（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司供電公司，內(nèi)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(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司供電公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

10kV供配電線路配置質(zhì)量的好壞，決定了整個(gè)電網(wǎng)供電的安全性和穩(wěn)定性。但是現(xiàn)階段我國(guó)電網(wǎng)在10kV供配電線路配置上還存在某些問(wèn)題，電網(wǎng)故障時(shí)有發(fā)生，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，需對(duì)線路配置進(jìn)行合理安排。文章基于神華準(zhǔn)能公司居民住宅小區(qū)10kV供配電線路配置的特點(diǎn)，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(hù)的分析。

10kV供電線路；配置方法；線損防護(hù)

隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展擴(kuò)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(fù)荷、供電可靠性，經(jīng)濟(jì)實(shí)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(lái)，這就需要供電企業(yè)做好居民住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)工作，滿足現(xiàn)代人們對(duì)電力供應(yīng)能力不斷增長(zhǎng)的需求。做好10kV供配電線路配置工作，首先應(yīng)當(dāng)明確首要目標(biāo)，將住宅小區(qū)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定下來(lái)，完善線路配置工作。

一、10kV供配電線路的特點(diǎn)

10kV供配電線路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不具備一致性特點(diǎn)，有些住宅小區(qū)存在用戶專線，一根電線只供一個(gè)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(nèi)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(huì)遇到各式不同問(wèn)題。對(duì)于輸電線路來(lái)說(shuō)，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(shí)連接多臺(tái)變壓器，這些變壓器位于一條電線的各個(gè)分支上。稍短的線路有幾百米，較長(zhǎng)的線路可以達(dá)到幾千米，有的多條線路可以相互環(huán)帶。在我國(guó)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(huì)超過(guò)100千伏安，有的線路上變壓器的容量非常大，通常會(huì)達(dá)到幾千千伏安。有些線路在功能保護(hù)方面屬于最末級(jí)保護(hù)水平，有些線路上安裝了用戶變電站和開(kāi)關(guān)站，這些特點(diǎn)都是需要根據(jù)實(shí)際情況的需求來(lái)設(shè)定，所以在配置過(guò)程中，工作人員對(duì)保護(hù)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(yīng)當(dāng)具有可靠性，當(dāng)電氣元件發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，智能控制系統(tǒng)一般會(huì)彈出退出運(yùn)行的指令。這時(shí)就需要線路上配置的保護(hù)裝置將系統(tǒng)指令切除，在不影響其它電氣元件正常運(yùn)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(yīng)當(dāng)具有靈活操作的特點(diǎn)，在諸多斷路器中，如果有一臺(tái)斷路器因故障不能正常運(yùn)行時(shí)，檢修人員需要將故障斷路器退出運(yùn)行狀態(tài)并開(kāi)展檢修工作，這時(shí)倒閘操作的供電電源就不會(huì)因其它斷路器的運(yùn)行或變壓器運(yùn)行造成干擾。所以就可以在不影響其它斷路器正常運(yùn)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(shù)簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)原則

10kV供配電線路配置應(yīng)當(dāng)具有接線技術(shù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在線路總體設(shè)計(jì)過(guò)程中不能將線路配置和線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得太復(fù)雜、繁瑣，這樣會(huì)不利于后續(xù)檢修工序的開(kāi)展。

4供給保證原則

10kV供配電線路配置應(yīng)當(dāng)具有供給保證特點(diǎn)，在對(duì)線路配置過(guò)程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)或者經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與用電居民的生產(chǎn)工藝需求。必須保證線路配置在可靠、安全的范圍內(nèi)，持續(xù)提供電能。

5經(jīng)濟(jì)原則

10kV供配電線路配置應(yīng)當(dāng)具有經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，在對(duì)線路配置設(shè)計(jì)或在選擇變配電站主接線過(guò)程中，在保證了供電質(zhì)量的前提下，盡可能地降低運(yùn)行成本、最大限度地符合經(jīng)濟(jì)原則，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

三、10kV供配電工程線路配置方法

1 10kV供配電線路的結(jié)構(gòu)

