城市配网出线间隔不够的研究

胡红线 杨辉

（新乡供电公司，河南 新乡 453000）

随着新乡城市规模的不断扩大以及城区经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，对电力的需求越来越多。虽然城区电网负荷不断增加，但是由于城区电网建设用地紧张，再加上人们对电力基础建设的误解，造成电源点建设比较滞后，不能满足用户的供电需求。为了更好的保障电力的供应，在现有变电站的基础上应该积极的对变电站出线间隔进行科学合理的规划，经济合理地确定配网的接线模式，以达到节省出线间隔、提高供电能力、提高供电可靠性的目的；或者新建变电站时，引入 20kV电压等级供电，以进一步提高供电能力，达到节约用地的目的。

1 目前新乡城区配网存在的问题

近年来，新乡市城区电力负荷增长很快，新乡供电公司充分挖掘潜力，均衡线路和各变电站负载，利用现有电源点间隔储备和线路走廊建设新线路，进一步优化了城区配网结构，但仍不能满足电力负荷需求供电可靠性的需求，仍有部分区域由于没有剩余的出线间隔可以利用，严重影响用户的供电可靠性和城市经济的快速发展。

城区配网落后于城市发展除了与电源点本身的建设情况有关外，还和设计时的接线模式与10kV出线间隔的规划密切相关，由于初期考虑负荷较小，因此设计出线间隔也较少，随着城区负荷的不断增长，现有的出线间隔远不能达到要求，由于新的出线无法接出，只能通过不尽合理的电源点供电，严重影响着居民生活和工业生产用电。

目前新乡城区配网用户数量及用电负荷增长过快，由于市区用户对供电可靠性要求高，专线用户较多，对出线间隔的需求自然也就越多，但是由于专线一般负荷较轻，而公用线路多为重载线路，造成10kV线路所带负荷不均，在负荷高峰期，各条线路负荷均比较大，如果受出线间隔所限，没有联络线，将会给重要用户的供电带来压力；由于变电站有限，有的开闭所两路电源进线来自于同一个变电站，上级变电站故障时，双路进线均失去电源。

目前新乡城区主网出线间隔如表1所示。

从表1可以看出，西郊变、段村变、平东变等10kV出线间隔已经完全利用，没有剩余的间隔可以利用；其他几个变电站剩余的间隔也很少，只剩下一个到两个出线间隔可以利用，剩余间隔最多的滨河变也仅仅才4个间隔。

变电站出线间隔不够时，可以采用开闭所供电，开闭所虽然是110kV变电站10kV母线的延伸，具有转供负荷的功能，能够有效地解决110kV变电站出线间隔不足和出线线路过长的问题，在区域配电网中起到电源支撑分配的作用。目前在新乡城区配网中各个开闭所的主接线基本上全部为单母线接线，但是据统计，所有的开闭所间隔的利用率基本上达到了95%，随着负荷的不断增加和对供电可靠性要求的提高，开闭所出线间隔远远不够满足未来负荷发展的需要。

表1 市中心区110kV及以上变电站统计（2011年）

根据新乡城区配网负荷预测可知，未来几年城区负荷增长还会很大，受变电站布点不足的限制，近几年10kV馈线的出线间隔还将存在较大的缺口，给未来新的出线设置和变压器增容带来了障碍，严重妨碍了城区配电的发展，因此应在及时增加新的电源点的基础上，做好出线间隔的规划，满足城区负荷日益发展的需求。

2 出线间隔不够常用的解决方法

在出线间隔不够的情况下，除了采用开关站之外，还可以采用环网柜和电缆分支箱，下面从可靠性、经济性、操作性以及存在的不足之处对环网柜和电缆分支箱进行分析。

2.1 环网柜接线

1）经济性。环网柜占地少，可置于建筑物旁或公路边，不占用户的建筑面积，对于寸土寸金的城区来说，能节约很大费用；环网柜还可作为公用开关站，扩展供电范围，避免后期投资。

