分析配电线路电缆化对于中压配电网的影响1.改变了配电网的接线方式。

配单线路的电缆化改变了中压配电网的接线方式，使之与架空线路的接线方式有着明显的差异。

架空线路的接线方式多采用单电源辐射的接线方式，这种接线方式的优点是投资小、负荷率较高、有新增负荷时连接比较方便，缺点是一旦线路出现故障就会出现全线或者部分线路停电现象。

电缆化后的配电线路如果出现故障，多是持久性故障，需要较长的时间进行修复，因此较少采用这种接线方式，电缆化的接线方式一般多为不同母线出线的环式接线或者开关站接线以及两联络双I I接线等。

采用环式接线时，应该控制电缆线路的负荷率在50%的范围内，确保负荷可以在线路出现故障时及时转移；电缆线路选择两联络双I I接线方式时可以提高负荷率，一旦出现某条线路故障，整条线路可以被其余线路分为若干部门转供，实现灵活运行，该方式的运营成本比较高，多用于城市核心地带和繁华地区；不同母线连接开关站的接线方式可以采用放射状接线或者形成小线网，具有接线方式清晰明确、调度操作简单、灵活性好的特点，有效缓解高负荷地区通道资源、仓位紧缺的问题；点对点的电缆专线供电方式的特点是短线路、全地下铺设、点对点供电，虽然负荷也不能转移，但是故障率极低，具有很强的可靠性。

图1 不同母线出线的环式接线图2 不同母线连接开关站接线39图3 两联络双II接线2.改变了配电网的中性点接地方式。

中压配电网的中性点接地方式一般为中性点比接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地着三种方式。

主要影响因素是：1）中压配电网通过电缆发生单相接地时，出现过电压的主要原因是故障点的间歇性电弧，中性点经小电阻接地可以降低单相接地故障时的非故障过电压，能够消除断线、谐振过电压以及抑制孤光接地国电压，避免单相接地故障变成相间故障。

2）中压配电网中选择中性点接地方式的依据是接地容性电流的大小，有关的电网接线原则规定，中压变电站单段供电母线接地容性电流超过100A时的接地方式应该选用小电阻接地方式；消弧线圈自动补偿接地方式应用于10~100A的接地容性电流；接地容性电流小于10A时，可以采用不接地系统。

3.实现配电自动化和继电保护。

中压配电网的配电线路电缆化之后，系统出现故障就不那么容易定位，而且修复需要的时间比较长，因此，电缆化的配电线路一般都会装置电缆故障指示器，尤其是对于一些跨越电缆较多的出现，会家装杆上隔离开关，可以减少故障定位时间，尽快实现电网重构。

电缆化之后的配电线路，所采用的继电保护策略较之前的架空线路也有所改变：对于中性点小电阻接地系统中的10K V线路给予加装零序电流保护；多数持久性的故障多出现纯电缆线路上，因此，全线路避免使用重合闸；采用纵差保护措施保护少数短距离的35K V电缆线路的终端，具有可靠性和灵活性；加装符合熔丝在支接电缆线路上，可以缩小线路故障造成不良影响的范围，减少故障定位时间。

4.使电网规划更加合理、调度工作及时开展。

为了避免电缆线路反复开挖或者被废弃的现象发生，电缆线路的使用在电网规划过程中需要考虑的因素比较多，因此应该慎重选择电缆线路的路径、排管孔等。

此外，评估和选择接线模式也很重要，电缆线路对于长时间承受过负荷的能力比较小，自身的散热条件比较差，所以精准的预测电缆线路承受负荷率的要求也比较高。

电网的调度工作中，配电网络的接线方式比繁多，存在着架空线路和电缆线路缓和使用调度的现象，导致对于线路故障的定位比较困难，这些状况的客观存在，是对调度工作人员处理故障的能力以及应变能力提出了挑战，因此，调度工作人员应该具备合理的安排顺电顺序、协调各部门工作的能力。