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)供電能力和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的供電模式（輻射狀單電源結(jié)構(gòu)）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(jìn)線加備自投的方式。這種配置方式運(yùn)行效果比較好，但是相應(yīng)的投資成本很高，在后期的改建過(guò)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(gè)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(luò)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)，中間使用分段開(kāi)關(guān)將兩者分開(kāi)。正常情況下，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀況，分段開(kāi)關(guān)處于閉合狀況，一旦發(fā)生故障現(xiàn)象，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切除出現(xiàn)故障的供電段線路，沒(méi)有發(fā)生故障的供電段線路會(huì)使用另外一個(gè)變電站或變電站的另一段母線提供電能。在配置過(guò)程中，分段開(kāi)關(guān)的數(shù)量會(huì)隨著線路長(zhǎng)度的變化而變化，一般情況下，較長(zhǎng)線的分段開(kāi)關(guān)較多，較短線的分段開(kāi)關(guān)較少。分段開(kāi)關(guān)數(shù)量越少，線路發(fā)生故障時(shí)，處于停電狀態(tài)中的住宅用戶數(shù)量就會(huì)越多。分段開(kāi)關(guān)數(shù)量越多，線路發(fā)生故障時(shí)，處于停電狀態(tài)中的住宅用戶數(shù)量就越少，整個(gè)供配電線路的運(yùn)轉(zhuǎn)更為靈活，不過(guò)運(yùn)行這種方式，在檢修過(guò)程中使用的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且檢修時(shí)間會(huì)隨著分段開(kāi)關(guān)數(shù)量的增多而變長(zhǎng)，所以相應(yīng)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(duì)解決線路問(wèn)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(luò)、分段開(kāi)關(guān)操作、解決故障、恢復(fù)正常運(yùn)行這個(gè)過(guò)程中，供電電源發(fā)生變化，線路相序也要發(fā)生相應(yīng)的變化。線路相序應(yīng)當(dāng)將一個(gè)主供變電站作為整個(gè)線路的電源，背向變電站，相序應(yīng)當(dāng)按照從左向右或者從上到下的順序進(jìn)行，并標(biāo)上編號(hào)A、B、C相，直到另一個(gè)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(duì)相位變化的調(diào)整更加方便，如果存在架空出現(xiàn)的變電站，就應(yīng)當(dāng)將電源側(cè)背向變電站的順序進(jìn)行設(shè)置。

3線路走廊

在進(jìn)行線路走廊配置時(shí)，應(yīng)當(dāng)與當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)部門(mén)協(xié)商，根據(jù)建設(shè)部門(mén)的規(guī)定來(lái)開(kāi)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(shè)、處于人行道的位置，在配置過(guò)程中碰到了不

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

4導(dǎo)線選擇

現(xiàn)代城市中繁華區(qū)域多運(yùn)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(nèi)的供配電網(wǎng)絡(luò)中使用，在實(shí)際運(yùn)用中提高了電力系統(tǒng)的可靠性。但這種方式的造價(jià)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(duì)于長(zhǎng)距離供配電系統(tǒng)目前多采用架空線路與電力電纜相結(jié)合使用的方式，電力電纜用于城市繁華區(qū)域和進(jìn)入住宅小區(qū)與配電系統(tǒng)連接。架空線路有造價(jià)低、便于施工的特點(diǎn)，同截面的架空導(dǎo)線和電力電纜相比，架空導(dǎo)線的載荷能力要高于電力電纜，適合遠(yuǎn)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(diǎn)，就是因?yàn)槠渫獗淼慕^緣層比較??；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(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際情況和絕緣線的特點(diǎn)選擇絕緣架空線。

5架空線路桿塔和基礎(chǔ)

一般情況下，受力桿的T接、耐張桿和轉(zhuǎn)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(yīng)按照荷載的數(shù)量來(lái)選擇相應(yīng)的彎矩混凝土桿，在選用混凝土桿時(shí)，應(yīng)結(jié)合線路的重要性和實(shí)際情況，可選用預(yù)應(yīng)力混凝土桿或普通混凝土桿。對(duì)于同桿架設(shè)多條線路，應(yīng)根據(jù)所架設(shè)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(chǔ)多采用深埋灌注樁和人工開(kāi)挖的施工工藝。在桿塔和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工中要做好桿塔的接地，受城市環(huán)境的影響，不應(yīng)長(zhǎng)距離設(shè)接地極，所以在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)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(hù)配置

（1）O.4MVA及以上數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器和作為其他負(fù)荷備用電源的單臺(tái)運(yùn)行變壓器，根據(jù)實(shí)際可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷情況，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)，視其過(guò)負(fù)荷能力決定其運(yùn)行時(shí)間。

（2）變壓器的過(guò)電流保護(hù)是根據(jù)被保護(hù)變壓器的最大工作電流來(lái)整定它的動(dòng)作電流的。過(guò)電流保護(hù)一般都會(huì)有一定的動(dòng)作時(shí)限，是其后備保護(hù)。

