随着我国智能配电网建设和城乡电网改造的不断深入,单相配电技术在我国越来越受到重视,近年来,国家电网公司也积极开展单相供电系统在城乡配电网中的应用研究。采用具有“小容量、密布点、短半径”配电特征的单相供电系统,可显著降低线路损耗,提高供电可靠性和电压质量,适应城乡电网多层次的用电需求,对于城乡电网中居民居住区等单相负荷相对集中的地区具有重要意义。单相配电技术已被国家电网公司确定为电网节能降损、提高电网供电可靠性的关键技术之一。为规范单相配电技术的应用,保证单相供电系统的可靠运行,与单相供电系统相关的诸多问题已成为亟需研究的课题。本文首先研究了单相供电系统运行原理及优越性,分析了单相供电系统对配电网三相负荷不平衡性、供电可靠性、线损和供电质量等方面的影响。结合我国城乡配电网现状,根据我国城乡配电网中单相供电系统不同供电区域的区域特性与负荷性质,给出了单相供电系统典型供电区域分类；通过科学运用电网规划理论、标准规范,优化组合供电系统各组成要素,设计了适用于不同负荷条件与经济发展水平的单相供电系统典型供电模式,包括中、低压配电系统接入模式、供电单元与供电设备典型配置方案等环节,给出了单相供电系统配电变压器的选型方案。为保证单相供电系统的稳定可靠运行,针对我国城乡配电网单相供电系统特点,设计了具有实用性与经济性的单相配电网故障自动定位与配变监测系统方案,并对其在单相配电网架空系统与电缆系统的应用进行了研究。本文最后结合实际项目,利用文中给出的单相供电系统典型供电模式,进行了单相供电系统典型设计,包括供电系统的中、低压配电系统接入模式、接地系统设计、故障自动定位与配变监测系统设计等环节,并重点完成了10kV柱上式单相配电变压器台区设计、一种新型单相配变监测计量箱设计和一种新型10kV单相预装式变电站设计。结果表明,给出的单相供电系统设计方案可有效地应用于我国城乡配电网中,能够为我国城乡配电网中老旧小区单相供电系统改造和新建小区单相供电系统推广实施提供参考。