四川华风鑫创电力设计有限责任公司北京分公司 吴海涛

1 引言

10kV配电网工程应用范围较为广泛，涉及我国社会活动的各个方面，因此保证10kV配网的稳定性较为关键。在实际生活中，传统的配网方式容易出现供电不稳定、电能损失大以及维护成本高等弊端，产生经济增长与配网建设间的矛盾。因此，双环网供电模式开始出现，通过智能运行方式，提高供电质量及供电可靠性，有效提升电网运营效率和效益，提高电网运行管理水平。根据大兴区某用户新建开闭站项目，本文结合项目实际对电缆双环网深入分析，对于中压电缆网双环式接线方式、备自投的运行方式以及光纤纵差保护的优点进行论述。

2 10kV配网电力工程施工技术应用的必要性

10kV配网作为电力系统的重要构成部分，其主要功能是持续供电，工作强度大、技术需求高。10kV配网的建设工程需要精确到点，覆盖到面，每一个环节都需要施工人员的严格把关，排除一切干扰因素与潜在隐患，严格按照标准要求进行作业。此外，为了保证工程的整体完成质量，配网工程中的技术问题需要经过严格的分析与研究，通过科学管理的方式确保工程每一个关键节点的质量，从而保障整体系统的供电性能[1]。

3 10kV配网电力工程技术准则

3.1 合理划分电网配置

在电网的配置管理中，需要注意是，根据客户的不同需求要针对性划分，如对重要客户的线路铺设采用双路供电方式，以保证其稳定的供电效果。为了保证配电网的正常运作，定期的检修维护工作必不可少，因此要为关键负荷配备应急式电源来应对一些特殊情况下需要断电但不能断电的用户或场所，如电路维护与故障检修，通过该方式可以有效确保维护期间部分特殊场所的正常供电。而在应急电源的选择中，蓄电池、干电池、小型发电机组等设备都是常见的选择项。

3.2 保证配网的供电稳定

在10kV配网供电中，一般采用双电源供电配置，一个正常配电供应，另一个为备用电源，在供电系统出现故障，工作电源停止运作时，启用备用电源，即可恢复正常的电力供应，为修护常用电源提供充足时间。在实际工程应用中，开闭站进线及联络线路配置光纤纵差保护，独立专用光纤通道，两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性，同时对电缆网实现差动保护，较大地缩小了故障切除时间；通过自投装置智能识别并自动适应一次接线的运行方式，能最大限度提高电缆网的可靠性，发挥双环网可靠性的优点，保证供电的安全可靠[2]。

3.3 规划干道的电路路径

为保证10kV电网的顺利铺设，作为主要铺设路径，城市主干道需要在施工初期就要为电网预留架空线路走廊，将电缆铺设点作为主次干道的必备设置点位。

3.4 提高设计标准

闪络故障作为影响配电网系统正常供电的主要问题，需要加强绝缘设计来减少其带来的危害。在现实操作中，电力公司通过参照20kV的设计方式对10kV电网的架空线路进行绝缘设计，以减少闪络故障的发生。

4 工程数据概况

按照工程建设规模及用电负荷等价划分，高压配电线路采用110kV电压，中压配电线路采用10kV、0.4kV、0.23kV电压，各功能分区及供电负荷量在工程北部区域建立两座中心变电站，电压等级为110kV、10kV。第一座中心变电站坐落于主干道西侧，综合楼西北侧，第二座中心变电站坐落于主干道东侧，综合楼东北侧。根据区内功能分区用电负荷量和用电性质，将相应用电设施按地域要求合理布设在两座中心变电站周边，并确保所有设施位置均不会超出供电范围。其中，第一座中心变电站以重要设施为主，确保其供电稳定；第二座中心变电站主要承担作业区、办公区、货运区、场务区等辅助设施供电。

