探讨20kV配电网络接线方式设计及工程实践

孙成涛

身份证：  210222197901015630     

摘要：在我国社会经济结构不断完善背景下，电网的负荷密度不断增加，以往所应用的10kv的配电网已经无法满足用户日常增长的需求。在新时期下，电网设计环境和外部环境发生了较为明显的变化。在20kV配电网试点过程中，设计人员应该对部分地区的试点工作进行可行性分析，同时实现接线方式的优化设计。基于此，本文就20kV的配电网络接线方式进行全方面分析和讨论，同时对其配电网络的工程实践进行探讨，一起为相关学者的研究提供相应的参考和借鉴。

关键词：20kV；设计；配电网络接线方式；质量

近年来，部分城市实现了经济的快速增长，城市电网规划和设计工作面临着较为严峻的外部环境，城市在电网设计和规划环节面临着诸多问题，再加上城市电网搭建密度和电力资源使用量的快速增长，如何有效保证城市电网的电力供应能力？已经成为各大电力企业重点关注的问题。而实现配电网电压等级是保证城市电力资源正常供应的根本途径。以往所应用的10kV配电网已经不能适应偏远地区的供电问题和供电质量问题。因此，推动20kV电压的广泛应用已经成为我国配电网建设的“必经之路”，这是因为20kV电压不管是在高负荷，且密度较大的区域，还是电力负荷较低的地区，都具备较强的适应力[1]。

1.现阶段20kV电压的发展情况

目前，我国大多数地区的电网主要是以10kV电压为主，一定程度上能够满足我国大多数地区的用电需求。但是随着我国经济社会结构的不断完善和电力行业发展速度的不断加快，部分地区的电力负荷不断加大，10kV配电网的电力输送能力存在一定的局限性，且难以适应现阶段的用电需求。而在西方国家，已经逐渐实现以20kV为主的配电网构建。但是部分西方国家在应用20kV电压时，经历了漫长而艰难的升级改造过程。在上个世纪末，部分西方国家就开始广泛应用20kV电压，并且成功运行了多年，20kV系统的成功应用，也被看作是极具眼光的选择。

2.20kV网络接线方式设计概述

在满足电缆铺设和线路架空的前提条件下，供电半径主要取决于电力资源的主变容量、设备数量和负荷率等。配电网的设计和构建应该且遵循电源位置和负荷分布位置等，在不同的地理位置上，应该分配较为独立，且能够实现互供的区域，同时，在分配供电区域时，设计人员和技术人员应该对供电范围进行精准划分，避免供电区域出现重复的情况，如果配电网的电源数量增加，那么负荷也会随之增长[2]。要想加强20kV配电网络和各电站之间的联系，就应该在每两座电站之间设置相应的联络线路，同时，保证各电站的联络线路的数量，促使其数量维持在20kV线路数量的28%左右，以便于保证电力资源供应的可靠性。20kV配电线的规划和建设应该与城镇化发展的要求相适应，同时在铺设线路时，应该所建设区域的环境相适应，在保证建设可靠性的同时，加强20kV线路与环境的适应性。

2.1电源测变电站母线接线

变电站的电气接线方式应该综合考虑到设备运行和保修过程中的灵活性、可靠性，在减少成本支出的基础上，根据变电站的储备量和设备特征等条件进行全面分析，并采取简单化原则进行接线。现阶段，部分地区在变电站运行过程中，选择10kV高压母线进行接线，考虑到10kV相关设备的资源较为丰富，因此，尽管在技术改造过程中，需要应用到多种类型的先进设备，在技术人员和操作人员的充分利用下，以往的电力资源可以得到有效利用。20kV母线接线方式的设计可以看作是单母线的三分段式应用，这种接线方式主要适用于拥有三台主变的变电站。技术人员可以在三分段的基础上，将母线进行分段扩展，促使其能够适应三台以上主变的变电站。要想适应三台以上主变的变电站，就应该将母线中段的主变连接转换为2M左右的母线段[3]。

