梁艮大

摘 要：隨著城鎮(zhèn)一體化建設(shè)的模式不斷深入推進(jìn)，用戶對(duì)于配電網(wǎng)的供電可靠性要求越來(lái)越高，這無(wú)疑是對(duì)城鎮(zhèn)供電線路的鋪設(shè)以及建設(shè)的一項(xiàng)重大的考驗(yàn)。上世紀(jì)九十年代初，國(guó)家有關(guān)部門就對(duì)中壓配電網(wǎng)的適用范圍進(jìn)行了規(guī)定，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，配電系統(tǒng)應(yīng)該以環(huán)式供電為主。文章主要針對(duì)廣東省恩平市君堂鎮(zhèn)10kV環(huán)網(wǎng)供電方式的配置、參數(shù)以及接線模式等進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的建議，以期達(dá)到優(yōu)化城鎮(zhèn)中亞環(huán)網(wǎng)供電方式的目的。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)；中壓環(huán)網(wǎng)供電；方式探討

前言

君堂鎮(zhèn)位于廣東省恩平市東部，東鄰開平市百合鎮(zhèn)，南與東成鎮(zhèn)接壤，西接牛江鎮(zhèn)，北與沙湖鎮(zhèn)交界。下轄20個(gè)村（居）委會(huì)，自然村320條，常住人口4.8萬(wàn)，現(xiàn)有用電戶25000戶，近年來(lái)，供售電量持續(xù)快速增長(zhǎng)，2014年達(dá)8.9億千瓦時(shí)，連續(xù)兩年位居江門地區(qū)75個(gè)供電所首位。

君堂鎮(zhèn)是著名的僑鄉(xiāng)之一，華僑及港澳臺(tái)同胞分布在35個(gè)國(guó)家及地區(qū)。地理位置優(yōu)越，是江門地區(qū)重要的交通樞紐，G15沈海高速和G325國(guó)道貫穿全境，鎮(zhèn)工業(yè)園建在國(guó)道旁，從工業(yè)園到沙湖鎮(zhèn)扁沖出口僅1.5公里，交通十分便利。君堂鎮(zhèn)是由原來(lái)江洲鎮(zhèn)與原君堂鎮(zhèn)合并的大鎮(zhèn)，由于歷史原因，不但以錦江河為界形成的一江兩岸兩墟鎮(zhèn)格局一直都改變不了，配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也基本保持原有格局，目前，君堂鎮(zhèn)共有10千伏線路41回，其中專用線路31回，公用線路10回，全部都是單復(fù)射線路。與君堂鎮(zhèn)配電網(wǎng)有直接關(guān)系的變電站有3座，分別是110kV君堂站、220kV圣堂站和110kV馬坦站，三座變電站呈三角形排列，站點(diǎn)之間直線距離不超過(guò)8公里，三站之間并未建有10kV聯(lián)絡(luò)線路，環(huán)網(wǎng)率為0%，供電可靠性比較差。單輻射型線路不利于線路故障或檢修情況下負(fù)荷的轉(zhuǎn)帶。針對(duì)這些問(wèn)題，在“一鎮(zhèn)一冊(cè)”規(guī)劃中提出線路電源點(diǎn)的建設(shè)及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整方案，通過(guò)3-5年農(nóng)村電網(wǎng)改造有規(guī)劃地進(jìn)行改造，不斷優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高線路環(huán)網(wǎng)率和供電可靠性。

1 環(huán)網(wǎng)接線配置的選擇

結(jié)線方式分為單母線不分段接線、單母線兩分段帶分段開關(guān)結(jié)線以及單母線兩分段不帶分段開關(guān)結(jié)線，提供保護(hù)功能的設(shè)備有斷路器和負(fù)荷開關(guān)以及熔斷器。

其中，第一類開閉所由斷路器配置二次保護(hù)，一般綜合單價(jià)為8萬(wàn)到10萬(wàn)元/單元，主要構(gòu)成包括：真空斷路器柜、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)測(cè)控裝置以及電源等。開關(guān)柜單元各尺寸最大值分別為：長(zhǎng)0.98米，寬0.625米，高1.85米，配置范圍為8單元到12單元，采用的故障電流分段方法為“過(guò)流、速斷”，針對(duì)已有光纖通信網(wǎng)的城市中10kV高壓配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用這種組合構(gòu)成的開閉所需要配置高級(jí)保護(hù)（縱差動(dòng)等）從而提高靈敏度以及縮短設(shè)備故障時(shí)所承受的熱、動(dòng)穩(wěn)定電流時(shí)間。

第二類開閉所由負(fù)荷開關(guān)（配置熔斷器）保護(hù)，主要構(gòu)成為空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜以及SF6充氣絕緣柜，SF6充氣絕緣柜的各尺寸最大值分別為長(zhǎng)0.86米，寬0.375米，高1.6米，配置范圍為5單元到6單元之間，單價(jià)高于空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜，但低于上述第一類開閉鎖，這類開閉所無(wú)二次保護(hù)裝置，通過(guò)熔斷器或上一級(jí)變電站出線斷路器進(jìn)行故障的切除，實(shí)際的電纜線的開閉所設(shè)備推薦使用這種組合。

