方 敏，吳天鋼

(海寧市供電局檢修建設工區(qū)，浙江海寧 314400)

0 引言

我國大部分城市在以往的很長一段時間內都采用10 kV作為中壓配電網的主網.隨著我國工業(yè)化進程的加快以及城市發(fā)展需要，配電電壓等級引入20 kV，從提高配電網的容量，降低線路上的電壓損失，增大配電網的供電半徑，降低線損等方面分析，20 kV電壓等級都比10 kV等級具有更大的優(yōu)勢.而且，解決城鎮(zhèn)中心高負荷密度區(qū)域供電困難的措施，只能是提高中壓配電網的電壓等級[1］.

浙江省從2009年開始建設20 kV配網，2010年3月19日，嘉興地區(qū)首條20 kV公用線路(20 kV聞瀾D5332線)正式投運.3月23日，全省首個20 kV用戶掛線運行.以嘉興地區(qū)為例，依據(jù)目前縣域電網的現(xiàn)狀和城市的總體規(guī)劃，可將供電區(qū)域劃分為10 kV供電區(qū)域、20 kV新建供電區(qū)域、20 kV與10 kV混供區(qū)域.嘉興老城區(qū)的電力負荷增長已趨穩(wěn)定，10 kV配網布局完善，已形成手拉手環(huán)網接線、開環(huán)運行的成熟網絡，對其原有配網大規(guī)模改造代價太大.新建的工業(yè)園區(qū)，如尖山新區(qū)，規(guī)劃用電負荷密度大，原有配網結構較小也不完善，比較適合采用20 kV區(qū)域供電，且改造所需投資不大.老工業(yè)、老城鎮(zhèn)地區(qū)，如海寧鹽倉農發(fā)區(qū)，10 kV配網已具有一定規(guī)模，但已不能適應當前負荷的發(fā)展，新客戶采用20 kV接入，老客戶對其電壓等級升壓改造，逐步過渡.

1 混合運行的安全風險分析

由于部分地區(qū)配網電壓升壓改造過程中，有較長時間存在20 kV、10 kV共同供電的現(xiàn)象，即混合運行現(xiàn)象，這勢必帶來一些實際困難及安全問題[2］.

1.1 混合運行造成供電可靠性下降

混合運行使供電可靠性下降的情形有兩種.一種是在新建20 kV配電網初期，20 kV電網必定是孤立的，即與原來10 kV配網完全割裂，無法互供，不能滿足N-1(注:N-1準則是指正常運行方式下電力系統(tǒng)中任意一元件無故障或因故障斷開后，電力系統(tǒng)應能保持穩(wěn)定運行和正常供電，其他元件不過負荷，電壓和頻率均在允許范圍內)的要求，造成供電可靠性下降.

由于新建變電站與原有變電站之間中性點接地方式不同，也造成新舊變電站不能并列運行[3］.

另一種情形是在變電所內20 kV電源改造時，往往采用原有110 kV變電所內新安裝1臺主變壓器，低壓側為20 kV電源的方法.這樣一來，變電所內就存在不同電壓等級的設備，造成兩段母線之間不能通過母聯(lián)開關進行聯(lián)絡.而為了保證供電可靠性，又往往會采取通過聯(lián)絡變在兩段母線間形成聯(lián)絡的措施，使10 kV側主變全停時，可以用20 kV的出線降壓運行帶10 kV母線;同時，在20 kV側主變全停時，又可以用10 kV的出線升壓運行帶20 kV母線.對于后面一種升壓運行方式，當發(fā)生20 kV出線接地故障時，聯(lián)絡的零序電壓保護會切斷20 kV母線，造成20 kV母線失電，帶來很大的安全隱患.另外，這種運行方式，也容易帶來運行操作的安全風險問題[4］.

1.2 混合運行存在操作安全隱患

混合運行期間，必然要對原有裝置進行改造.在這個過程中，會存在同一通道內10 kV、20 kV同桿雙回路的架設，及同一房間存在10 kV、20 kV母線共存的現(xiàn)象.這種不同電壓等級的裝置在同一操作場所共存的現(xiàn)象，埋下了操作人員容易走錯間隔的安全隱患.

