夏毅仁，钱建春，卢婧婧

(1.上海合泽电力工程设计咨询有限公司，上海 200433；2国网上海市电力公司青浦供电公司，上海 201707)

为适应上海城市规划、国家电网公司“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”发展战略和上海世界一流城市配电网建设目标，解决现状配电网的实际问题，国网上海市电力公司基于现状配电网的条件和配电网发展目标，提炼出“钻石型”配电网的网架结构，进而体系化开展“钻石型”配电网的理论研究，从而完善“钻石型”配电网的定义、功能及标准。

作为“钻石型”配电网理论研究系列专题的组成部分，本文从用户接入方面研究“钻石型”配电网的适应性。

1 10 kV普通用户接入“钻石型”配电网模式及相关原则

1.1 开关站与配电室、环网室(箱)接入用户容量

10 kV“钻石型”配电网是指以开关站为核心节点、双侧电源供电、双环网连接、开环运行、配置自愈的电缆主干网，具有“全电缆、全断路器、全互联、全自愈”的特征，如图1所示。

开关站出线间隔采用断路器，可供高装接容量(单回装接容量大于800 kVA)的用户。

配电室、环网室(箱)出线间隔采用负荷开关+熔丝保护。在10 kV系统中若采用小电阻接地方式，考虑到零序电流保护整定值很难与熔断器的熔断曲线配合，因此当小电阻接地系统800 kVA以上和不接地系统1 000 kVA以上时，配电变压器需配置反映相间故障的电流保护和反映接地故障的零序保护。

考虑上海10 kV系统主要采用小电阻接地方式，应控制配电室、环网室(箱)出线所供用户装接容量在800 kVA以下。

1.2 供电电源点的要求

一般用户供电电源及接线有以下要求，具体如下。

(1)对普通电力用户可采用单侧电源供电。

(2)双回路电力用户应来自不同变电站、开关站、配电室、环网室(箱)或同一的变电站、开关站、配电室、环网室(箱)的不同母线段。

(3)常用双回路供电时，宜采用同一电压等级电源供电，一般不提供用于生产的备用电源，只提供用于检修、保安的保安电源。

1.3 装接容量800 kVA及以下的10 kV用户接入模式

用户单路用电容量小于等于800 kVA的10 kV用户可由配电室、环网室(箱)接入供电，接入电网示意图如图2所示。

图2 装接容量800 kVA及以下的10 kV用户接入模式

配电室接入供电的相关要求具体如下。

(1)双回路的10 kV一般用户，供电电源应来自配电室、环网室(箱)的不同10 kV母线。

(2)配电室、环网室(箱)出线直供用户的电缆宜采用YJV-3×70 mm2。

1.4 装接容量大于800 kVA的10 kV用户接入模式

单路用电容量小于6 000 kVA且大于800 kVA的10 kV用户应由开关站接入供电；单回线路所供容量6 000 kVA及以上时，若开关站进线承载能力允许条件下也可采用开关站供电模式，接入电网示意图如图3所示。

图3 装接容量大于800 kVA的10 kV用户开关站接入模式

开关站接入供电的相关要求具体如下。

(1)双回进线的一般用户，进线电源应来自同一开关站的不同母线或不同开关站。

(2)开关站出线直供用户的电缆宜采用YJV-3×240 mm2或YJV-3×120 mm2。开关站出线直供用户的单回装接容量大于4 000 kVA时，电缆也可采用YJV-3×400 mm2。

10 kV用户的单回线路所供容量在6 000 kVA及以上，在周边开关站无法接入时，可由变电站接入供电，接入电网示意图如图4所示。

图4 装接容量大于6 000 kVA的10 kV用户变电站接入模式

变电站接入供电的相关要求具体如下。

(1)双回进线的一般用户，进线电源应来自同一个110(35) kV变电站不同10 kV母线或不同变电站。

(2)所供一般用户的单回线路所供容量应大于等于6 000 kVA，并严格控制变电站直供模式。

(3)变电站出线直供用户的电缆宜采用YJV-3×400 mm2。

2 10 kV重要用户接入“钻石型”配电网的模式研究

2.1 重要电力用户的定义

重要电力用户是指在国家或者本市的社会、政治、经济生活中占有重要地位，中断供电将可能造成人身伤亡、较大环境污染、较大政治影响、较大经济损失，社会公共秩序严重混乱的本市电网供电范围内电力用户。

根据供电可靠性及中断供电对人身安全、政治、经济、环境保护、社会秩序造成的损失或者影响的程度，将重要电力用户分为特级、一级、二级重要电力用户。重要电力用户的分级和确定参见《上海市电力公司重要电力用户供用电安全管理细则》[1-3]。