2）可靠性。环网柜可以双回路或多回路供电，可靠性较高，能够满足特殊地区的多电源用电需求。

3）操作性。环网柜可以置于建筑物旁或公路边，用户负荷随时接入环网柜，操作以及维护不必进入建筑内，十分方便，可以手动操作，也可以电动操作，十分安全可靠。

4）不足之处。如果外接环网柜，将会造成一个出线断路器控制两个环网柜支路，断路器保护的上下级保护配合非常困难，这是因为出线断路器的保护设置一般为：速断0s，过流0.5s，若环网柜中采用断路器，即使整定为0s速断，由于断路器有一个固有的动作时间，容易造成上级断路器越级跳闸。

2.2 电缆分支箱接线

1）经济性。电缆分支箱可以将主干电缆分成若干小截面电缆，由小截面电缆接入负荷中心，减少了供电半径，节省了大量电缆；电缆分支箱占地少，可置于建筑物旁或马路边，光土地费用就能节省很多资金；电缆分支箱还具有防腐蚀、免维护等优良性能，减少了维修费用。

2）可靠性。电缆分支箱不具有双回路或多回路的供电能力，供电可靠性差，如果出线间隔断路器跳闸，将会造成断电；但是在某些场合下，可以代替环网柜，提高供电的可靠性。

3）操作性。电缆分支箱体积小，可以置于建筑物旁或干脆置于马路边，发生事故不必进入建筑内，操作安全、方便、可靠，目前先进的电缆分支箱具有免维护特性，节省了大量操作。

4）不足之处。电缆分支箱不能直接对每个回路进行操作，容易引起出线间隔断路器跳闸，使电缆分支箱断电。

从上面分析可知，在出线间隔不够的情况下，采用环网柜或者接电缆分支箱，都可以满足基本的供电需求，但是应该结合具体条件决定是外接环网柜还是电缆分支箱。在供电可靠性要求不高的地方，外接电缆分支箱比环网柜经济，这是因为电缆分支箱可以由一路电缆分成几路分支供电，比环网柜节省电缆，占地也更少；如果对供电可靠性要求比较高，应该使用环网柜，它可以在失去一路电源的情况下，还有一路电源供电，并且环网柜还可以实现配网自动化，进一步提高供电可靠性。但是在某些特殊条件下，比如浸于水中时，此时环网柜受到限制，可以使用电缆分支箱代替环网柜，不但能够节约投资费用，而且还能够提高供电可靠性。

3 改进出线间隔的方法

关于出线间隔不够的问题，除了采用传统的外接环网柜或者电缆分支箱之外，笔者认为可以采取以下方法，更好的改进出线间隔不够的情况，

3.1 直接合并间隔

针对出线间隔不够的情况，通常情况下，可通过对一部分出线进行改造，比如由于企业关停导致空置的线路，还有占用出线间隔但是负载率偏低的线路等，在适当的条件下，可以进行合并间隔处理，从而提高间隔利用率。目前新乡城区10kV出线间隔共有13条线路容量小于4000kVA，共占用了三个变电站的13个间隔，应该对小于4000kVA的出线间隔进行合并处理，减少不必要的间隔利用。

3.2 合理进行开闭所规划

随着近年来城市电网用电负荷猛增，基本上已经无剩余的出线间隔可用，当线路走廊受到限制无扩建余地时，宜建设开闭所，它能够有效地解决变电站出线间隔不足和线路过长的问题，而且能很好的解决用户负荷发展不均匀和用户类型多样的问题。

科学地进行开闭所规划，可以减少相同路径的线路数量，可以提高上级变电站出线间隔的利用率，增强各变电站之间的联络，并保证配电网的供电可靠性。在开闭所建设初期应着眼于长远，以有利于以后的规划发展，将负荷集中到开闭所供电，这样可以增加电网框架的灵活性和负荷转供能力。在开闭所的设置上，把容量小于1250kVA的用户接入环网柜，把容量小于3200kVA大于1250kVA的用户接入开闭所，当容量增加到3200kVA以上6300kVA以下时，由变电站专用线供电。