第一類開閉所設(shè)備與第二類開閉所設(shè)備相比，第一類開閉所運(yùn)行中斷路器在絕大多數(shù)時(shí)候只起到了負(fù)荷開關(guān)的作用，出現(xiàn)線路故障時(shí)，第一類的保護(hù)裝置不容易和上一級(jí)的變電站相協(xié)作，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)越級(jí)跳閘的現(xiàn)象，針對(duì)這種不便的現(xiàn)象，采用第二類小型開閉所，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，性價(jià)比高。

此外，絕大多數(shù)環(huán)網(wǎng)要求接線開關(guān)帶負(fù)荷分線路以及負(fù)荷線路，所以一般聯(lián)絡(luò)開關(guān)選擇為負(fù)荷開關(guān)。

2 環(huán)網(wǎng)接線方式與開閉所的組合

2.1 “N供1備”單環(huán)網(wǎng)接線開閉所的配置

2.1.1 電網(wǎng)“2減1”單環(huán)網(wǎng)接線模式

電網(wǎng)“2減1”環(huán)網(wǎng)接線模式又稱“手拉手”接線模式，如圖1所示，這種接線模式使用于供電區(qū)域的負(fù)荷密度較低，例如城市郊區(qū)等地方，這種接線模式的電纜線路利用率較低，所配置的開閉所數(shù)目較少，且容量較小，同時(shí)，這種環(huán)網(wǎng)接線模式的進(jìn)出線單元也較少，當(dāng)負(fù)荷密度上升時(shí)，能夠衍生改組成為“雙電源雙輻射”或者“N供1備”接線方式，達(dá)到節(jié)省或者延緩新建聯(lián)絡(luò)開閉所的效果。

2.1.2 “2供1備”單環(huán)網(wǎng)接線模式

在負(fù)荷密度達(dá)到“2減1”環(huán)網(wǎng)接線模式無(wú)法接入時(shí)，可以采用的改進(jìn)方案為，優(yōu)先采用衍生形成的“2供1備”接線方式，此外，也可以通過(guò)把“2減1”接線在聯(lián)絡(luò)點(diǎn)處分開接入兩個(gè)電源，使原先的“2減1”形成兩個(gè)“2減1”接線，這樣的優(yōu)勢(shì)在于，相較于重新建立一環(huán)“2減1”回路來(lái)說(shuō)，節(jié)省了出線間隔以及環(huán)網(wǎng)線路，提高了線路負(fù)載率，其次，當(dāng)負(fù)荷密度進(jìn)一步上升的時(shí)候，能夠衍生改組形成“3供1備”環(huán)網(wǎng)結(jié)線方式，縮短了改組環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)的停電時(shí)間，節(jié)省了投資、同時(shí)為衍生網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.1.3 “3供1備”單環(huán)網(wǎng)接線模式

同上，在負(fù)荷密度繼續(xù)增大時(shí)，“2供1備”接線方式的饋線負(fù)載率（67%）無(wú)法滿足需求時(shí)，需要進(jìn)行衍生形成“3供1備”或者“4供1備”接線（75%到80%）。

對(duì)于“N供1備”接線方式來(lái)說(shuō)，N的大小將隨著供電區(qū)域的負(fù)荷密度上升而上升，“N供1備”的母線可以出自同一座變電站的兩段不同母線，將開閉所或者開關(guān)點(diǎn)設(shè)置在線路負(fù)荷相對(duì)均分的地方。

對(duì)于“N供1備”接線中的“1備”專用電纜線路，應(yīng)設(shè)置開閉專用“1備”聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，當(dāng)線路運(yùn)行正常的情況下，盡可能地減小“1備”所帶的負(fù)荷，可以通過(guò)使用聯(lián)絡(luò)單元轉(zhuǎn)帶部分主供線路上的負(fù)荷以降低線路損耗以及運(yùn)行的最高負(fù)荷，提高電纜的使用壽命，但是會(huì)帶來(lái)檢修以及故障處理工作的麻煩。

在環(huán)網(wǎng)接線的電源點(diǎn)位置恰當(dāng)，供電區(qū)域形成大于“3供1備”單環(huán)網(wǎng)接線方式時(shí)，基于這種趨于成熟的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)供電區(qū)域環(huán)網(wǎng)線路的發(fā)展規(guī)劃來(lái)進(jìn)行開閉所的配置。

2.2 “3分段2聯(lián)絡(luò)”環(huán)網(wǎng)接線模式開閉所的配置

對(duì)于供電區(qū)域的負(fù)荷密度已經(jīng)達(dá)到相對(duì)飽和狀態(tài)并對(duì)于供電可靠性有較高要求時(shí)，把“N供1備”接線衍生改組形成能夠互為備用的“多分段多聯(lián)絡(luò)”單環(huán)網(wǎng)接線式，圖2為“3分段2聯(lián)絡(luò)”的接線模式圖，正常情況線路的負(fù)載率能夠達(dá)到67%，這時(shí)候的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)大致成熟，載流量基本為最大值，如果仍然需要增加負(fù)荷，就要進(jìn)行環(huán)網(wǎng)的新建。

