10千伏開關(guān)站在市區(qū)配電網(wǎng)中的應(yīng)用

【摘 要】本篇論文主要介紹了市區(qū)配電網(wǎng)10千伏開關(guān)站建設(shè)的意義、作用、設(shè)計規(guī)范和保護配合原則：變電站10千伏母線的延伸；提高市區(qū)配網(wǎng)供電可靠性和靈活性；方便操作和便于管理；減少電纜網(wǎng)的分支點和分支設(shè)備，美化城市環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】城市配電網(wǎng)；開關(guān)站；供電可靠性

1、緒論

1.1 市區(qū)10千伏開關(guān)站建設(shè)的意義

隨著城市建設(shè)步伐的逐步加快，各大城市老城區(qū)基本上都已高樓林立，很難開辟新的配電網(wǎng)線路走廊，但是，城市建設(shè)帶來的用電負荷增長又亟待解決，一條10千伏配電線路帶上百臺變壓器的情況十分普遍，一戶故障，百戶停電。10千伏架空線路長期裸漏在外，落物、行道樹影響等安全風(fēng)險壓力更大，一旦風(fēng)吹草動，整片區(qū)域停電，供電可靠性較低。10千伏絕緣導(dǎo)線長期與行道樹摩擦也極易破壞，故障后不易發(fā)現(xiàn)故障點，會造成較長時間停電。10千伏電纜造價高，土建施工受限較大，不方便高壓用戶接入系統(tǒng)，且一旦發(fā)生故障，查找和排除都非常困難，極大影響著供電可靠性。另外，按照原國家電監(jiān)會規(guī)定，重要用戶供電電源應(yīng)來自兩個不同的110千伏變電站或同一變電站的不同母線，但由于城區(qū)用戶離110千伏變電站距離遠，需要很長的10千伏供電電纜或架空線路方能完成對單一重要用戶的環(huán)網(wǎng)供電，即增大投資、施工量和維護量，也對城市整體規(guī)劃和美觀影響較大。因此，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城區(qū)用電負荷密度的不斷增加，客戶對供電質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求，供電企業(yè)就采取在市區(qū)建設(shè)10千伏開關(guān)站的方式予以解決，主要目的是延伸變電站的10千伏母線，降低低壓線損，提高供電可靠性，提高供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)運營水平，降低故障概率。

1.2 市區(qū)10千伏開關(guān)站的功能和作用

1.2.1 作為上級變電站的10千伏母線的延伸

變電站由于10千伏出線數(shù)量和線路通道的限制，導(dǎo)致部分容量無法送出。因此將負荷集中輸送到開關(guān)站，再從開關(guān)站將負荷輸送出去，簡單地說，開關(guān)站起到的是分流器的作用。這樣，既解決了變電站10千伏出線數(shù)量不足的問題，也解決了開關(guān)站周邊負荷的用電問題，同時也解決了建設(shè)多個線路通道和新增市區(qū)110千伏變電站占地大等建設(shè)難題。

1.2.2 提高供電的可靠性和靈活性

隨著人民生活水平的不斷提高，和客戶對供電可靠性要求的不斷提高，供電可靠率已經(jīng)成為衡量供電企業(yè)服務(wù)能力和水準的一個重要標志。由于10千伏開關(guān)站一般都由同時來至上一級兩個不同變電站或同一變電站不同段母線的兩條10千伏線路供電，建設(shè)過程中，也基本按照環(huán)網(wǎng)的方式建設(shè)，并且其環(huán)網(wǎng)線路作為聯(lián)絡(luò)線，一般情況下是不再接入其他高壓用戶的，聯(lián)絡(luò)線的安全系數(shù)也得到了很大提升，供電可靠性較高。

另外，市區(qū)配電網(wǎng)中由于對開關(guān)站的合理配置，使配網(wǎng)操作和運行維護的靈活性提高，故障影響范圍較小，安全措施易落實，從而大大提高了整個配電網(wǎng)的供電可靠性。

1.2.3 操作方便、安全

架空線路的操作均為高空作業(yè)，勞動強度大，安全管理難度也大并且操作時間較長，在一定程度上影響供電可靠性，同時還受天氣和周邊環(huán)境條件的影響而不能及時完成操作任務(wù)。而10千伏開關(guān)站的設(shè)備均安裝在室內(nèi)，操作安全、方便，很好的解決了上述不足。