2.2 一级重要电力用户接入模式

一级重要电力用户可采用变电站接入供电或开关站接入供电。为避免其他用户电源线路故障造成一级重要电力用户陪停，不宜采用配电室、环网室(箱)供电。10 kV一级重要电力用户开关站接入模式如图5所示。

图5 10 kV一级重要用户开关站接入模式

一级重要电力用户接入供电的相关要求具体如下。

(1)一级重要电力用户电源必须来自于不同的变电站或不同开关站，在用户单回电源线路所供装接容量低于6 000 kVA时，优先选择开关站接入供电。

(2)当电源来自开关站时，开关站对应的上级电源应追溯至不同的上一级变电站。同时重要用户电源进线应来自不同的线路通道(进站端除外，但电缆敷设时应保持一定间隔)。

(3)一级重要电力用户的进线电缆应采用排管敷设。

2.3 二级重要电力用户接入模式

二级重要电力用户具备双回路供电条件，接入模式与双回路普通用户一致。

3 “钻石型”配电网在用户接入方面的优势

3.1 “钻石型”配电网的用户接入特点

在用户接入方面，“钻石型”配电网构建了一个“以用户为中心”、“不停电”的网架结构。其中，单回电源线路所供装接容量高于800 kVA的10 kV用户，可接入10 kV开关站；单回电源线路所供装接容量低于等于800 kVA的10 kV用户，可接入10 kV配电室；低压用户可就近接入10 kV开关站或配电室的低压侧[4]。

“以用户为中心”的“钻石型”配电网如图6所示。同时，接入用户的10 kV开关站或配电室，在任意一回10 kV及以上公共电网线路故障时均能够保障用户不停电。

图6 “以用户为中心”的“钻石型”配电网

3.2 “钻石型”配电网与传统双环网在用户接入方面的对比

“钻石型”配电网与传统双环网用户接入模式对比如图7所示。

图7 “钻石型”配电网与传统双环网用户接入模式对比

“钻石型”配电网与传统以环网室(箱)为节点的双环网相比，具有以下优势。

(1)适应性强：“钻石型”配电网在地块内提供了不同容量10 kV用户和低压用户的接入电源，可以适应地块内用户情况的差异化，形成了以10 kV开关站、配电室和环网室(箱)为核心的中低压用户接入的平台。

(2)不影响供电可靠性：传统双环网中用户接入时需就近新增环网(室)柜，并接入主环网线；当用户单回容量增容至800 kVA以上或大于800 kVA的用户接入已建环网柜时，环网柜出线侧需改造为断路器，接入工程在主干环网上均会产生线路停电，影响供电可靠性。“钻石型”配电网中用户接入均不影响主干环网线路的运行，不会产生停电时间。

(3)用户接入费用低：传统双环网中10 kV用户接入线路需延伸至地块边界，并产生主干环网接入新建环网柜的费用。“钻石型”配电网中用户接入线路在地块内就近接入，相对接入线路较短，用户投资费用较低。

(4)对站址、通道资源要求较低：“钻石型”配电网中用户接入电源站址相对集约化(单站址可提供电源间隔多、可同时提供中压与低压电源间隔)，可避免市政道路上设置大量环网室(箱)或箱变，提升市容环境。在通道上，传统双环网需多个地块内延伸市政道路的电缆通道，“钻石型”配电网用户接入线路通道可在地块内敷设，相对通道长度短。

由此可见，“钻石型”配电网在用户接入的便利性、适应性、建设难度和用户投入均优于传统双环网，有利于营商环境的提升，同时在用户接入时无需改变主干网架、不产生停电时间，避免了用户接入对电网网架结构和供电可靠性的影响。

4 “钻石型”配电网对业扩技术原则的影响分析

用户业扩工程执行《国网上海市电力公司新建住宅区供电配套工程技术导则(2014版)》和《国网上海市电力公司非居民电力用户业扩工程技术导则(2014版)》，结合“钻石型”配电网的网架结构、设备选型及保护配置的研究结论，主要对10 kV开关站结构及配置产生影响，需提出新的要求。

(1)进一步加强用户供电方案应以配电网规划为依据。原技术导则中10 kV开关站采用单环网接线，在供电方案编制时需与配电网规划核对开关站进线的电源变电站。但实施“钻石型”配电网后，供电方案编制还应考虑开关站在双环网中的节点位置、开关站进线的电源变电站或开关站、双环网主干线环出方向等内容，这需用户供电方案与配电网规划紧密结合。

(2)开关站网架结构和接线模式需调整。开关站最终接线模式由单环网调整为双环网接线，电网过渡期间开关站在双侧电源变电站或双环网内其他开关站尚未建设时，可采用单环网接线，但在开关站规模、进出线通道、自愈系统等应按最终接线预留，开关站土建、进出线通道和开关设备选型一次建成。

