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安全可靠的杭州电力配网结构

文档作者：何春林文档来源：杭州市电力局		点击数：	更新时间： 2021年07月30日
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10 电力 2002年第4期
安全可靠的杭州电力配网结构
Safe and Reliable Structure of Hangzhou Distribution System
何春林
(杭州市电力局，浙江杭州 310009)
摘要： 介绍了杭州市电力局现行配电网的网架结构， 着重就环网方式、分段原则以及低压配电网的布置
进行了分析， 提出了配电网设计的基本原则。
关键词： 配电网； 环网； 结构
Abstract： This paper introduces the typical structure，especially the method of loop and the principle of
subsection of Hangzhou distribution system，analyses the configuration of low-voltage net．Furthermore，suggestions
of distribution design are submitted．
Key W ords： distribution net：loop：structure
中图分类号： TM727．2 文献标识码：A 文章编号： 1007—1881(2002)04—0010—04
快速增长的用电需求，给供电企业带来快速
发展的机遇， 也对供电企业提出越来越高的要
求。至2001年末，杭州电网拥有500 kV变电所2
座，变电容量275万kVA。220 kV变电所12座，
变电容量318万kVA，110 kV变电所49座，变电
容量261．4万kVA。35 kV变电所57座，变电容量
83．75万kVA，全局220—35 kV变电总容量938．15
万kVA。杭州市区公用配电变压器为4079台容量
161．381万kVA。10 kV配电线路544条，环网化
率达到89．57％ ， 10 kv线路总长度为2853．642
km，其中架空绝缘线长度为1372．972 km， 电缆和
架空绝缘线之和占全部10 kv 线路长度的
81．72％ ，市区10 kV电缆线路总长度为1039．94
km， 占10 kV配电线路总长度的36．44％ ，拥有开
闭所559座，2001年全年供电可靠率99．9604％ 。
低压线路2829．715 km ， 其中绝缘线2124．914
km，电缆759．354 km，低压绝缘化率92．22％ ， 电
缆化率26．8％ 。目前杭州配电网已基本形成设备
先进，设计合理、运行灵活的市区配电网网架结
构。
1 配网绝缘化改造
杭州配电网绝缘化改造开始于1989年，杭州
作为风景旅游城市，树木绿化率较高，树线矛盾
十分突出。1988年8月的强台风造成杭州大部分区
域停电，持续时间长达十多天，其中线路停电主要
原因是树木倒在架空线上，引起断线、接地等。当
时限于投资，主要是以绝缘化方式，减少线路接地
和提高配网抗灾能力。1999年初开始，市区配电网
10 kV架空线路不再采用裸线， 目前市区10 kV配
网的绝缘化率达到70％ 以上，其中电缆化率达到
35％以上的水平，0．4 kV网绝缘化率达到85％(其
中电缆化率约30％)。
在中压系统中，10 kV架空线选用铝芯绝缘
线，主干线截面选用185瑚12，大分支线截面选用
120 ，小分支线选用70瑚12；10 kV电缆线路采
用铜芯电缆，主干线截面选用300舢 ，郊区及农
村地区选用240瑚12，特大型10 kV供电用户进户
电缆及备用电缆，可选用400 或2×240 ，
大分支电缆截面选用240 mm2或120瑚12，小分支
电缆120 mrrI2或70 ，至变压器回路的电缆选用
截面≥35 。
2 配电网环网化、分段化
为提高供电可靠性，配电网络必须运行灵活，
在网络规划中应考虑充分的裕度。为使配电网处于
经济运行状态，杭州市电力局配电网的设计技术原
则中提出了一下要求：中压配电网重点发展环网结
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2002年第4期 奄力
线、开环运行，10 kV主干线路的环网，可以在不
同变电所的不同线路之间环网，也可以在同一变电
所的不同母线的线路之间环网。主干线路设置分段
开关，每条10 kv线路宜以3分段或4分段设置分
段开关，分段原则以每段用户数小于10户，或用
户总容量小于2500 kVA。每条10 kV干线支接变压
器总容量宜小于10000 kVA。
在环网原则下，考虑线路的经济运行，10 kV
主干线的负荷控制在200 A以内，事故检修等异常
