浅论配电网的设计与设备选型
(佛山电力设计院广东佛山528000) 练振辉
摘要：本文对配电网的设计与设备选型进行了论述，并结合近年来城网的改造经验，提出了较为具体的方案。
关键词：供电可靠性 网架结线 短路电流计算 高低压开关 变压器 配网自动化
一、序言
随着经济的高速发展，人们对供电的要求越来越高，目前全国开展的城网改造最重要的目标是提高供电可靠性和节能降损，而供电可靠性和节能降损又与配电网的设计与设备选型息息相关，为满足供电可靠性和节能的要求，配电网的设计与设备选型均要做到经济与安全的统一。
二、网架结线
1.辐射式结线：(如图一所示)这种网架结线简单，投资较小，维护方便，但是供电可靠性较低，适合于架空线的支线和市区内非重要的电缆支线。
2.多回路电缆平行结线：(如图二所示)这种网架结线方式适用于靠近变电站或开关站的大容量用户，不必采用备用电缆，保证有充足的供电能力，可以提高电缆的利用系数，二回路时，正常每回咱可带50%的负荷，三回路时66.6%，四回路时75%，供电可靠性较高。
3.“二减一”环网电缆结线：(如图三所示)这种就是现在经常采用的“手拉手”网架结线，一般开环运行，适用于要保证有双电源的小区供电，此种结线方式简明灵活，易于倒供电。当环网中任一段电缆故障时可由人工倒闸(将来发展为自动倒闸)转供电，每回馈线的最高负荷应控制在段电缆安全载流量的50%以下，当环网内出现新负荷时，可以采取将电缆解口的方法接入以减少电缆迂回，节省电缆投资。
4.专用备用线的“三减一”环网电缆结线：(如图四所示)这种网架结线比“二减一”环网结线大大提高了电缆的运行率，同时解决大量电缆出线的困难，采用一根专用备用线作为多根电缆的事故备用，备用电缆不带负荷或带少负荷，使环网电缆的运行率提高到近100%。
5.架空拉手环式：(如图五所示)拉手环式是一个两端都有电源，开环运行的网络，任何一端都可以供给全线负荷，主干线上由若干分点形成的各个分段中的任何一个分段停电时，都可以不影响其它分段的供电，这种网架结线投资比辐射式结线要高些，但可靠性比较高，适合于大中城市边缘，小城市、乡镇也可采用。
6.架空双线放射式：(如图六所示)这种接线是常说的双T接，任何一回线路事故或检修停电时，都可由另一回线路供电，这两回线路最好不要同杆架设，否则会减低供电可靠性，由于需要两处路径，因而造价较高，只适合一般城市的双电源用户。
三、短路电流计算
在供电系统中危害最大的故障是短路，而为了正确选择和校验电气设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，必须要计算短路电流。严格来说，任何一个电力系统，无论其容量大小，要准确计算某处的短路电流都不是件易事。好在大部分实际问题的解决并不要求非常准确的计算结果，实用中只需采用能满足工程要求的近似算法，图七是最常用的配电系统接线图。由图七可知，要计算短路电流，必须掌握以下参数：
(1) 110kV或220kV侧系统阻抗标么值；
(2) 变电站是110kV还是220kV变电站；
(3) 主变的容量、数量、主变阻抗电压百分比及其运行方式；
(4) 110kV系统有无接入电厂；
(5) 变电站至配变处是采用架空线还是电缆?长度多少?实际设计中，向变电站设计人员了解变电站10kV母线的短路电流，就可以算出d2,d3点的短路电流。下面以某一220kV变电站为例来进行短路电流计算：其10kV母线的稳态短路电流是25.1kA，变电站至配变处是采用电缆，长度1km，10kV变压器的型号是：S9－M－800kVA/10.5，10.5/0.4kV，D，Yn11,Uk=4.5%。10kV母线的阻抗标么值X1=5.5/25.1=0.2191电缆线路的阻抗标么值X2=0.08·1·(100/10.52)=0.072510kV变压器的阻抗标么值X3=4.5/0.8=5.625d2点的稳态短路电流I2=5.5/(0.2191＋0.0725)=18.86kA,d3点的稳态短路电流I3=144.3/(0.2191＋0.0725＋5.625)=24.39kA,由上述的计算结果可以对开关及电缆进行校验，非常方便。其实，变电站10kV母线的稳态短路电流一般控制在27kA以下，因此高压开关的额定短路开断电流(有效值)选31.5kA，额定动稳定电流(峰值)选80kA就可满足要求。而高压电缆的选择必须先由上述方法计算出短路电流，然后进行热稳定校验。
四、配网设备
1.高压成套设备：
(1) GG－1A型固定式高压开关柜：这是比较早期的开关柜，可以装配SN10－10型少油断路器和ZN28A－10系列真空断路器，上下配隔离开关无接地开关，外形难看，笨重，防护等级极低，现已很少采用；
(2) XGN2－10Z箱型固定式金属封闭开关设备：主开关采用ZN28A－10系列真空断路器，上下配隔离开关带接地开关，特别适用于频繁操作的场合；
(3) HXGN－12型交流金属封闭开关设备(环网柜)：主开关采用负荷开关，包括产气式的BK3和真空式的ZFN－12，用于开断和关合负荷电流，也可将负荷开关与高压熔断器联合使用，代替昂贵的断路器，即用高压熔断器切断短路电流及过负荷电流而具有承担断路器的功能，而负荷开关承担正常情况下回路的通断。一般适用于额定电流小于630A且不要求继电保护的地方；