(3)开关站规模需调整。开关站进出线规模需增加2回主干出线规模，即原技术导则中2进6出、2进10出、2进14出规模调整为2进8出、2进12出、2进16出(出线含2出主干环网线路)。

(4)设备选型中需强调流变的规格说明。按“钻石型”配电网接线需求，考虑在配电网建设时开关站在双环网中的节点位置可能存在调整情况，建议新建开关站进线开关及主干线出线开关的流变均采用800(400)/5 A规格。

(5)增加关于自愈系统的技术原则。在保护及自动化中增加自愈系统的说明，新建开关站环入已建双环网或形成双环网时，自愈系统一次建成；在电网过渡期间，开关站采用单环网时，需预留建设自愈系统的空间与接口。

(6)增加对开关站至市政道路之间电缆排管规模的规定。按“钻石型”配电网接线中开关站双环网接线的要求，考虑开关站主干环网线路进出线路均为双拼线路，需电缆排管孔数8孔；开关站可能存在供地块外出线，需电缆排管孔数2～4孔；开关站自愈系统、保护及信息的通信要求，需电缆排管孔数2孔(用于敷设光缆)；检修及预留需电缆排管孔数2孔，则开关站至市政道路之间所需孔位14～16孔，因而建议在技术导则增加开关站至市政道路之间的电缆排管孔位数不少于16孔。

5 开关站双环网接入用户容量的说明

5.1 开关站双环网接入用户容量分析

在开关站双环网目标接线时首端电缆进线采用双拼YJV-3×400 mm2，则线路额定载流量为720 A，最大输送负荷约12 000 kW，每组开关站双环网最大输送负荷约24 000 kW。

按上海市需用系数研究成果，取各产业用户需用系数的推荐值计算，开关站双环网接入用户容量如表1所示。

表1 分产业用户需用系数推荐值

在表1中，对于居民区1组开关站双环网接线建议接入容量控制在80 000 kVA以内，在非居民区如用户为双回路为主时，接入容量控制在68 000 kVA以内，如用户为单回路为主时，接入容量控制在35 000 kVA以内。

在实际电网中，开关站双环网所供的用户产业性质、用户电源回数存在较大的差异，开关站双环网可接入用户容量将随用户情况不同将存在较大变化，因而不推荐采用用户容量控制开关站双环网环入开关站的数量或接入用户的数量，双环网中的用户接入应按环网线路的负荷开展校核，以提升线路利用率。

5.2 10 kV用户容量限额提升对“钻石型”配电网的影响

如10 kV用户容量限额提升至12 600 kVA，1组开关站的双环网接线中接入1个12 600 kVA用户时，剩余开关站可接入约67 400 kVA的居民用户容量或约55 400 kVA的非居民配变容量，接入用户数量及开关站间隔利用仍可保持较高水平。

当10 kV用户容量限额进一步提升时，如1组开关站双环网接线中接入1个18 900 kVA及以上用户时，剩余开关站可接入容量将下降至61 100 kVA(居民)或49 100 kVA(非居民)，即开关站剩余可接入容量不足75%，此时将大幅减少开关站接入用户数量，从而限制了“钻石型”配电网作用的发挥，高容量用户接入模式趋于采用110(35)kV变电站直供模式。

为适应上海“钻石型”配电网的发展，建议10 kV用户容量限额提升需控制在8 000～12 600 kVA。

6 结语

(1)在“钻石型”配电网网架结构情况下，10 kV普通用户及重要用户接入“钻石型”配电网的典型模式与现有技术原则基本保持一致。

(2)“钻石型”配电网构建了一个“以用户为中心”、“不停电”的网架结构。“钻石型”配电网在用户接入的便利性、适应性、建设难度和用户投入均优于传统双环网，有利于营商环境的提升，同时在用户接入时无需改变主干网架、不产生停电时间，避免了用户接入对电网的网架结构和供电可靠性的影响。

(3)“钻石型”配电网对用户接入技术原则修订内容包括：进一步加强用户供电方案应以配电网规划为依据、调整开关站网架结构和接线模式、调整开关站规模、设备选型中强调流变的规格说明、增加关于自愈系统的技术原则、增加对开关站至市政道路之间电缆排管规模的规定。

(4)按上海需用系数计算，对于居民区1组开关站双环网接线建议接入容量控制在80 000 kVA以内，在非居民区如用户为双回路为主时，接入容量控制在68 000 kVA以内，如用户为单回路为主时，接入容量控制在35 000 kVA以内。但不推荐采用用户容量控制开关站双环网环入开关站的数量或接入用户的数量，双环网中的用户接入应按环网线路的负荷开展校核，以提升线路利用率。