运行方式下，一般控制在350 A以内。
环网、分段原则不仅适用在主干线路的环网，
对于分支线路、同电源的供电也相应考虑同电源的
环网， 以提高供电可靠性，详见图1～图4示意。
图1所示为10 kV架空网典型结构，一般而言
配电网线路利用率和可靠性较高的为格式网，但在
目前城市改造中难以按格式网的形势布置线路，同
时对于一个发展中的电网， 变电所的布点需要一个
漫长的过程，格式网的布局难以实现，图中所示的
主要突出主干线需进行环网、分段的原则，其目的
是减少10 kv供电半径，提高供电可靠率。
图l 10 kV架空网主干线路的环网结线
图2所示为大分路的环网，由于旧城改造和电
网建设相对滞后等原因，城市中经常存在大部分负
载集中在分路，而主干线路负载较少的情况，分路
用户的重要性并不低于连接在主干线上的用户，为
避免分支线停电损失大量的时户数，在大分支间进
行同电源或不同电源的环网，配合线路分段有较高
的效益。
图3为电缆双环网结线，主要是针对10 kv大
用户供电， 由于10 kV用户对供电比一般居民有更
高的要求，要求用电稳定，有较高的可靠率，电缆
双环网中可以较好的解决双路供电的需求，在网络
布置时也可按负载情况出线，电缆双环网一般不枝
接其它电源，用户增加后优先考虑新建环网，这样
配网规划建设可以按长期设计。
⋯11(I⋯kV(3—5 kv)变电所
图2 10 kV架空网大分支的环网结线
}= 一
图3 10 kV电缆环网结线
由于小区变的用电性质大都为三类负荷，小区
变的供电从投资经济出发，仅考虑小区变或分支电
缆故障时能通过接线转移，恢复非故障区域供电，
故图4中小区变的环网为同电源的环网，这样结线
主干网投资经济，可以满足小区供电的要求。需要
注意的是：小区配变接人分支中，从投资角度讲联
通小区变的线路可以选用较小截面，同时由于熔断
器保护可适用于100 MVA短路容量以下区域，小
区变接人分支较为合适，另一方面目前比较流行的
美式变压器，其负荷开关的额定电流一般为200
A，短路耐受电流小于16 kA，小区变不宜直接环
入主干网中。
3 小区配电网布置
3．1 负荷分级及配电方式
总层数≥19层的高层住宅楼，其消防电气及
应急照明为一级负荷，电梯、生活给水泵、楼道照
明、地下室照明等为二级负荷，住宅内部的用电设
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12 ： 江迦力 2002年第4期
备为三级负荷；总层数8～18层的高层住宅楼，其
消防电气、应急照明、电梯、生活给水泵、楼道照
明、地下室照明等公用用电设备为二级负荷，住宅
内部的用电设备为三级负荷；多层住宅楼内的用电
设备(含楼道照明、住宅内部的用电设备)为三级负
荷，部分高级多层公寓楼，配有电梯、生活给水
泵，其电梯及水泵等为二级负荷；别墅楼内用电设
备一般为三级负荷，部分涉外高级别墅楼内用电设
备也可作为二级负荷供电。
一级负荷，断电后其备用电源应快速投人，户
外配电方式采用10 kV双电源，双台小区变，低压
双电源常供，用户内部设置低压双电源进线配电柜
或配电箱，采用单母线分段，母联常断，分列常
供，电气联锁，先断后通的结线方式，并在消防设
备末端加置双电源自动投切；二级负荷，断电后备
用电源投人时间可适当延时，户外配电采用10 kV
双电源，双台小区变，低压双电源常供，用户内部
设置低压双电源进线配电柜或配电箱，采用单母线
分段，电气联锁，先断后通，一备一用， 自动投切
或机械联锁，一用一备，人工投切的结线方式；三
级负荷，户外配电方式采用10 kv单路，单台小区
变，低压单路供电。户内单路进线。
3．2 住宅户外配电工程
小区供电采用环网形式，在10 kV架空网中，
采用辐射网结线(见图4)。在10 kv电缆网内，一
般在小区设1O kv开闭所，经开闭所向小区供电，
小区内按建筑面积设若干小区变电所，小区内每个
环网内小区变总容量，近期控制≤3000 kVA，远期
正常井环
图4 10 kV同电源环网
考虑不超过4000 kVA， 环网电缆统一采用120
铜芯电缆，开环运行，三级负荷小区采用单
环．有一、二级负荷的小区采用双环网。
3．3 用电负荷计算
小区用电负荷分近期及远期，近期指至2010
年期间，远期指2010年以后期间，在实施中小区
变、每户电表的容量可按近期计算负荷配置，导线
及开关设备等按原其计算负荷配置。按每平方米建
筑面积，普遍住宅负荷近期以30～40 w，远期按
40～50 w 计算，其中别墅近期以40～50 w，远期
按50—60 w 计算，有电梯、水泵等大楼的公用负
荷不分近远期，平均以每平方米建筑面积5～10 w
计算，消防系统负荷不统计在内， 配套小公建负
荷，近期以25～30 w，远期按30～40 w 计算。
由于随着每户建筑面积的增加，户内用电同时
率将有所下降，住户表计配置一般按表1配置。
表1 住户负荷配置
小区变压器经电容补偿后， 其c0s 以≥