在設備進行升壓改造時，將按20 kV裝置進行建設施工.但由于電源、用戶改造等一般會相對滯后，為了保證正常供電，必然要采取降壓運行，工作時，就容易發(fā)生未使用相應電壓等級的安全工器具進行作業(yè)，容易造成設備工作狀態(tài)的誤判，從而埋下安全隱患.如帶電顯示器因感應電壓降低，可能無法正常顯示等，容易引起電力設施損壞，甚至人員傷亡的嚴重事故.

1.3 用戶側配變改造后的安全風險分析

對于用戶側配變已改成雙抽頭變壓器時，為了保證配變低壓側送出電壓的安全合格，會對分接開關做相應的操作.但操作時應該注意以下問題:

(1)高壓側10kV電源，如分接開關打在20 kV側，則會造成配變電壓側電源降低為正常值的一半，即190 V，造成計量裝置、設備的工作電壓不正常，但不會造成設備的損壞.

(2)高壓側20 kV電源，如分接開關打在10 kV側，則會造成配變電壓側電源為正常值的2倍，即760 V，造成計量裝置、低壓設備損壞，配變的高壓側直接因為高電壓瞬間燒壞.

2 混合運行的對策和控制措施

針對10 kV和20 kV混合運行存在的風險問題，采取一些有效的控制措施，可以防止事故的發(fā)生.

2.1 線路結構的選擇

為了提高混合運行期間20 kV配電網的可靠性，對新建的20 kV線路可采取多分段的結構;在電源點附近或相鄰的20 kV線路，通過就近聯(lián)絡、多聯(lián)絡等方式，形成網格型接線(橋型接線).選擇合適的配網自動化，線路上采用帶保護的柱上斷路器，通過配合變電所出線開關和重合閘合理控制故障影響范圍，縮短故障查找時間，以提高和滿足供電可靠性要求.

2.2 中性點接地方式的選擇

為了便于不同變電站之間線路的聯(lián)絡和轉供負荷的需要，在同一供電區(qū)域盡量統(tǒng)一變電站主變中壓側中性點接地方式.如供電區(qū)域間的中性點接地方式不同，則規(guī)定不準合環(huán)運行;小電阻接地方式的供電區(qū)域最好不要和消弧線圈接地方式或不接地方式的供電區(qū)域互聯(lián);通過升壓運行的20 kV線路不準與正常運行的20 kV線路進行聯(lián)絡[2］.而對于聯(lián)絡變來說，因為有升壓、降壓兩種運行方式，使得它們的保護配置和整定是不相同的，特別是20 kV相較于10 kV保護，增加了零序過流保護和零序過流加速保護等保護配置，所以必須在進行傳動試驗后，才能投入運行.

2.3 保護的配置

對于10 kV、20 kV系統(tǒng)的保護整定與運行，要兼顧靈敏性、速動性和選擇性.低電阻系統(tǒng)設備發(fā)生單相接地故障時，本設備的保護應能可靠切除故障，允許短延時動作，但保護動作時間必須滿足有關設備熱穩(wěn)定要求.只有當本設備保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備的保護切除故障.

因20 kV較10 kV配網在保證相同功率輸送的同時，其輸送距離更遠，供電面積更大，所以，20 kV對整定的要求更為嚴格，要考慮的整定范圍更大.對于一般的低后備保護、所用變保護、母分保護、電容器保護，20 kV比10 kV多了零序過流保護;對于一般的線路保護，20 kV比10 kV多了零序過流保護、零序過流加速保護;除此之外，20 kV若有接地變，還要求配制接地變保護.

2.4 標識的添加

為了防止10 kV、20 kV在狹小區(qū)域內共存情況下誤走間隔，可以采取一些醒目的標記，以便于識別并引起注意.

對于10 kV、20 kV同桿架設的線路，線路設備在命名時，必須在最前位置標注電壓等級，線路編碼上加一個統(tǒng)一的英文字母“C”，如20 kV·C721線、金牛開閉所20 kV·CK123線，使得運行人員在看到設備命名時，就能清楚地注意到20 kV電壓等級與10 kV電壓等級設備的區(qū)別.另外，也可以通過顏色加以區(qū)別，對于10 kV、20 kV同桿架設的線路，可以把橫擔油漆成醒目的顏色，比如紅色，以示區(qū)別.

