10kV供配電線路的配置及線損分析

（神華準格爾能源有限責任公司供電公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

10kV供配電線路的配置及線損分析

欒 暉

（神華準格爾能源有限責任公司供電公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

10kV供配電線路配置質量的好壞，決定了整個電網(wǎng)供電的安全性和穩(wěn)定性。但是現(xiàn)階段我國電網(wǎng)在10kV供配電線路配置上還存在某些問題，電網(wǎng)故障時有發(fā)生，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，需對線路配置進行合理安排。文章基于神華準能公司居民住宅小區(qū)10kV供配電線路配置的特點，以及周邊城鎮(zhèn)10kV供配電線路配置情況，論述線路的配置方法以及線損防護的分析。

10kV供電線路；配置方法；線損防護

隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展擴大，在10kV供配電系統(tǒng)的配置上不僅要考慮供電區(qū)域用電負荷、供電可靠性，經(jīng)濟實用性也要有所考慮。目前居民住宅小區(qū)配電系統(tǒng)與周圍建筑、通訊等管線間相互影響的矛盾也凸顯出來，這就需要供電企業(yè)做好居民住宅小區(qū)的供配電設計工作，滿足現(xiàn)代人們對電力供應能力不斷增長的需求。做好10kV供配電線路配置工作，首先應當明確首要目標，將住宅小區(qū)電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)穩(wěn)定下來，完善線路配置工作。

一、10kV供配電線路的特點

10kV供配電線路的結構比較復雜，不具備一致性特點，有些住宅小區(qū)存在用戶專線，一根電線只供一個住房居民使用。一般只有在居民住房數(shù)量不多的高檔小區(qū)內才能使用這種配線方式。不同住宅小區(qū)10kV供配電系統(tǒng)改造和新建工程線路配置工作中會遇到各式不同問題。對于輸電線路來說，一般情況下都是呈放射狀，部分也有串接方式，這主要是為了同時連接多臺變壓器，這些變壓器位于一條電線的各個分支上。稍短的線路有幾百米，較長的線路可以達到幾千米，有的多條線路可以相互環(huán)帶。在我國的供配電工程中存在110kV變電站、35kV變電站和10kV變電站，這些不同種類變電站的配出線路也不相同。有的線路上變壓器的容量很小，通常不會超過100千伏安，有的線路上變壓器的容量非常大，通常會達到幾千千伏安。有些線路在功能保護方面屬于最末級保護水平，有些線路上安裝了用戶變電站和開關站，這些特點都是需要根據(jù)實際情況的需求來設定，所以在配置過程中，工作人員對保護方式的選擇非常重要。

二、10kV供配電線路的配置基本原則

1可靠性原則

10kV供配電線路配置應當具有可靠性，當電氣元件發(fā)生運行故障時，智能控制系統(tǒng)一般會彈出退出運行的指令。這時就需要線路上配置的保護裝置將系統(tǒng)指令切除，在不影響其它電氣元件正常運行的狀態(tài)下將發(fā)生故障的電氣元件盡快修理，并重新投入使用。

2靈活操作原則

10kV供配電線路配置應當具有靈活操作的特點，在諸多斷路器中，如果有一臺斷路器因故障不能正常運行時，檢修人員需要將故障斷路器退出運行狀態(tài)并開展檢修工作，這時倒閘操作的供電電源就不會因其它斷路器的運行或變壓器運行造成干擾。所以就可以在不影響其它斷路器正常運行的狀態(tài)下將發(fā)生故障的斷路器盡快修理，并重新投入使用。

3接線技術簡單標準原則

10kV供配電線路配置應當具有接線技術簡單的特點，在線路總體設計過程中不能將線路配置和線路結構設計得太復雜、繁瑣，這樣會不利于后續(xù)檢修工序的開展。

4供給保證原則

10kV供配電線路配置應當具有供給保證特點，在對線路配置過程中應結合當?shù)仉娏Σ块T有關經(jīng)濟技術或者經(jīng)濟生產與用電居民的生產工藝需求。必須保證線路配置在可靠、安全的范圍內，持續(xù)提供電能。

5經(jīng)濟原則

10kV供配電線路配置應當具有經(jīng)濟特點，在對線路配置設計或在選擇變配電站主接線過程中，在保證了供電質量的前提下，盡可能地降低運行成本、最大限度地符合經(jīng)濟原則，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。