2.2侧配电室母线接线

双电源接线方式主要是以20kV为基础，通过单母线分段接线实现的。在母线连接时，技术人员应该利用断路器，实现各母线之间的联系和联络，每段母线都应该配备相应的主变，同时实现20kV配电网的构建。单电源接线方式主要是以20kV为基础，利用单母线与主变设备实现的。两供一备电源接线方式主要是以20kV为基础，利用单母线三分段接线实现的。三段母线之间会依次设置负荷开关，单段母线都会配备相应的与主变设备，进而将另外一端的母线作为备用电源，实现20kV配电网的构建。

2.3供电线路接线

2.3.1电缆配网接线

现阶段，部分地区的10kV配电网主要是作为公共配电线路存在的，10kV配电网是在电缆配网接线方式基础上建设的，同时具备两个以上的电源接口，供电能力具有较高的可靠性。为了有效节约电力资源，技术人员和操作人员应该充分应用10kV相关资源，在将其转化为20kV配电网以后，实现公用配电线路的优化改进，公用配电线路的初步设计方案如下所示：

（1）双放射方式：由于部分建设区域是按照大城市规模进行规划的，所以在设计过程中，预估的未来负荷密度较高，所以需要双电源供电的用户数量也会随之增加，这种接线方式的可靠性较高

[4]。

（2）单环网接线：由于单元网是由大量的负荷开关所构成的，所以单环网的电力资源既可以由不同结构的变电构成，又可以由统一结构的变电站构成。尽管单环网只能为用户提供单一的运行电源，但是在整体电网故障时，能够及时为该设备提供其他电源，促使其在最短时间内恢复非故障线段的供电。

（3）双环网接线；这种接线方式可以由双射与单环网过渡实现，主要应用于对供电质量要求较高的消费者。这种接线方式可以最大程度提高各线段的利用率，促使其利用率达到70%左右。在电缆线路接入供电设备基础上，技术人员可以通过环网柜进行供电反馈，在条件局限时，可以利用电缆分支箱进行电力接入。

2.3.2架空网络

现阶段，大多数地区在建设10kV配电网时，都会利用架空网络接线方式实现公用配电线路的建设。为了有效节约建设资源，在20kV配电网建设改造时，其设计改造方式如下所示：

（1）辐射式接线：在正常运转过程中，电力网络通常是由以辐射形馈线为基础，通过20kV电网实现的，此接线方式主要应用于较为偏远的地区。部分地区在试点过程中，应该划分部分偏远地区进行试点，在设计方案中，增加这种接线方式的利用率[5]。在过程中，技术人员需要注意的是，这种接线方式无法满足N-1的建设要求。为了最大程度避免事故发生率和检修次数，在建设主干线网络时，设计人员应该充分考虑到母线搭接的长度和容量，同时对用户数量进行分段配备。

（2）互联接线：在电源点之间，技术人员可以将其进行互联。一般情况下，如果电源之间的联络断开，那么就可以利用辐射进行正常运转。如果其中一个电源点出现运行故障问题，那么就应该将联络开关进行关闭，进而恢复故障段的正常供电；如果部分线路出现故障问题，那么在故障点隔离以后，技术人员仍然可以回复部分负荷点的供电。这种接线方式需要备用容量在50%以上的线路[6]。

结语

综上所述，20kV电压已经成为我国配电网建设的“必经之路”。对此，技术人员应该不断配电网络接线方式进行优化设计。

参考文献

[1]倪佳俊,周磊.智能化技术在10kV配电网络中的应用[J].集成电路应用,2022,39(06):270-271.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.06.122.

[2]牛建华.10 kV配电网络运行事故原因分析及预防措施[J].黑龙江科学,2021,12(22):106-107.

[3]谭米,罗鹏.10kV配电网络诊断分析方法应用[J].大众用电,2020,35(06):26-27.

[4]邓国平,曹慧.10kV电力系统配电网络智能化探索[J].中国设备工程,2020(06):27-28.

[5]杜安平.试论10 kV电力系统配电网络的智能化[J].通讯世界,2019,26(10):212-213.