佛山市城镇配网环网供电的改造方案和实践

陈高英

【摘 要】本文论述了佛山供电局所辖配电网的现状及存在的主要问题，提出配电网改造方案，包括配电网的规划、优化以及新技术的应用等，并总结了改造效果。配电网改造建设的目的在于提高配电网的供电可靠性和可转供性，合理的选择配电网接线方式是高水平配电系统的前提和重要基础。本文从现实角度出发，着重介绍了“主干配”环网馈线接线方式。

【关键词】城镇配电网；环网供电；接线方式

1.引言

党的十八大提出全国稳妥推进城镇化的战略，建设有中国特色城镇化对配电网提出怎样的要求？佛山市地处珠江三角洲腹地，面积3797.72平方公里，常住人口719.91万人，下辖顺德、南海等五区，2011年佛山全市地区生产总值6600亿元。佛山实施了“强中心”战略，构建“1+2+5+X”组团格局（“1”代表佛山新城，“2”代表禅桂组团、大良容桂组团，“5”代表狮山组团、西南组团、西江组团、大沥组团、九江龙江组团，“X”代表构造一批特色镇街），以区、镇街为主战场，加快工业园区、专业镇和特色产业基地建设，推动产业集群集约发展，走城乡一体化发展道路。目前佛山市的城镇化已形成了特色，佛山供电局的配网环网改造也如火如荼地展开了。本文着重介绍了佛山供电局提出的城镇配电网组网原则和几种典型接线方式，并举例顺德容桂环网改造的思路和做法。

2.佛山城镇配电网的现状分析

前些年，佛山城镇化建设和城市化进程的发展迅猛，城镇的经济及基础设施建设有较快发展。但由于电网建设资金不足、管理体制不顺等原因，佛山城镇配电网的发展始终较为缓慢，落后于城市建设和地方经济的发展。

佛山城镇配电网急需解决以下几方面问题：

（1）由于电网建设资金紧张、管理体制不顺等原因，佛山城镇配电网发展较为缓慢，配电网供电能力存在严重不足。以顺德容桂为例，2008年容桂的中压线路有120回，其中重过载线路达27回。预计”十二五”期间供电负荷年均增长率将达12%，供需矛盾将进一步加剧。

（2）中压配电网结构薄弱，多为辐射网，供电可靠性较低，可转供电能力较低。2008年容桂的中压环网线路只有26回，而不可转供的线路多达88回，事故负荷转移能力差，检修停电范围大。

（3）现有中压配电网导线细、回路数少。2008年容桂10kV共有12条线路主干截面不合理，占线路总条数的10%，有的线路主干长度达16.97km，造成电能质量低，线损率居高不下。

3.佛山城镇配网环网供电改造方案的探讨

2010年开始，佛山供电局率先提出了配电网规划改造，采用“主干配”环网馈线接线方式，逐步完善配电网架组网，提高供电可靠性和可转供率。具体做法是根据负荷密度和运行管理的需要，划分成若干相对稳定的供电片区，按片区进行10kV配电网组网。各片区配电网的供电范围不交错重叠，片区划分根据区内实际负荷发展情况可以调整。

佛山供电局提出中压配电网应有一定的备用容量，其供电安全应满足以下要求：

（1）为市区（含市中心区）供电的变电站一段10kV母线检修时，应能使其馈线所带负荷通过配电网转移继续向用户供电；变电站一段10kV母线故障时，应保证馈线所带的重要负荷不间断供电。

（2）为非市区供电的每座变电站的每段母线至少有二回线路与另一变电站互为环网。变电站之间必须有一定的互供电能力。在符合规划的前提下，尽量多建环网线路。

根据佛山供电局的要求，各供电所根据各自的实际情况采用合适的组网方式。目标网架为多分段两联络结线。可根据现场实际的负荷发展情况，从单幅射、单联络逐步过渡，建议采用两联络以内的结线方式，即与某线路有直接联络关系的其它10kV线路，一般不超过2回；构建环网时，互相间有联络关系的10kV线路，原则上不超过4回；每回线路的两个联络点之间必须至少有1个分段开关，且各段负荷尽量平均分配。

佛山供电局提出了架空线路组网原则：

（1）要求架空线路主干线截面选用240mm2，分支线选用120mm2、70 mm2；能发展与其他线路形成联络的分支线，截面应与主干线截面一致。

（2）要求主干线分段为2至4段。根据线路长度（1～2km）、每段所挂接的装见容量（2000～3000kVA）等因素综合确定。分支线长度大于1千米，或装接用户达4户及以上，或装见容量大于2000kVA时，在线路T接处加装柱上分支开关。分支线分段不宜超过2段。

（3）组网步骤：负荷发展初期，采用架空单联络结线模式；负荷发展到一定阶段（平均每回线路负载率接近40%时），如有新的报装负荷，考虑构筑多分段两联络结线（3回线路为1组）；当3回线路平均每回线路负载率接近55%时，考虑新建第四回线路构筑多分段两联络结线（4回线路为1组）；当负荷进一步发展时，多分段两联络结线（4回线路为1组）不能满足N-1供电可靠性要求时，不应在现有网络基础上再增加线路，而应重新采用架空单联络结线再次循环发展。对于改造现有电网时，应遵循便于过渡的原则，向单联络、多分段两联络结线模式组网。