三、10kV供配電工程線路配置方法

1 10kV供配電線路的結構

隨著時代的發(fā)展，人們對供電能力和質量的要求越來越高，傳統(tǒng)的供電模式（輻射狀單電源結構）已不能滿足人們的需求，所以現(xiàn)在一般采取雙電源并行或客戶雙電源進線加備自投的方式。這種配置方式運行效果比較好，但是相應的投資成本很高，在后期的改建過程中工作量比較大，這種方式不適合一般城鎮(zhèn)使用。另一種配置方式主要是從兩個不同的變電站或同一變電站不同母線段中出線的配電，一路在終端處使用聯(lián)絡開關聯(lián)絡，中間使用分段開關將兩者分開。正常情況下，聯(lián)絡開關處于斷開狀況，分段開關處于閉合狀況，一旦發(fā)生故障現(xiàn)象，系統(tǒng)就會自動切除出現(xiàn)故障的供電段線路，沒有發(fā)生故障的供電段線路會使用另外一個變電站或變電站的另一段母線提供電能。在配置過程中，分段開關的數(shù)量會隨著線路長度的變化而變化，一般情況下，較長線的分段開關較多，較短線的分段開關較少。分段開關數(shù)量越少，線路發(fā)生故障時，處于停電狀態(tài)中的住宅用戶數(shù)量就會越多。分段開關數(shù)量越多，線路發(fā)生故障時，處于停電狀態(tài)中的住宅用戶數(shù)量就越少，整個供配電線路的運轉更為靈活，不過運行這種方式，在檢修過程中使用的時間比較長，而且檢修時間會隨著分段開關數(shù)量的增多而變長，所以相應的檢修成本比較高。總而言之，這種線路配置方式的投資金額較少，對解決線路問題有較為明顯的效果，這種方式適用于一般城鎮(zhèn)。

2線路相序

在雙電源配電網(wǎng)中，電網(wǎng)的聯(lián)絡、分段開關操作、解決故障、恢復正常運行這個過程中，供電電源發(fā)生變化，線路相序也要發(fā)生相應的變化。線路相序應當將一個主供變電站作為整個線路的電源，背向變電站，相序應當按照從左向右或者從上到下的順序進行，并標上編號A、B、C相，直到另一個變電站。現(xiàn)階段，使用的變電站一般是中置柜，電纜出線的方式與站外線路連接，這樣對相位變化的調整更加方便，如果存在架空出現(xiàn)的變電站，就應當將電源側背向變電站的順序進行設置。

3線路走廊

在進行線路走廊配置時，應當與當?shù)氐慕ㄔO部門協(xié)商，根據(jù)建設部門的規(guī)定來開展。架空線路一般情況下線路走廊普遍沿著城市道路的方向架設、處于人行道的位置，在配置過程中碰到了不

可抗力阻礙，也可以在城市綠化帶的位置進行。這樣設計，主要就是為了美觀、大方，而且不會與通訊線路發(fā)生沖突而影響通訊質量。另外，目前許多城鎮(zhèn)住宅小區(qū)，越來越多的采用地埋電纜的方式進行線路敷設，其線路走廊配置更需要與當?shù)爻墙ú块T溝通，避免與通訊、供水供暖等管線網(wǎng)絡發(fā)生沖突或相互影響，造成供電穩(wěn)定性下降。

4導線選擇

現(xiàn)代城市中繁華區(qū)域多運用電力電纜，其受地上建筑影響較小，不影響城市外觀美化，適用于短距離線路10千米內的供配電網(wǎng)絡中使用，在實際運用中提高了電力系統(tǒng)的可靠性。但這種方式的造價很高，并且在后續(xù)的故障排查和檢中存在諸多不便之處。對于長距離供配電系統(tǒng)目前多采用架空線路與電力電纜相結合使用的方式，電力電纜用于城市繁華區(qū)域和進入住宅小區(qū)與配電系統(tǒng)連接。架空線路有造價低、便于施工的特點，同截面的架空導線和電力電纜相比，架空導線的載荷能力要高于電力電纜，適合遠距離傳輸。目前城市周邊區(qū)域多使用絕緣架空線，絕緣架空線存在兩種類型，一種是輕型，另一種是普通型。輕型絕緣架空線之所以具備重量輕的特點，就是因為其外表的絕緣層比較薄；普通型的絕緣架空線的重量就較重，但是外表的絕緣層也比較厚。在使用過程中需要結合實際情況和絕緣線的特點選擇絕緣架空線。

5架空線路桿塔和基礎

一般情況下，受力桿的T接、耐張桿和轉角，在拉線安裝上容易受到地域、周邊環(huán)境限制，采用鋼管塔更為適合。直線桿應按照荷載的數(shù)量來選擇相應的彎矩混凝土桿，在選用混凝土桿時，應結合線路的重要性和實際情況，可選用預應力混凝土桿或普通混凝土桿。對于同桿架設多條線路，應根據(jù)所架設線路數(shù)量選用合適的混凝土桿，甚至是鋼管塔。鋼管塔按地基分類有兩種，分別是淺埋式和深埋式，城市中鋼管塔基礎多采用深埋灌注樁和人工開挖的施工工藝。在桿塔和基礎設計施工中要做好桿塔的接地，受城市環(huán)境的影響，不應長距離設接地極，所以在基礎的設計和施工上要保證接地良好，接地電阻符合規(guī)定值。

6變壓器的保護配置

（1）O.4MVA及以上數(shù)臺并列運行的變壓器和作為其他負荷備用電源的單臺運行變壓器，根據(jù)實際可能出現(xiàn)過負荷情況，應裝設過負荷保護，動作于信號，視其過負荷能力決定其運行時間。

