配电网与电力系统

摘 要：配电网在电力系统中扮演的角色举重若轻，是关乎整个电力系统正常运行的重要指标，对其可靠性的要求很高，可以实现经济调度，要求具有灵活的运行方式并且适应系统的发展需要等。

关键词：配电网；重要指标；可靠性

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0031-01

电力网按照功能来分可以分为输电网和配电网。输电网一般由电力系统中电压等级最高的一级或是两级电力线路组成，它的主要任务是将各种大型发电厂的电能安全、可靠、经济地输送到负荷中心。

配电网的主要功能是将小型发电厂或变电所的电能通过合适的电压等级配送到每个用户。因而对配电网的主要求是：接线要简单明了，结构合理。供电可靠性和安全性要高，至少应满足“N-1”法则；符合配电网自动化发展的要求等等。所谓N-1法则，是电力系统可靠性评估或设计的一条准则，他是指系统失去任一元件后，对系统的影响能控制在规定的范围以内。我国现行的配电网的电压等级可以分为三种，即高压配电网（35kV、110kV），中压配电网（6kV、10kV）、低压配电网（380V、220V）。本文主要论述10kV配电网，本文为了方便直接将10kV称为高压，将380/220V称为低压，特此说明。

中压配电网的主要接线方式如下图：由放射式、树干式、环网式以及这些方式的组合等。实际中如何选用接线方式，视所需的供电可靠性而定。

一、配电网中的电气元件

配电网主要是在负荷中心的电力网，组成配电网的元件当然有电源（变电站），还有起分配电能作用的开闭所、配电室、环网柜、台架（区）、（环网）箱变等（注：可能每个地方的叫法会有些不同，这些名称是武汉市的叫法），下面对武汉市配电网中各元件分别予以介绍。

（一）开闭所

因为配电网位于城市之中，这里的用地都是比较紧张的，所以变电站出来的配电间隔是很有限的，故在10kV出线间隔不足或是10kV出现走廊受限制时，就在城市之中建一些开闭所。开闭所内没有电压等级的转换，是采用10kV电源引入再对外分配10kV电源的户内开关柜组和供电设施。开闭所适用于新建居民住宅小区、市政建设配套工程。

开闭所按其规模可以分为一类开闭所和二类开闭所。一类开闭所指具有两路电源进线，单母线分段接线，总供电能力在7000kVA～20000kVA的开闭所，通常为2进8出，有16台高压柜，占地面积为60～80；二类开闭所指具有一路电源进线，单母线接线，总供电能力在7000kVA的开闭所，通常为1进8出，有10台高压柜，占地面积15～25。

（二）户外环网柜（箱）

户外环网柜（箱）从电气上说应该就是一个小型（2m×1m）的开闭所，他也起着增加10kV配电间隔的作用，还可以增加配电网络的分段点，适用于城市规划、配电网改造、市政工程和住宅小区以及架空线入地等配套工程。户外环网柜（箱）通常的规模为5单元，即出线和进线共有5回，其里面的主要设备就是断路器或负荷开关。

（三）配电室

配电室接近负荷中心，具有变换配电电压，分配10/0.4kV电能的功能。根据需要配电室里布置1～2台变压器，2～4台高压开关柜，4～11台低压配电柜，高压负荷开关柜、变压器、低压配电柜分别布置在高压室、变压器室、低压配电室内。占地面积在45～85。

这些都是基本的配电设备形式，其实还又可以有组合的方式。比如说有的开闭所里面可以放置变压器，兼有配电室的功能。有的配电室可以向外以10kV电源环供，兼有开闭所的功能，这种叫做中心配电室。

（四）台架和箱变

台架和箱变实际上功能式相同的，都是用来给小区分配电能的。以前很多变压器是放在露天的杆子上，断路器、避雷器都是柱上式的，这种形式叫做变压器台架；现今城市配电网都进行杆线入地改造，变压器不是露天放置，而是移到了一个有断路器、避雷器等设备的箱子里面，这种形式就叫箱变。可以说这又像是一个小型的配电室。如果箱变还可以分配10kV电能，就叫做环网箱变。

二、配电网的功能和特点

配电网的任务是将电能安全、可靠的送到每个用户，是电力系统的终端。对于电力系统来说，如果没有配电网，那么整个电力系统就没有意义，发电厂发出的点无法传送。对于用户来说，如果没有配电网，我们的一切生活秩序就要被打乱了，工业的发展，社会的发展都会成为问题。

配电网的特点一般有：深入城市中心和居民密集的地方；传输的功率和距离一般不大；供电容量、用户性质、供电质量和可靠性要求千差万别，各不相同。

三、配电网的现状和发展

输电网的发展相对于配电网来说是发展的很成熟了，现在的超高压输电、直流输电技术、灵活交流输电技术的应用使得输电网发展的越来越坚强。配电网的城网建设近年虽然有了很大的发展，但是仍然存在不少问题。就以武汉城网为例来说：缺乏220kV电源的有效支撑和统一的长远规划，有些220kV变电站都位于市区边缘，而110kV站大多位于市区中心，从而有的220kV变电站存在负荷分布不均现象，汉口城区部分110kV变电站还靠汉阳的220kV变供电，使得110kV电网结构不够清晰，显得比较零乱，一条线路串接变电站较多，相当一部分地区拟建的110kV变电站接入系统有困难。由于第三产业和居民生活用电增加较快（尤其是夏、冬季降温、取暖的空调及加热器负荷），导致电网峰值负荷逐年上升，峰谷差越来越大。电网无功不足电压水平不高。武汉电网在大负荷方式下主网电压水平偏低。例如：在2002年7月16日最大负荷方式下，220kV主网电压在218～223kV之间。这些都是有待解决的问题。

四、结束语

配电网络现在还有一些问题需要解决，但是随着发展，配电网一定可以发展成可靠性、安全性、经济性逐步提高，网络的结构逐步优化，逐步实现高度自动化、智能化的配电网，可以最大限度地以最小的损耗，以尽可能高的效率，极高的可靠性，安全地将电能送到每个用户，而不是成为电力系统发展的瓶颈。

参考文献：

[1]焦留成.实用供配电技术手册[M].北京：机械工业出版社，2001，8.

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京：水利水电出版社（现中国电力出版社），1994.