5 10kV配电工程的技术问题及解决

5.1 配网布置规范化

社会对供电需求的不断提升给10kV配电工程带来了更多困难与压力，在环境因素及设备自身因素的双重作用下，电力运行故障明显增加，甚至可能出现永久性故障，在此种情况下，变电设备跳闸概率也显著提升。因此，电力企业应建立环网供电单元、电缆进出线柜等设施，以便在第一时间对故障路线隔离，进而降低故障危害性，确保供电可靠性。

5.2 闪络问题的解决措施

一旦固体绝缘子附近存在气体或液体介质时，会导致电击现象，从而影响到电力设备的绝缘性，损坏设备表面，专业上将此种情况称之为闪络。为有效减少闪络发生的可能性，电力企业必须进行配网线路和电力设备的污染处理工作，如在支撑绝缘体、穿墙套管以及转接瓶等部位添加防污装置；为降低相对湿度可在开关室内放置干燥设备，从源头缓解闪络问题；定期对电力设备进行清扫，降低由于外界环境而导致的不利影响[3]。

5.3 完善配网防护

复杂性是10kV配网结构较为突出的特征，其很容易受内外因素影响而出现线路故障，因此对配网结构进行防护至关重要。配网绝缘性能的高低与否直接关联到雷击事故发生的概率，配网在建设过程中，应根据不同线路类型详细分析其绝缘性，对重点路线及关键部分加以防护。此外，在安装避雷设施前要先明确相关参数，并做好实地检测。

6 环网技术及效益探析

6.1 电缆双环网接线方式及运行方式

相比传统电网供电模式而言，电缆双环网供电模式更加安全可靠。该模式构建了一个更为完善的网架结构，布局科学且调度灵活，显著提高了供电系统的运行稳定性。电缆双环网是以双环网接线方式为基础，采用电缆连接方式，通过一次、二次设备融合使电缆网实现成环。

6.1.1 电缆双环网接线方式

电缆双环网接线方式如下：从同一供电区域两座变电站的10kV母线中各引出一条线路，共同构建双环式接线回路。双环式接线回路可以同时为用户提供来自两个方向的电源，满足从上一级10kV线路至用户侧10kV配电变压器的整个网络的“N-1”特性，不仅提高了供电稳定性，也提高了供电灵活性。

环网单元通过在两段母线之间设置分段开关的形式，确保主干线正常运行时负载率能够达到75%，负载率的提高有助于优化线路配电性能。电缆双环网模式适用于用户集中并对电力需求较高的区域，如城市的中心区、商贸区、繁华街区或者重要用户居住区等，这些区域普遍要求持续性高质量的供电，负荷密度要求高、电能稳定性及可靠性均有特殊的要求。双环网开闭站与两条母线之间配备有联络开关，这不仅能够提高配网的自动化水平，还可以使配电网系统拥有负荷转移能力，能够有效保证电力网络的稳定性。

6.1.2 双环网结构及运行方式

双环网结构实质上是两个相互独立的单环网络分别配备有分段开关，具体如图1所示。常规配网模式下，主干线的负载率为50%，供电能力一般。而双环网模式则通过在正常的环络单元中对两段母线分别设置分段开关的方式，使得主干线负载率可提高至75%，供电能力也随之大幅度提高。所以，双环网主干线正常运行的负载率在50%～75%。两段母线不设置开关的环网单元模式与双环网模式，都是符合“N-1”供电安全标准要求。从整体角度上看，第一种环网单元本质上是两条独立的单环网，相较双环网模式供电能力较差，很难满足用户大规模用电需要[4]。

图1 电缆双环网接线方式

6.2 环网供电的技术特点

6.2.1 具备就地保护功能

经过配网技术的不断升级及完善，伴随着电网逐渐形成绝缘化、无油化模式，现代电网的故障发生概率大幅度减少，基于此，配电网研究逐渐向系统化、自动化、智能化方向发展。结合智能化技术与自动化技术，能够实现对电网故障的就地隔离，再通过系统化管理完成负荷转移及线路优化等工作，有助于从技术层面上切实解决10kV电网过度依赖集中保护而导致供电稳定性差的问题，这也是顺应现代社会配电网发展需求与趋势的。双环网配电模式可借助智能化故障查询及就地隔离功能，对线路故障问题进行隔离及维修，给检修团队提供更高的工作效率，最终维护配网线路的稳定。