2.3 雙電源雙環(huán)網(wǎng)接線

對(duì)于必須保證不間斷供電以及重要負(fù)荷密集的供電區(qū)域所使用的環(huán)網(wǎng)供電方式為雙電源雙環(huán)網(wǎng)供電方式，雙電源雙環(huán)網(wǎng)接線可靠性很高。

當(dāng)單環(huán)網(wǎng)衍生形成雙電源雙環(huán)網(wǎng)接線的時(shí)候，可利用兩個(gè)小型5單元到6單元開閉所進(jìn)行改組，雖然會(huì)造成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不清晰，但是能夠減少新建環(huán)網(wǎng)大型開閉所的投資，減輕電纜敷設(shè)工作的負(fù)擔(dān)。

綜上所述，“手拉手”的接線模式是“N供1備”和“雙電源雙環(huán)網(wǎng)”以及“多分段多聯(lián)絡(luò)網(wǎng)格式”環(huán)網(wǎng)接線的基礎(chǔ)，在供電區(qū)域的負(fù)荷密度不斷上升的時(shí)候，應(yīng)該針對(duì)配電環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的開閉所的配置，在設(shè)計(jì)的時(shí)候也應(yīng)該重視備用線路的預(yù)留，在“手拉手”接線模式上進(jìn)行基礎(chǔ)接線模式的衍生改良，相對(duì)于重新建立一環(huán)新的環(huán)網(wǎng)路線來(lái)說(shuō)，節(jié)省了投資，也減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)。

3 君堂鎮(zhèn)配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)規(guī)劃方案

（1）針對(duì)君堂變電站現(xiàn)已無(wú)10kV線路出線剩余間隔問(wèn)題，建議核實(shí)君泥線、君江線、陶瓷線、新城二線四回已處于冷備用的用戶用電情況，如長(zhǎng)期無(wú)用電計(jì)劃將其出線間隔改為備用，提高出線間隔利用率。

（2）優(yōu)先審批220kV圣堂站10kV江水線延伸接通江洲線墟鎮(zhèn)支線并與110kV君堂站波頓線聯(lián)絡(luò)方案（新建線路550米），實(shí)現(xiàn)“手拉手”的接線模式。一可以提高江洲墟鎮(zhèn)、君堂墟鎮(zhèn)一江兩岸大型商住區(qū)域供電可靠性，二可以利用江洲線分擔(dān)解決福堂線（現(xiàn)裝見容量11500kVA）業(yè)擴(kuò)受限問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)君堂鎮(zhèn)農(nóng)網(wǎng)可轉(zhuǎn)供電率20%。

（3）改造110kV君堂站堡城線西園支線300米線路并使之與沙湖鎮(zhèn)110kV馬坦站米園線連接，可轉(zhuǎn)供電率達(dá)到30%。

（4）新建線路230米，使220kV圣堂站10kV高平線通過(guò)琴時(shí)山支線與110kV沙湖站10kV牛江線聯(lián)絡(luò)，可轉(zhuǎn)供電率達(dá)到40%，在高平線牛欄支線與江洲線墟鎮(zhèn)支線之間新建線路100米聯(lián)通，使兩墟鎮(zhèn)達(dá)到兩供一備水平。

（5）調(diào)整110kV君堂站兩回冷備用線路，讓10kV新城線成為110kV君堂站110kV馬坦站站間聯(lián)絡(luò)線并同時(shí)與黎塘線聯(lián)絡(luò)，可轉(zhuǎn)供電率提高到50%。

（6）改造110kV君堂站10kV誠(chéng)泥線并與220kV圣堂站10kV福塘線聯(lián)絡(luò)，可轉(zhuǎn)供電率提高到60%。

（7）由于君堂線與波頓線同桿架設(shè)，在#36加裝聯(lián)絡(luò)開關(guān)使之聯(lián)絡(luò)，可轉(zhuǎn)供電率就達(dá)到70%。

（8）從110kV君堂站沿10kV鰲站乙線（雙回設(shè)計(jì)單回架設(shè)）新出一條10kV均安支線，解決清湖線U形迂回供電模式，降低清湖線因用戶數(shù)多（6870戶）容易發(fā)生四級(jí)事件機(jī)率并與110kV平富崗站通過(guò)10kV東成線與10kV清湖線、10kV新塘線聯(lián)絡(luò)，可轉(zhuǎn)供電率就達(dá)到100%。

對(duì)于城鎮(zhèn)中壓環(huán)網(wǎng)供方式，要求環(huán)網(wǎng)內(nèi)的開閉所配置的進(jìn)出線單元應(yīng)該控制在6單之內(nèi)為佳，對(duì)于開閉所的容量也進(jìn)行了限制，當(dāng)供電區(qū)域的負(fù)荷密度上升時(shí)僅僅需要對(duì)母線進(jìn)行改造，這樣的改造方式顯著地降低了鋪設(shè)線路的實(shí)施難度，節(jié)省了環(huán)網(wǎng)線路以及線路鋪設(shè)的成本，同時(shí)奠定了供電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)健康發(fā)展的良好基礎(chǔ)。

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