在進行檢修作業(yè)時，可通過發(fā)放相應顏色的登桿作業(yè)卡來識別.在變電所內，除了設備命名上的區(qū)別，還可以通過一次模擬圖的顏色區(qū)別、設備的五防系統(tǒng)、絕緣墊的顏色警示等進行防范，從模擬操作、核對命名、電子解鎖、站上相應的絕緣墊等多個環(huán)節(jié)來防止走錯間隔.

2.5 20 kV降壓運行時的主要防范措施

在升壓建設過程中，出現(xiàn)20 kV裝置降壓運行時的防范措施主要有以下幾種.

(1)嚴格驗電器的電壓等級管理

在線路上驗電時，除了要核對設備命名，必須采用相應電壓等級的驗電器，避免用20 kV電壓等級的驗電器去驗10 kV設備，造成感應電壓不足，驗電器無法發(fā)光、發(fā)聲.還應做好安全工器具的領用識別工作，作業(yè)人員依據(jù)工作線路的電壓等級，領用相應電壓等級的安全工器具，驗電器、接地線還應保持有效的長度.

(2)及時更換帶電顯示器

對降壓運行的環(huán)網柜進行驗電時，為了保證帶電顯示器的正常工作，要么更換帶電顯示器，由20 kV專用的DXN2－T24更換為DXN2－T，或通過降低感應電壓，可實現(xiàn)帶電顯示器的正常顯示.

(3)對于降壓運行的線路，主要還是核對線路的命名、標示、瓷瓶的顏色.

2.6 建立驗收卡制度和項目負責制

為了用戶側配變改造后供用電的安全與可靠，完全有必須通過組織措施來加以保證.如，采取設備升壓改造驗收卡制度，在設備送電之前，依據(jù)驗收卡上的驗收項，包括電源、分接開關、總閘刀狀態(tài)等逐項核對驗收，由施工單位、運行單位、用戶共同驗收簽字后，方能進行送電操作.

線路升壓改造，須實施項目負責制.運檢工區(qū)項目組對升壓項目進行全方位的監(jiān)控，負責從設計、審核、施工方案、中間驗收、施工、竣工驗收、送電等環(huán)節(jié)進行把關.

2.7 主要運行技術指標要求及注意事項

(1)20 kV線路對其他設備、建筑物的安全距離較之10 kV線路的要求要高.如，10 kV線路在居民區(qū)對地安全距離為6.5 m，而20 kV為7.0 m.與帶電線路設備的安全距離，則主要參照35 kV的標準.因此在混供區(qū)域進行交跨測量時，應注意標準的變化.

(2)防雷與接地.目前的20 kV線路大多采用防雷絕緣子，因此，必須保證接地的可靠性，對接地電阻的運行要求也要高，應不大于4 Ω，而10 kV桿塔接地電阻的要求則是不大于10 Ω.

(3)設備的絕緣要求，必須比10 kV的要求高1倍.

(4)絕緣子防污的標準相應提高.由于中性點為小電阻接地系統(tǒng)，需要滿足防止單相接地的泄漏比距，故其爬電距離大于640 mm/20 kV.

⑤ 對線路的預防性檢查、維護周期則參照10 kV線路的要求，桿塔、配電設備的外觀檢查、導線馳度的平衡情況也與10 kV相同.

3 結語

20 kV配電網電壓升壓改造過程中，將長期存在10 kV和20 kV混合運行的現(xiàn)象，這給供電區(qū)域的安全運行帶來了很大的困難.面對在升壓過程中的變化情況，需要嚴格遵守施工驗收的組織措施，認真執(zhí)行相關的技術規(guī)范來加以保證;同時通過不斷的改進建設、提高運行水平來改善20 kV配電網的安全、穩(wěn)定運行，確保構建更加堅強、性能更優(yōu)的中壓配電網的網絡結構，為進一步提高我國電網的供電可靠性和電能質量打下堅實的基礎.

[1]姜 寧.南京電網推廣應用20 kV電壓等級的探索與實踐[J］.供用電，2009，26(1):18 －21.

[2]杜 平.20 kV中壓配電的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析[J］.機電工程技術，2011，40(7):139 －141.

[3]鄭孝東，鄒 剛.在配電網中推行20 kV配電電壓的可行性研究[J］.電氣技術，2011(4):1 －5.

[4]黃海清.10 kV配電網升壓到20 kV配電網過渡方案的探討[J］.科技傳播，2010(21):145 －146.