6.2.2 避免大面积停电事故

以传统通信为主要处理手段的方法极易引起配电网的大面积断电，严重影响电网的持续供电能力，环网将故障的快速实时处理功能，下放到现场设备就地处理技术可以有效地解决这个问题。

6.2.3 实现配电网多层次管理

通过在电路架杆上安装检测设备，能够实现对电网线路的实时监控与故障问题反馈。再辅以智能化技术科学管控电网经济运行以及电路运转，最终构建出配电网的多层次管理体系[5]。

6.2.4 电网经济化运行

环网模式下的配电网，可以根据区域内用户实际需求对线路网络进行负荷转换，即通过配电自动化开关的频繁操作以调整实时负荷，有助于优化电网运行的经济性。

6.3 环网供电效益分析

通过提高配电网运行的安全性，就能够获得更好的经济效益。环网模式既有助于增加电力销量、降低电能损耗、避免设备损坏、减少运行维护费用，同时也有助于保障配电网运行的安全性，最终实现了提高电力企业经济效益和社会效益的目的。

6.3.1 促进电力系统技术水平提高

环网式配电模式实现了电流系统一次设备，从仅具备开关功能到能够用作智能化调控的优化。该模式的应用，再加上与现代电气技术、计算机技术、工业自动化技术和智能化技术的结合，将电力系统整体技术水平提高到了全新的层次，并促使其逐步向智能化方向发展。

6.3.2 促进电力系统市场化

环网配电技术的应用，最大限度提升了供电系统管理水平，确保能够为用户提供更优质的电力供应服务。在推动社会经济发展的同时，也为电力系统的市场化发展奠定了良好基础。

6.3.3 形成良好的行业风格

在全社会追求高质量生活的背景下，建设电力行业的社会形象，实现用户利益最大化，减少停电或者大规模断电情况的发生，提高政府和人民对电力行业的满意度。总言之，通过实施环形供电以获得良好的社会效益。

6.3.4 提高配电网可靠率

结合环网供电技术，有助于检修人员及时、精确地定位故障点，进而将故障问题所带来的影响控制在一定范围内。此外，环网供电技术实现了双电源稳定供电，不会因为单条线路出现故障问题而导致电力供应中断，有效提高了配电网运行的可靠性与稳定性，避免给用户造成较大的经济损失。

6.3.5 及时发现事故隐患

环网供电具备就地保护模式与故障快速排查功能，不仅能快速处理故障，恢复线路供电，提高维修团队处理线路问题的工作效率，同时还能减少因为大规模断电或者长时间断电对社会生产造成的损失，以及对居民生活造成的困扰。无论是经济方面还是社会方面都有较大的效益，并且降低了因查找故障点而形成的人、财、物的浪费，达到了增加企业经济效益的目的。

6.3.6 提高电能质量

按照国家电网法的要求，当电力公司因为自身运行失误，造成电网断电或电力质量下降而给用户造成损失的，客户有权索取赔偿。在居民对高品质电能需求日益增加的背景下，一种稳定可靠、平稳高效的电力网络成为社会的首选，从而为社会生产与居民生活提供高效、高质的电能。因此，采用环形配网模式以及智能化电网技术与管理系统，是目前电力企业提供优质服务，获取更高效益的有力保证。

综上，电力是社会发展的主要能源，10kV配电网作为电力系统中的重要环节，不仅是电力网络的主要构成，也是社会稳定的关键因素之一。随着经济的发展与社会的进步，10kV配网线路的运行环境愈发复杂，承担的压力也越来越大，因此需要不断加强对相关技术问题的研究与探讨，给予10kV电网相关技术问题以合适的解决措施，确保配电网系统的安全与稳定，为生产与生活用电的质量提供有效地保障。