淺議配電線路電纜化對中壓配電網(wǎng)影響

楊兵

【摘 要】本文淺議配電線路電纜化對中壓配電網(wǎng)影響主要闡述了電網(wǎng)接線方式、中性點接線方式、繼電保護和配網(wǎng)自動化以及電網(wǎng)規(guī)劃調(diào)度工作等方面。

【關鍵詞】配電線路；電纜線路；電網(wǎng)改造

1.配電線路分析

1.1配電線路電纜化趨勢分析

配電線路電纜化呈現(xiàn)以下兩個趨勢。

（1）最近10a來，電纜線路占配電線路總長的百分比逐年增加，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、郊區(qū)城市化的加快，配電線路電纜化的趨勢在未來幾年仍將延續(xù)，配電線路中電纜線路占總線路長的百分比也仍會持續(xù)上升。

（2）單根配電線路平均長度縮短。以10kV為例，2006年單根電纜線路平均長度僅為0.24km，35kV電纜線路平均長度也僅為1.22km，類比架空線路平均長度數(shù)據(jù)，隨著電纜化程度加深，單根配電線路平均長度將繼續(xù)縮短，同時隨著負荷密度的提高，電纜線路的平均長度在未來幾年也將繼續(xù)縮短。

1.2電纜線路與架空線路的比較

（1）電纜線路的電容遠大于架空線路電容。

（2）敷設與架設方式不同。一般電纜線路的敷設方式主要有：直埋敷設、溝槽敷設、排管敷設以及隧道敷設。不同的敷設方式各有其不同的適用范圍，由于受城市道路可用通道的限制及地下交叉管網(wǎng)的影響，地下電纜采用排管敷設方式的較多。

（3）故障類型。電纜線路故障的主要類型包括：外力破壞、電纜附件制造質(zhì)量缺陷、電纜安裝質(zhì)量缺陷和電力電纜本體質(zhì)量缺陷。如不計外力破壞因素，電纜投入運行后的1一sa內(nèi)最易發(fā)生故障。

（4）供電可靠性。由于電纜線路與架空線路敷設方式不同，電纜受外界因素的影響小，故障率處于相對較低水平。但是，地下電纜的故障是持久性的，由于電纜檢測、清除和修復故障需要較長時間，因此電纜故障往往會引起長時停電。

（5）造價。由于材質(zhì)及工藝的不同，電纜線路的材料、附件、安裝設施等總造價遠高于架空線路的造價。

2.對配電網(wǎng)接線方式的影響

配電線路電纜化對中壓配電網(wǎng)的接線方式有重大影響。由于架空線路與電纜線路的常用接線方式不同，而且架空線路與電纜線路存在著以上所述的很大的差異，這直接影響到配電網(wǎng)在新建電纜線路或進行架空線人地改造時所選擇的接線方式。配電線路電纜化對某地中壓配網(wǎng)接線方式的影響和分析如下。

（1）某地配網(wǎng)中單電源線輻射接線方式逐年減少，趨近消失。單電源線輻射接線雖然有投資小、新增負荷時連接方便、負荷率較高等優(yōu)點，但當線路故障時，部分線路段或全線將停電；當電源故障時，將導致整條線路停電。電纜線路發(fā)生多為持久性故障且修復時間較長，因此電纜線路相對較少采用此種接線模式。隨著對供電可靠性的要求越來越高，配電線路電纜化以及架空線中單電源線路的改造，某地配網(wǎng)中單電源線輻射接線逐年減少接近消失的趨勢將延續(xù)。

（2）在配電線路電纜化的大背景下，不同母線出線的環(huán)式接線（見圖1）、不同母線連接開關站接線（見圖2）、兩聯(lián)絡雙n接線（見圖3）等接線方式的應用將大大增加。