（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(hù)。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(hù)。變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作值是按照被保護(hù)變壓器的短路電流的大小來(lái)整定的，當(dāng)短路電流超過(guò)了事先整定的動(dòng)作值時(shí)，電流速斷保護(hù)發(fā)生動(dòng)作，各側(cè)斷路器跳閘從而保護(hù)變壓器。而對(duì)于小容量的變壓器而言，當(dāng)靈敏系數(shù)滿足要求后，就可以在電源側(cè)安裝電流速斷保護(hù)。

（4）電壓在10kV以上、容量在10MVA及以上的變壓器，采用縱差保護(hù)作為變壓器繞組及引出線故障的主保護(hù)。對(duì)于電壓為10kV的重要變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時(shí)也可采用縱差保護(hù)。變壓器電流差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁電流以及互感器的二次電流不平衡而發(fā)生的誤動(dòng)作來(lái)整定的。

（5）0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)本體內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)內(nèi)部故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。

7配電線路的保護(hù)配置

（1）單側(cè)電源線路可裝設(shè)兩段過(guò)電流保護(hù)，第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)；第二段為帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)可采用定時(shí)限或反時(shí)限特性。保護(hù)裝置僅裝在線路的電源側(cè)。必要時(shí)可配置光纖差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)為后備保護(hù)。

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

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(jié)構(gòu)的影響，系統(tǒng)運(yùn)行方式的安排不合理。在環(huán)線供電和敷設(shè)供電線路上負(fù)荷分配不均，承載較大負(fù)荷的線路負(fù)荷電流相對(duì)增大，引起線路導(dǎo)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(shè)備的損耗隨之增大。變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行，甚至過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，也會(huì)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(guó)家列入高耗能淘汰目錄中變壓器仍在使用。

（3）計(jì)量裝置配置不合理。低壓表計(jì)許多還在使用老型號(hào)的機(jī)械表，電流互感器的倍比選擇過(guò)高或過(guò)低。

（4）線路無(wú)功補(bǔ)償設(shè)置不合理。系統(tǒng)中缺少無(wú)功補(bǔ)償，導(dǎo)致1OkV線路輸送無(wú)功電流增加，有些區(qū)域在安裝電容補(bǔ)償器未采取防過(guò)補(bǔ)措施，當(dāng)輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)造成無(wú)功電流返送，增加線路損耗。

（5）計(jì)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(duì)線損原因分析，應(yīng)從管理和技術(shù)上降低10kV供配電系統(tǒng)線損

（1）收集10kV線路的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，改造不合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減小供電線路半徑，適當(dāng)提高導(dǎo)線截面積，對(duì)線路負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)分配，使運(yùn)行負(fù)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(guò)負(fù)荷運(yùn)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(hào)變壓器，降低變壓器空載損耗和負(fù)載損耗。

（3）計(jì)量表計(jì)應(yīng)選用較為先進(jìn)的電子計(jì)量表，定期進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)低壓側(cè)負(fù)荷容量選擇電流互感器的倍比。

（4）增加電容補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，減少10kV線路上輸送的無(wú)功電流。根據(jù)整條線路上的配變勵(lì)磁無(wú)功功率，補(bǔ)償容量取其總無(wú)功功率的10-20，在線路上分散安裝補(bǔ)償電容器組，安裝地點(diǎn)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(cè)安裝隨器補(bǔ)償電容器組。當(dāng)配電變壓器的容量超過(guò)100kVA時(shí)，要在低壓配電柜側(cè)安裝電容補(bǔ)償器組，應(yīng)盡量提高功率因數(shù)。努力做到分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡，固定補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的原則，從而達(dá)到提高功率因數(shù)、降低電能損耗。

（5）加強(qiáng)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(zé)任心和業(yè)務(wù)素質(zhì)，減少人為帶來(lái)的誤差，杜絕了人為作弊現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

10kV配變電線路配置是供電網(wǎng)絡(luò)的核心部分，直接影響用戶的供電質(zhì)量，10kV供配電系統(tǒng)的發(fā)展在滿足人們?nèi)粘?、生活需求的同時(shí)，更要跟上城市發(fā)展的要求，有效解決配變電系統(tǒng)對(duì)城市發(fā)展帶來(lái)的影響，以及在城市中系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要供電企業(yè)認(rèn)真思考。

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