第2章 配電網

2.1 我國配電網的特點和歷史建設情況

2.1.1 配電網的特點

在電力網中起分配電能作用的網絡就稱為配電網。配電網具有如下一些特點：

1）高壓直接進入市區，深入負荷中心，深入城市中心和居民密集點，負載相對集中，發展速度快，因此在規劃時要留有余地。高壓深入負荷中心可以減少線路損耗，提高供電質量。隨著城市高樓大廈的崛起，生活小區的形成及生產的集團化和規模化，需要高壓送電給負荷中心。

2）傳輸功率和距離一般不大，不同的送電容量應采用不同的電壓等級。《電力供應與使用條例》規定，一般送電容量超過160~250kV·A采用6kV送電電壓給負荷中心，送電容量315kV·A以上采用10kV送電電壓給負荷中心。

3）網絡結構多樣復雜，有輻射狀、環狀、樹狀等多種形式。在城市配電網中，隨著現代化的進程，電纜線路將越來越多，電纜與架空線路的混合網絡給電網運行和分析帶來復雜性。

4）用戶性質、供電質量和可靠性要求不同，不同的負荷等級要求采用不同的供電形式。例如對一級負荷要求由兩個電源供電，當其中一個電源發生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞，對特別重要負荷還應增設應急電源；二級負荷應由兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺；對三級負荷的供電無特殊要求。

5）對配電設施要求較高。因為城市配電網的線路和變電站要考慮占地面積小、容量大、安全可靠、維護量小及城市景觀等諸多因素。在城鄉電網改造和建設中，推行環網供電。采用電纜，走地下，呈環路，可以減少供電的中斷，同時可以大大減少臨時性故障。城網的電壓等級為10~220kV，建筑用電設施的電壓等級一般為 10~35kV。在城網中，由于高壓直接進入市區，深入負荷中心，因而高壓開關的使用量增加，而且要求采用占地面積小、安全可靠且無油的電氣設備。在城網建設與改造中，因推行環網供電，環網供電單元配電設備應運而生。

6）開關設備戶外式、小容量、小型化。

戶外式：高壓開關為戶外式，如SF₆斷路器或重合器、分段器，用SF₆氣體既滅弧又絕緣。而真空斷路器或重合器、分段器用真空滅弧，外絕緣用油、SF₆或空氣作絕緣，可節約面積和造價。

小容量：配網用的高壓開關容量較低，一般額定短路開斷電流為16~20kA。

小型化：架空線路多裝在戶外柱上，要求結構緊湊、性能好、可靠性高、環境適應性強。例如戶外柱上SF₆斷路器，為三相共箱式，采用旋轉式滅弧，結構簡單、體積小、壽命長。又如真空斷路器，亦采用三相共箱式真空滅弧，并采用SF₆或油、干燥空氣絕緣。

7）配電網直接面向用戶，運行方式多變，并且有大量的電力電子非線性負荷，故將產生不容忽視的諧波，諧波抑制問題需要考慮。

2.1.2 我國配電網建設情況及發展戰略目標

我國是發展中國家，電力短缺在很長一段時間是電力系統存在的主要矛盾。因此，在很長一段時間里，電源建設擺到了突出的地位，電網建設則從屬于電源的建設。從歷史數據來看，與發達國家相比，我國對發電的投資遠高于配電，如表2-1所示。

從表2-1可以看到，當年發達國家都是電網（包括輸電與配電）投資大于電源投資，且配電網投資又明顯大于輸電網投資；我國剛好相反，電網投資不到電源投資的一半，且配電網投資又小于輸電網投資。這種投資比例不合理的后果，造成電網發展滯后于電源建設，特別是配電網的建設和技術發展受到限制，中低壓配電網在建設方面無序和不合理，存在配電網老化，供電能力不足，可靠性差，設備落后、自動化水平低，線損率居高不下等問題。

解決電力供應問題，僅有發電能力的增長是不夠的，還必須有輸配電能力的相應增長。否則，電網就有可能成為電源和最終用戶間的“瓶頸”，形成更大程度上的“卡脖子”和窩電現象，造成新的資源浪費。例如，山西陽城電廠裝機2.1×10⁶kW，但由于線路限制只能發電1.7×10⁶kW，發電能力受限0.4×10⁶kW。這種情況直接造成了現有的發電能力不能充分發揮，裝機資源不能充分利用。“卡脖子” 問題，還體現在限制了電網對供電資源的調配能力。例如，由于地區配電網原因造成用電負荷高的地區無法接受足夠的電力電量，體現在當負荷中心附近發電機組或者線路跳閘造成線路上的潮流大量轉移時，超過一些地區電網線路的送電能力，造成限電。這種情況主要出現在華東，如浙江的溫州、臺州、麗水等地區，由于地區變電站能力的問題，造成高峰時變電能力不足而限電。

通過多年的發展及社會情況的改變，我國在電網上的投資大幅增長，也會有更大的發展前景。