虽然开闭所有很多优点，但是开闭所投资较大，当变电站初期电源点少时，开闭所设置存在着经济性和可靠性的矛盾，再加上土地资源比较稀缺，开闭所的建设可能无法落实。在遇到开闭所站点无法落实的情况下，应该与土地开发商签订开闭所建设协议，预留土地用于建设开闭所，或者让开发商建设开闭所土建部分，供电公司负责电气施工，可以避免建成后电源用地的难题。同时也应该与政府积极合作，协商以后开闭所建设凡涉及到开挖便道和绿化时，政府免收政策性的开挖补偿费用，由供电部门办理相关手续后，自行开挖、自行恢复。

3.3 合理进行环网规划

当布置开闭所有困难时，引入环网柜便于缓解出线间隔紧张问题。对环网接线来说，每一个主环网节点不宜超过8个，一般以6～8个为标准，每一个节点的变压器安装容量不应小于2000kVA，以便节约出线间隔。在单台小变压用户较多的供电区域，可以设置公用环网开关箱作为环网回路的主节点，然后由主环网开关引出的回路装设电缆分支箱向小用户供电。

常用的环网接线对出线间隔消耗非常大，使得电网的安全性和经济性难以保障，这时可以采用4×6网络接线。4×6网络接线是由 4个电源点和 6条手拉手线路组成，任何两个电源点之间都有联络线，当其中任意一个元件或两个元件发生故障时，仍能保证正常供电，4×6网络接线在网络结构上的对称性和联络上的完备性,相比其他环网接线模式，4×6网络接线能节省很大的间隔，在提高供电可靠性、降低网损、节省投资等方面具有明显的优越性，特别适合于高负荷密度供电区域。为了表示4×6网络的优越性，本文从设备利用率、可靠性和电能质量等方面对常见的各种接线进行了对比分析，分析结果如表2所示。

表2 各个环网接线的比较

从表 2可以看出，4×6网络接线的设备利用率和可靠性都比较高。

在做环网规划时，要有超前的眼光，要考虑未来的负荷需求及环网的灵活性，如果根据负载率来配置，那么当某个片区负载率较低时可以采用双电源环网；当负载率超过50%时，同时低于67%时，可以采用三电源环网；当负载率超过67%时，同时低于75%时，可以采用4×6环网；当负载率超过75%时，可以考虑双环网供电。

3.4 采用20kV配电

随着电网建设与土地资源利用的矛盾日益突出，站点和线路走廊用地获取越来越困难。如果用10kV供电，显现出容量小、损耗大、供电半径短、占用出线间隔多等劣势，现有的变电站10kV出线间隔无法满足要求。

为解决城市中心高负荷密度地区供电能力不足和出线间隔不够的问题，可以在新建变电站时，积极谋取更高的电压等级供电，比如采用20kV供电。20kV供电能力和供电范围都比10kV大，当采用相同导线输送相同功率时，20kV供电与10kV供电相比，可以节省出线间隔，还可以降低损耗75%。虽然20kV设备比10kV设备贵，但按容量考虑，除变压器外，其他设备每千伏安的价格都较10kV的少。可见应用20kV供电节约投资，节约土地资源，有利于电网的节能降耗，因此在城市新开发工业园区时，为了节约出线间隔，可以采用 20kV电压等级供电，不但可以提高供电能力，而且可以减少线路走廊。

4 结论

为了解决新乡城区配网出线间隔不够的问题，本文提出了几种改进出线间隔的方法。截止到目前，新乡供电公司通过不懈努力，通过与土地开发商签订开闭所建设协议，在某种程度上缓解了新乡城区配网出线间隔不够的问题，但是在新乡城区经济建设不断发展的新形势下，出线间隔如何改进是需要不断探索的问题，亟待以更新的视角进行配网的建设及改造。

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