讨论配电线路电缆化对中压配电网的影响

摘要：随着我国经济的发展，城市建设速度加快，传统的电网架空线路已经无法满足当前城市的发展需求，因此对城市电网进行改造成为我国城市发展的重要任务。对城市电网推行电缆化改造具有很多优点，可以有效的提高电网运行的安全性、可靠性，保证用电设备的安全运行。

关键词：电缆线路；架空线路；配电自动化；影响

中图分类号： TM7 文献标识码： A

目前，我国很多城市对配电网改造工程已经取得了一定的进展，还有部分地区已经基本实现了中压配电网的全电缆化，逐步取代了架空线路的配电形式，随着改造工程的进一步开展，我国的中压配电网电缆化程度将会有更大的提高，对促进我国经济的发展具有重要意义。

1电缆线路与架空线路的比较

1.1敷设与架设方式不同。一般电缆线路的敷设方式主要有：直埋敷设、沟槽敷设、排管敷设以及隧道敷设。不同的敷设方式各有其不同的适用范围，由于受城市道路可用通道的限制及地下交叉管网的影响，地下电缆采用排管敷设方式的较多。架空线路通过杆塔支撑在离地一定距离处架设，在规划设计中，应满足导线与树木与建筑物之间的安全距离。

1.2故障类型。电缆线路故障的主要类型包括：外力破坏、电缆附件制造质量缺陷、电缆安装质量缺陷和电力电缆本体质量缺陷。如不计外力破坏因素，电缆投入运行后的1~5a内最易发生故障。从以往的经验看，电缆线路故障中的40%属于外力破坏，60%属于电缆运行、电缆本体及电缆施工问题引起的故障。架空线路易受如雷电、风害、环境污染、树枝碰线、施工工艺差以及人为故障等外界因素影响。

1.3供电可靠性。由于电缆线路与架空线路敷设方式不同，电缆受外界因素的影响小，故障率处于相对较低水平。但是，地下电缆的故障是持久性的，由于电缆检测、清除和修复故障需要较长时间，因此电缆故障往往会引起长时停电。

电缆线路与架空线路可靠性参数见表3。

线路类型 每百公里故障率/次·a-1 每条修复时间/b·次-1

电缆线路 0.5~3 15~45

架空线路 1~4 5~15

1.4造价。由于材质及工艺的不同，电缆线路的材料、附件、安装设施等总造价远高于架空线路的造价。

2对配电网接线方式的影响

配电线路电缆化对中压配电网的接线方式有重大影响。由于架空线路与电缆线路的常用接线方式不同，而且架空线路与电缆线路存在着以上所述的很大的差异，这直接影响到配电网在新建电缆线路或进行架空线人地改造时所选择的接线方式。

2.1配电网中单电源线辐射接线方式逐年减少。单电源线辐射接线(见图l)虽然有投资小、新增负荷时连接方便、负荷率较高等优点，但当线路故障时，部分线路段或全线将停电;当电源故障时，将导致整条线路停电。电缆线路发生多为持久性故障且修复时间较长，因此电缆线路相对较少采用此种接线模式。随着对供电可靠性的要求越来越高，配电线路电缆化的趋势将延续。

图1单电源线辐射接线

2.2在配电线路电缆化的大背景下，不同母线出线的环式接线(见图2)、不同母线连接开关站接线(见图3)、两联络双n接线(见图4)等接线方式的应用将大大增加。

图2不同母线出线的环式接线

图3不同母线连接开关站接线

图4两联络双n接线

2.3高负荷密度地区可考虑更多地采用两联络双n接线或不同母线接开关站的接线模式：

(1)采用环式接线时，考虑到“N一1”的要求，正常运行时，电缆线路的负荷率需要控制在50%，以保证故障情况下的负荷转移，这就造成电缆线路的供电能力不能充分利用。相比之下，两联络双n接线时电缆线路的负荷率可以提高，当其中一条线路故障时，整条线路可以划分为若干部分被其余线路转供，运行较为灵活。但是，这种接线方式对于要求周边电源点丰富、且负荷密度较低的情况，从经济性上考虑，不太适宜采用。因此，一般在城市核心区、繁华地区，以及负荷密度发展到相对较高水平的区域可更多考虑采用。