1.2.4 增加配網(wǎng)建設(shè)靈活性，美化城市環(huán)境

原市區(qū)10千伏供電網(wǎng)絡(luò)擁有很多分支線路，電纜線路中間串接了多臺10千伏環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱，很難與城市規(guī)劃結(jié)合，對街道兩旁的人行道或綠化帶占用較多，雖然大多城市都約定俗成的按照道路走向在統(tǒng)一在一側(cè)建設(shè)線路走廊，還是會對城市的美化和行人帶來不便，同時，線路走廊一旦建成，再隨著城市改造而改建的難度也很大。10千伏開關(guān)站的建成能最大程度的減少上述設(shè)備的數(shù)量，特別是能夠極大的減少線路通道對城市建設(shè)和管理的影響。

2、10千伏開關(guān)站各種主接線的選擇

2.1確定10千伏開關(guān)站接線方式的原則

2.1.1可靠性

根據(jù)不同區(qū)域的對供電可靠性的不同要求，結(jié)合不同主接線方式的開關(guān)站的入網(wǎng)運行經(jīng)驗來選擇，主要應(yīng)滿足建設(shè)在負荷中心以提高電壓質(zhì)量，盡可能對用戶少停電，避免開關(guān)站全停。

2.1.2靈活性

在電網(wǎng)調(diào)度時能靈活的投入和切除部分10千伏線路或用戶，在事故運行方式和特殊運行方式下滿足系統(tǒng)調(diào)度的要求；檢修時能方便的停運開關(guān)、母線等設(shè)備。

2.1.3 經(jīng)濟性

建設(shè)在負荷中心，低壓線損低；占地面積小，能夠減少與城市規(guī)劃配合而發(fā)生的其他不必要的改建費用；開關(guān)站不需降壓，僅作為母線延伸和分流，投資省。

2.2 常用接線方式及其優(yōu)缺點

開關(guān)站10千伏母線有單母線、單母線分段和雙母線等接線方式，《城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，一般情況下，開關(guān)站采用單母線和單母線分段運行方式，110千伏及以上電壓等級變電站中常用的雙母線分段帶旁路母線的接線方式在10千伏開關(guān)站中基本不用，也沒必要用。雙母線接線方式僅在對該開關(guān)站供電有特殊要求的區(qū)域用，比如：建設(shè)該開關(guān)站主要是為了某一個特定的對供電連續(xù)性要求很高的用戶時。

2.2.1 單母線接線方式

單母線接線方式的優(yōu)點主要是接線簡單、規(guī)模小、投資少。缺點是不夠靈活可靠，母線或進線開關(guān)故障或檢修時，均可能造成整個開關(guān)站停電。筆者認為，只有對于無重要客戶接入的終端開關(guān)站，才可采用單母線接線。

2.2.2 單母線分段接線方式

單母線分段接線方式比較常見。其優(yōu)點是母線分段后，對一般性重要負荷可以從不同段母線進行引接出兩個回路，提供兩路供電電源。且當(dāng)一段母線進行檢修時另一段母線能正常供電，不會導(dǎo)致重要負荷的供電中斷，對整個配電網(wǎng)的供電可靠性也有較大提升。缺點是需要增加母聯(lián)間隔和母線PT等設(shè)備，增加了建設(shè)投資。筆者認為，在當(dāng)前社會背景下，客戶生活水平較高，對供電可靠性的要求較高，開關(guān)站母線應(yīng)采用單母線分段接線，兩路進線，環(huán)網(wǎng)建設(shè)，重要用戶負荷由兩段母線分別接入。

3、10千伏開關(guān)站的進出線保護裝置

3.1 10千伏開關(guān)站的進線保護配置

在市區(qū)配電網(wǎng)中，每條10千伏聯(lián)絡(luò)線接入的容量一般應(yīng)控制在10000千伏安左右，接入的開關(guān)站不宜超過兩座，每座開關(guān)站的接入配變?nèi)萘坎灰舜笥?000-6000千伏安。如果開關(guān)站進線開關(guān)采用斷路器，其保護上下級級差配合非常困難，所以開關(guān)站進線開關(guān)宜采用負荷開關(guān)。在實現(xiàn)綜合自動化前，當(dāng)主線發(fā)生短路故障時，由上級變電站保護動作切除故障。

3.2 10千伏開關(guān)站的出線保護配置

對開關(guān)站出線饋線保護而言，如果為公共線路或容量大于1250千伏安的專線用戶，宜采用斷路器。配變?nèi)萘坎淮笥?250千伏安，采用負荷開關(guān)和熔斷器組合裝置即可。