（3）高負荷密度地區(qū)可考慮更多地采用兩聯(lián)絡雙n接線或不同母線接開關站的接線模式：1）采用環(huán)式接線時，考慮到“N-1”的要求，正常運行時，電纜線路的負荷率需要控制在50%，以保證故障情況下的負荷轉(zhuǎn)移，這就造成電纜線路的供電能力不能充分利用。相比之下，兩聯(lián)絡雙n接線時電纜線路的負荷率可以提高，當其中一條線路故障時，整條線路可以劃分為若干部分被其余線路轉(zhuǎn)供，運行較為靈活。但是，這種接線方式對于要求周邊電源點豐富、且負荷密度較低的情況，從經(jīng)濟性上考慮，不太適宜采用。因此，一般在城市核心區(qū)、繁華地區(qū)，以及負荷密度發(fā)展到相對較高水平的區(qū)域可更多考慮采用。2）不同母線連接開關站接線方式同樣可以緩解高負荷地區(qū)倉位、通道資源緊缺的問題，且接線方式清晰明確，運行維護、調(diào)度操作簡單明確，開關站出線間既可采用放射狀接線亦可形成小環(huán)網(wǎng)，同樣具有較好靈活性。

（4）點對點供電方式（電纜專線）的應用。電纜專線方式并不同于單電源線輻射接線。雖然其負荷也不能轉(zhuǎn)移，但由于線路長度短、全地下敷設、點對點供電，所以其故障率極低，同樣能保證高可靠性。故障相的過電壓，抑制弧光接地過電壓，消除諧振過電壓和斷線過電壓，避免使單相接地故障發(fā)展成相間故障。

（5）接地容性電流的大小也是中性點接地方式選擇的主要依據(jù)之一，電力公司制定的《電網(wǎng)若干技術原則的規(guī)定》要求：變電站35kV和10kV系統(tǒng)單段供電母線接地容性電流超過I00A時，宜采用小電阻接地方式；接地容性電流在10～100A之間宜采用消弧線圈自動補償接地方式；接地容性電流小于10A時，可采用不接地系統(tǒng)。因電纜線路的電容遠大于架空線路的，隨著某地配電線路電纜化的進展，尤其是中心繁華地區(qū)、高負荷開發(fā)區(qū)等區(qū)域變電站出線中電纜線路條數(shù)和長度所占比例越來越高，接地容性電流也不斷提高?？紤]以上兩方面因素，某地中壓配電系統(tǒng)中應更多的考慮中性點經(jīng)小電阻接地的接地方式。

3.中性點接地方式的選擇思路

某供電分公司所轄的變電站中目前有中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)小電阻接地3種接地方式。對于配電線路中電纜線路比例越來越大的情況，中壓配電系統(tǒng)中性點接地方式主要考慮以下方面。

以電纜線路為主的中壓網(wǎng)絡發(fā)生單相接地時，故障點的間歇性電弧易造成過電壓。采用中性點經(jīng)小電阻接地可以降低單相接地故障時非。

4.提高了電網(wǎng)規(guī)劃、調(diào)度工作的要求

電網(wǎng)規(guī)劃工作中，采用電纜線路需要考慮因素較多：為避免導致將來反復開挖乃至排管電纜的廢棄等后果，規(guī)劃過程中需要更慎重選擇電纜線路的路徑、排管的孔數(shù)等，由此，接線模式的評估選擇工作也更為重要。由于電纜線路的散熱條件較差，電纜線路承受長時過負荷的能力較小，因此對負荷預測的準確度也提出了更高要求。電網(wǎng)調(diào)度工作中，架空線電纜混合網(wǎng)使調(diào)度人員面對著一個接線方式繁多的配電網(wǎng)絡，而且電纜故障定位的難度較高，這對電網(wǎng)調(diào)度人員的故障處理能力提出了更高的要求。由此，調(diào)度人員要面對更多的部門，如何更合理地安排操作人員的送電順序，協(xié)調(diào)好不同部門的工作，對調(diào)度人員的協(xié)調(diào)決策能力提出了更高的要求。

5.結語

隨著城市建設的發(fā)展，供電可靠性要求的提高，配電網(wǎng)電纜化是城市電網(wǎng)改造的發(fā)展趨勢。由于架空線與電纜線路在多方面存在很大的差異，配電線路電纜化的進展對中壓配電網(wǎng)的接線方式、中性點接地方式、繼電保護和配電自動化等多方面產(chǎn)生了較大影響，同時也對電網(wǎng)規(guī)劃工作和電網(wǎng)調(diào)度工作提出了新的要求。 [科]

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