佛山供电局提出了电缆线路组网原则：

电缆网网络结构分两层，第一层为干线上的配电房（或开关房、环网箱），即主干配；第二层为主干配引出的配电设施。第一层为主环，主环结构为：每一条主环线路上主干配的个数以5个及以下为宜；主环进出线电缆截面为300mm2；主干配应根据负荷的分布情况和线路长度综合设置，每一主干配的馈出装见容量不宜小于2500kVA。主干配设置为：优先考虑建设配电房（开关房），尽量少使用电缆分支箱。箱变不应接入主环网；对于配电房或开关房，应预留适当数量的备用开关；若进出开关数量大于6个，母线宜进行分段；中压配电房和开关房作为小区市政建设的配套工程，应配合城市规划、建设、改造以及小区开发同步进行；中压配电房或开关房的电缆进出通道，其回路数应与配电房（开关房）内设置的进、出线开关柜数量匹配；“2-1”单环网的总实供负荷不应大于8000kW，装见容量应根据负荷性质加以控制；“3-1”单环网、“N供一备”或其它环网结构，其供电容量按“N-1”原则校核。支环结构设置为：支环从主环主干配中馈出，原则要求在同一段母线进行自环；支环电缆截面不应小于120mm2，支环的供电半径不宜大于500m；支环的实供负荷不宜大于3000kW，装见总容量不宜超过5000kVA。

主环网典型结线方式主要有“2-1”单环网；“3-1”单环网；N供一备（N≤3），要根据所在片区的电网现状、地理环境、负荷分布及特性等因素，综合考虑确定该区域所选用的目标网架；对于新发展且负荷比较集中的区域建议采用“N供一备”结线模式；对于供电距离较长，负荷比较分散的区域建议采用“2-1”单环网或“3-1”单环网结线模式；负荷发展初期，采用电缆“2-1”单环网结线模式；负荷发展到一定阶段（平均每回线路负载率接近40%时），如有新的报装负荷，应考虑新建第三回线路构筑“2供一备”或“3-1”单环网； 当“2供一备”平均每回线路负载率接近55%时，应考虑新建第四回线路构筑“3供一备”；

当负荷进一步发展时，“3供一备”或“3-1”单环网结线不能满足N-1供电可靠性要求时，不应在现有网络基础上再增加线路，而应重新采用电缆“2-1”单环网结线再次循环发展； 对于改造现有电网时，应遵循便于过渡的原则，向“2-1”单环网、“3-1”单环网、“N供一备”结线模式组网。

环网供电改造方案选用的关键是分析原有线路的实际情况，科学规划负荷分布，选好环网点。选好环网点必须选好中心开关房及路径，并将之纳入城镇土地利用总体规划。主干配线路应尽量沿城镇规划主干道上的绿化带上架设，中心开关房也尽量建在城镇规划主干道旁。中压配电房和开关房作为小区市政建设的配套工程，应配合城市规划、建设、改造以及小区开发同步进行。

4.顺德区容桂街道办事处配网环网供电改造的实例

容桂街道办事处是顺德中心城区的核心区，土地总面积80平方公里，常住人口约20.02万人，供电人口约46.5万人。容桂街道2011 年实现规模以上工业产值1650 亿元；拥有工商企业2万多家，其中超亿元企业111家、超十亿元企业19家、超百亿元企业2家，高新技术企业48家，拥有海信科龙、德美化工、盈天医药、万和新电气、华声股份等上市公司5家。容桂街道办原来由容奇镇和桂洲镇合并而成，容奇片土地总面积约8平方公里，是顺德起步较早的市镇，工商业、房地产、贸易较为发达，城镇主干道路规划建设较为完善，2000年前，供电部门已进行电缆化改造，与城建国土部门协商解决配网环网供电的公用配电房的用地问题，实现了5个馈线组（以110kV容奇站不同母线馈出线的“3供一备”模式），对镇面核心区域环网供电。2007年容奇遇到了百年不遇的内涝，美景大厦和宏俊广场地下配电房受淹，幸亏是环网供电，主干线供电没有受到影响，供电部门调来箱变抢修，美景大厦和宏俊广场用户很快就恢复了供电。

2006年容桂的中压线路有101回，其中环网线路只有16回。供电所开始着手谋划配电网环网供电改造规划，运用“负荷岛”理论，将容桂区域划分为四大负荷片区，细分为48个子片区，结合市政规划、“三旧”改造、工业园区建设、新住宅区建设等方面，根据佛山供电局的组网原则和要求，统筹规划好变电站的布点、中压线路环网改造、建设的进程和投资预算，集中各种资源全面推进环网供电改造。至2011年底，容桂中压线路有158回，改造、建成环网线路81回（其中架空多分段单联络线路31回，电缆“4-1”环网线路36回，电缆“3-1”环网线路14回），可转供线路61回，线路环网率为51.27%，可转供电率为38.61%。2012年底，容桂新增环网线路46回，新增可转供线路66回，使可转供电率从2011年38.61%提升至80.38%。预计到2014年底实现可转供电率100%。由此可见，按照上述的组网原则实施环网改造的效果是非常显著的。

5.佛山城镇配电网环网改造远景目标

佛山城镇配电网环网改造的远景目标是：（1）以全闭环运行方式实现区内配电网自动化；（2）提高供电可靠性，使环网内用户达到“N-1”供电安全准则，供电可靠率达到99.99%；（3）建立配电监控系统，提高供电质量，使电压合格率达到99%；（4）在10KV供电线路发生永久性故障时，能自动进行故障识别、故障隔离和恢复供电；（5）实现对用户侧设备的远方监控，以及远方抄表等负荷管理功能；（6）同时容纳开环运行的方式。