（2）變壓器的過電流保護是根據(jù)被保護變壓器的最大工作電流來整定它的動作電流的。過電流保護一般都會有一定的動作時限，是其后備保護。

（3）為了防止變壓器發(fā)生短路故障加裝變壓器電流速斷保護。規(guī)程規(guī)定電壓在10kV及以下、容量在10MVA及以下的變壓器采用電流速斷保護。變壓器電流速斷保護的動作值是按照被保護變壓器的短路電流的大小來整定的，當短路電流超過了事先整定的動作值時，電流速斷保護發(fā)生動作，各側斷路器跳閘從而保護變壓器。而對于小容量的變壓器而言，當靈敏系數(shù)滿足要求后，就可以在電源側安裝電流速斷保護。

（4）電壓在10kV以上、容量在10MVA及以上的變壓器，采用縱差保護作為變壓器繞組及引出線故障的主保護。對于電壓為10kV的重要變壓器，當電流速斷保護靈敏度不符合要求時也可采用縱差保護。變壓器電流差動保護的動作電流值的大小是按照避免由于變壓器二次回路發(fā)生斷線、變壓器空載運行時產生勵磁電流以及互感器的二次電流不平衡而發(fā)生的誤動作來整定的。

（5）0.4MVA及以上車間內油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。當本體內部故障產生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬時動作于信號；當內部故障產生大量瓦斯時，應瞬時動作于斷開變壓器各側斷路器。

7配電線路的保護配置

（1）單側電源線路可裝設兩段過電流保護，第一段為不帶時限的電流速斷保護；第二段為帶時限的過電流保護，保護可采用定時限或反時限特性。保護裝置僅裝在線路的電源側。必要時可配置光纖差動保護作為主保護，帶時限的過電流保護為后備保護。

（2）雙側電源線路可裝設帶方向或不帶方向的電流速斷保護和過電流保護。短線路、電纜線路、并聯(lián)連接的電纜線路宜采用光纖差動保護作為主保護，帶方向或不帶方向的電流保護作為后備保護。

四、10kV供配電系統(tǒng)線損分析

1 10kV供配電系統(tǒng)線損原因分析

（1）受配電網(wǎng)布局結構的影響，系統(tǒng)運行方式的安排不合理。在環(huán)線供電和敷設供電線路上負荷分配不均，承載較大負荷的線路負荷電流相對增大，引起線路導線中的線損、變壓器繞組中的銅損、電流互感器和電流線圈等電氣設備的損耗隨之增大。變壓器滿負荷運行，甚至過負荷運行，也會增大變壓器銅損。

（2）變壓器選型配置不合理。許多地區(qū)被國家列入高耗能淘汰目錄中變壓器仍在使用。

（3）計量裝置配置不合理。低壓表計許多還在使用老型號的機械表，電流互感器的倍比選擇過高或過低。

（4）線路無功補償設置不合理。系統(tǒng)中缺少無功補償，導致1OkV線路輸送無功電流增加，有些區(qū)域在安裝電容補償器未采取防過補措施，當輕負荷運行時造成無功電流返送，增加線路損耗。

（5）計量外的電量損失。用戶違章用電竊電損失、電網(wǎng)元器件漏電損失等。

2針對線損原因分析，應從管理和技術上降低10kV供配電系統(tǒng)線損

（1）收集10kV線路的結構和運行參數(shù)，改造不合理的網(wǎng)絡結構，減小供電線路半徑，適當提高導線截面積，對線路負荷進行科學分配，使運行負荷與變壓器容量、線路配置相匹配，避免變壓器及供電線路出現(xiàn)“大馬拉小車”或過負荷運行的情況。

（2）將10kV配電變壓器逐步更換為S9、S11非晶合金系列等新型號變壓器，降低變壓器空載損耗和負載損耗。

（3）計量表計應選用較為先進的電子計量表，定期進行校驗，根據(jù)低壓側負荷容量選擇電流互感器的倍比。

（4）增加電容補償，提高功率因數(shù)，減少10kV線路上輸送的無功電流。根據(jù)整條線路上的配變勵磁無功功率，補償容量取其總無功功率的10-20，在線路上分散安裝補償電容器組，安裝地點選在這條10kV線路的主桿線2/3處，也可考慮在配電變壓器側安裝隨器補償電容器組。當配電變壓器的容量超過100kVA時，要在低壓配電柜側安裝電容補償器組，應盡量提高功率因數(shù)。努力做到分級補償、就地平衡，固定補償與分散補償相結合的原則，從而達到提高功率因數(shù)、降低電能損耗。

（5）加強用電安全監(jiān)察管理，依法查處違章用電和竊電行為。提高抄表人員的責任心和業(yè)務素質，減少人為帶來的誤差，杜絕了人為作弊現(xiàn)象。

結語

10kV配變電線路配置是供電網(wǎng)絡的核心部分，直接影響用戶的供電質量，10kV供配電系統(tǒng)的發(fā)展在滿足人們日常、生活需求的同時，更要跟上城市發(fā)展的要求，有效解決配變電系統(tǒng)對城市發(fā)展帶來的影響，以及在城市中系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行，需要供電企業(yè)認真思考。

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