0．85计，小区变最大负荷时，负载率以90％计，当
负载以住宅为主，同时率按0．8～0．85计，若配套
公建负载比重较大， 同时率按0．65～0．70计，综
合以上因素，换算到配变侧，小区每平方米建筑面
积近期宜以≥40 VA配置变压器，供高层住宅，近
期宜以≥50 VA配置变压器，供别墅住宅，近期宜
以≥60 VA配置变压器。
综合电压降、线损、安全运行及远期扩容可行
性，在规划设计时，以架空绝缘线及柱上变压器配
电的小区，每台小区变供电范围控制在6000 nl2左
右，最大不超过8000 n12； 以电缆线、户内组合变
或箱式器配电的小区，每台小区变供电范围控制在
10000 nl2左右，最大不超过15000 nl2。小区变应尽
可能深人负荷中心，单台容量近期控制小于800
kVA，远期控制不超过1000 kVA。
值得注意的是，小区变的供电虽然具备环网形
式，但全部是同电源的环网，这样的设计是基于小
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2002年第4期 电力 13
区变的用电性质，充分考虑了投资经济性和供电可
靠性而确定的，环网线路和截面和小区变高压设备
的选择相配套，可以发挥较高的效益。
小区变低压出线采用单母线4～8回出线，一
般630 kVA及以下4回出线，800—1000 kVA配变
6～8回出线，低压出线开关的额定电流选择≥400
A的开关。小区变低压出线主干线电缆采用4×150
mm2铜芯电缆，架空网采用4×120 铝芯绝缘
导线。至别墅楼采用4×16 mm2铜芯电缆，至公寓
楼(含多层级高层)采用4 X 35 mm2铜芯电缆，架空
网采用4×35 mrn2铜芯绝缘导线。一户一表的总进
出线统一采用1O mrn2铜芯绝缘导线。
4 配网自动化方案
杭州配电网的自动化目前处于起步试点阶段，
初步从5方面进行配网自动化全方位的试点，具体
为：
(1)进行全光纤网， 全功能fvrU的试点， 拟在
市区电缆网实施，主要目的是体现现代控制技术在
配电网的应用，要求功能齐全，控制先进。
(2)进行中压电力线载波通讯方式的自动化试
点， 目的是探索中压载波技术在配网自动化方面的
应用前景，为全面实施配网自动化中的通信通道大
好基础，以减少投资。
(3)进行以开关操作控制为主要目的自动化试
点，利用建简单功能的FrU，实现开关的远方控
制，以便迅速地进行开关操作及负荷调配，同时兼
顾故障隔离。通过这一试点的开展，寻求廉价fvru
的可能性，为大规模开展配网自动化打好基础。
(4)进行无通道方式的DA试点，利用自动重
合器等设备，实现故障区段的自动隔离和基本的备
用电源自动投入功能。这项试点主要是用考虑郊区
或农网线路中，线路较长、故障较多情况下提高供
电可靠率要求，为郊区、农网配电自动化实施做好
前期准备。
(5)进行配电变压器侧数据采集的试点工作，
通过合适的方式，采集配变侧的数据将为配网自动
化提供完整的数据，对配网管理意义重大。实现配
变侧数据的传输，整个配电网就可以处于完全监控
状态，从而实现真正意义上的配网自动化。
5 结束语
随着市场经济的发展，社会需求对供电部门提
出了更高的要求，尤其是在优质服务和高效服务方
面是电力企业面对市场的首要任务。配电网的建设
一方面需要保证对用户的优质供电， 同时也必须充
分考虑到网架自身的安全、经济运行。因而在配电
网的设计原则中必须对以下方面有足够的重视。
(1)配电网的规划必须考虑相当长时期的适用
性，网架结构宜保持不变，因而对于线路运行负荷
水平限制的原则必须始终贯彻， 同时当用电负荷增
加时网架改造工程量应最小。
(2)满足用户供电需求是电力企业的基本责
任，作为企业同时必须充分考虑运作的合理成本，
故对于用电的满足还需考虑供电设施的必要性，这
一方面的主要是要根据用电负荷等级进行合理、经
济的配置，如小区变的环网可采用单电源，而大用
户则因从主干线双路环入。
(3)供电可靠率无疑体现了供电企业的综合供
电能力，现阶段而论，单纯采用增加线路、环网等
手段实现过高的可靠率指标，并不是明智之举。一
方面可靠率指标应和用户的实际需求相结合，对于
用电可靠率要求不高的用户采用高可靠率供电，在
未实施“优质优价” 的形势下，显然效益存在问
题。
(4)配电网的电能质量由于用电供需矛盾突
出，没有引起人们的足够重视，随着电网建设的深
入，电能质量问题被提到了议事日程。一方面有用
户用电类型不同提出电能质量的要求，另一方面，
供电企业自身的安全、经济需求也对电能质量提出
了要求，供电企业在控制电能质量方面投入了大量
的人力、物力。在规划阶段就进行电能质量的相关
控制将会事半功倍。
收稿日期：2002一O1—11
作者简介：何春林(1966一)， 男， 浙江绍兴人，高级工程师，
学士，主要从事配电网规划设计、管理及配网自动化相关．T-
作。

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