四、总结综上所述，电力电缆化使我国城市未来电网改造的发展趋势，由于架空线路与电缆线路在配电网中敷设存在很大的差异，因此，电缆化的配电网在接线方式、中性点接地方式、几点保护和配电自动化等方面都有很大的改变，这些改变对于配电网的影响也是比较大的，改变了电网调度工作的方式和电网规划工作。

参考文献：[1]高燕.主动配电网计划孤岛与日前调度方法研究[D].中国农业大学,2013.[2]张德乐.镇区配电网规划特点及在东莞市万江区应用[D].华南理工大学,2013.[3]孙岩.配电网综合评价方法及应用[D].华南理工大学,2013.有效地避免或减小相邻小区在边缘的用户的同频干扰。

四、抑制干扰的对策分析基于“I D M A”的干扰消除和基站协作通信为小区间干扰抑制带来全新的思路，在信息传输理论上，多小区载波、功率联合分配可以实现比软频率复用更优秀的信号传输性能，并且可以和其他技术同时使用，目前应用上述的小区间干扰抑制技术中，波束协作调度和软频率复用有较高的实际操作性，也是业界目前可能会首先得到的抑制技术。

软频率复用基本不需要在基站间交换信息，其计算复杂程度低，有着较高的可操作性。

但是集中式分配方案由于需要大量计算资源并且不匹配未来网络扁平化架构的发展趋势，其实际操作性较差。

当前，3G P P干扰抑制提案中很大部分基于软频率复用技术，研究技术相对较成熟，但软频率复用使得小区边缘只能使用部分频谱资源，信息吞吐量就会受到影响，这就是软频率复用技术的根本缺陷。

现有3G P P提案以分布式分配为主要模式，但如何在复杂度和性能之间取得较好的折中，仍是有待解决的问题。

另外，现有分布式分配方法普遍缺乏性能分析，因此，性能稳定性在不同网络状态下仍有待研究。

波束协作调度实现复杂程度低，仅需在相邻干扰小区之间交换用户信息，实际操作性较好，现有波束协作调度没有考虑波束功率的协作控制，预计引入波束功率协作控制后，波束协作调度可弥补软频率复用的缺陷。

更为重要的是，波束协作调度与其他干扰抑制技术可以同时使用。

修改后的软频率复用方案进一步提升了小区边缘用户的信息吞吐量，基本思路是通过引入资源使用优先级的概念调整软频率复用的资源使用规则，同时结合基于用户位置的功率调整来实现更好的干扰协调效果。

目前通常采用两种新的方法进行消除干扰，即基于干扰检测/删除和多天线的空间抑制法的干扰消除方法。

沿用C D M A系统成熟的加扰技术,比较简单可行,但面对的问题是将干扰视为白噪声处理,可能会造成由于统计特性的不同会带来的测量误差。

对LTE系统的干扰抑制的几种方案进行比较后,可以看到,可以显著改善小区边缘的系统性能的技术是干扰随机化继续干扰删除技术,可以获得较高的频谱效率，但对“VoIP”等此类业务则不太适用，在“OFDMA”系统中实现较为复杂，后来对它的研究并不多。

目前研究的一项热门技术是干扰协调/避免，其实现程度较为简单，可以应用于各种带宽的业务需求，并且对于干扰抑制有很好的效果，适合于“OFDMA”这种特定的接入方式，在提高小区边缘用户信息传输性能的同时损失了小区整体吞吐量。

以上3种小区间的干扰抑制方法可以相互结合、优劣互补，以获得更高的系统增益。

五、结语L T E系统（3G长期演进技术）对传输频谱效率的要求很高，由此带来的小区间干扰问题是影响系统性能的重要因素。

干扰消除、干扰协调/避免和干扰随机化作为三种有效的小区间干扰抑制方案，会在很大程度上提高3GLTE系统的应用性能，特别是提高小区边缘用户的信息传输性能。