(2)不同母线连接开关站接线方式同样可以缓解高负荷地区仓位、通道资源紧缺的问题，且接线方式清晰明确，运行维护、调度操作简单明确，开关站出线间既可采用放射状接线亦可形成小环网，同样具有较好灵活性。

2.4点对点供电方式(电缆专线)的应用。电缆专线方式并不同于单电源线辐射接线。虽然其负荷也不能转移，但由于线路长度短、全地下敷设、点对点供电，所以其故障率极低，同样能保证高可靠性。

3中性点接地方式的选择思路

目前我国变电站中接地方式一般有三种：中性点不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地。对于配电线路电缆化的发展趋势，中压配电系统中性点接地方式主要考虑以下方面。

3.1以电缆线路为主的中压网络发生单相接地时，故障点的间歇性电弧易造成过电压。采用中性点经小电阻接地可以降低单相接地故障时非故障相的过电压，抑制弧光接地过电压，消除谐振过电压和断线过电压，避免使单相接地故障发展成相间故障。

3.2接地容性电流的大小也是中性点接地方式选择的主要依据之一。变电站35kV和10kV系统单段供电母线接地容性电流超过100A时，宜采用小电阻接地方式;接地容性电流在10~100A之间宜采用消弧线圈自动补偿接地方式;接地容性电流小于10A时，可采用不接地系统。因电缆线路的电容远大于架空线路的，随着配电线路电缆化的进展，电缆线路条数和长度所占比例越来越高，接地容性电流也不断提高。

4对继电保护和配电自动化的影响

4.1继电保护

配电线路采用的继电保护策略也应有所调整，以适应配电线路电缆化的发展。

1)在采用中性点小电阻接地的系统中，10kV线路加装零序电流保护

2)纯电缆线路上的故障绝大多数为持久性的，全线路不采用重合闸。

3)少数短距离35kV电缆线路终端线可采用纵差保护以保证保护动作的灵敏性和可靠性。

4)支接电缆线路上加装负荷熔丝，以减少电缆线路故障的影响范围，也缩短故障定位时间。

4.2配电自动化

电缆线路故障一般为持久性的，故障定位较为困难，故障修复时间较长，降低了供电可靠性。在有条件地区，应在跨越电缆两端装设电缆故障指示器，同时在跨越电缆较多的出线中加装杆上隔离开关以缩短故障定位、电网重构时间。

5提高了电网规划、调度工作的要求电网规划工作中，采用电缆线路需要考虑因素较多：为避免导致将来反复开挖乃至排管电缆的废弃等后果，规划过程中需要更慎重选择电缆线路的路径、排管的孔数等，由此，接线模式的评估选择工作也更为重要。由于电缆线路的散热条件较差，电缆线路承受长时过负荷的能力较小，因此对负荷预测的准确度也提出了更高要求。电网调度工作中，架空线电缆混合网使调度人员面对着一个接线方式繁多的配电网络，而且电缆故障定位的难度较高，这对电网调度人员的故障处理能力提出了更高的要求。由此，调度人员要面对更多的部门，如何更合理地安排操作人员的送电顺序，协调好不同部门的工作，对调度人员的协调决策能力提出了更高的要求。

7结语

随着城市建设的发展，供电可靠性要求的提高，配电网电缆化是城市电网改造的发展趋势。由于架空线与电缆线路在多方面存在很大的差异，配电线路电缆化的进展对中压配电网的接线方式、中性点接地方式、继电保护和配电自动化等多方面产生了较大影响，同时也对电网规划工作和电网调度工作提出了新的要求。

参考文献

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