中压配电网典型接线方式

中压配电网典型接线方式
关键词：配电网；接线方式；城市；应用
随着城市经济的不断发展，其负荷密度和用户对供电可靠性要求不断提高，相应的城市配电网建设改造投资也在不断增长，城市配电系统网架结构及其可靠性已引起了广泛重视。

而城市配电网从开始的手拉手环网等利用率不高的接线方式，将向多供一备、多分段多联络等线路利用率高的接线方式发展。

在城市配网改造中一个重点就是如何提高环网率和供电能力，这涉及到配电网的接线方式如何发展、改造，从而适应城市经济的发展要求。

而面对上述要求，配电网发展改造过程中经常会遇到以下问题：如何增加环网点（即线路分段数），指导方向不明确，缺乏全局考虑的意识和评估方法；部分线路环网点太多，如6个，甚至7个以上，但能真正起到负荷转移的线路、分段线路较少，且转移负荷时计算和操作均较为复杂；变电站出线开关柜资源紧张；投入不少，但达到的效果往往不甚理想。

所以，对于配电网的改造，一个有明确方向（如接线方式、分段数）的网架改造规划，能切实有效的指导配电网的网架改造，改善网络结构，提高资金使用效率，从而为提高配电网的经济效益及供电可靠性奠定基础。

另一方面，配电网的网络结构规划又受到城市建设规划的严格制约，无论采用架空网还是电缆网，或者为二者的混合形式，其线路大都必须沿城市街道布置。

配电线路的接线方式、分段数等将直接影响配电网的供电容量、连续供电能力和投资。

2 中压配电网典型接线方式
中压配电网接线方式一般有单电源辐射接线、双电源手拉手环网接线、三电源环网接线、三分段三联络接线、两供一备（2-1）接线、三供一备（3-1）接线、N供一备（N-1）接线等，以下重点介绍几个典型的接线方式。

2.1 双电源手拉手环网接线
双电源手拉手通过一个联络开关，将来自不同变电站或相同变电站不同母线的两条馈线连接起来。

任何一个区段故障，合联络开关，将负荷转供到相邻馈线，完成转供，可靠性为N-1，设备利用率为50％。

适用于三类用户和供电容量不大的二类用户。

接线方式如图1所示。

图1 双电源手拉手环网接线方式（电缆线路）
由上述接线可引申到不同母线三回馈线的环式接线模式，如图2所示。

网络中有三个电源（可以取自同一变电所的2段母线和不同变电所）。

正常运行时联络开关都是打开的，当某条线路出现故障时，合上联络开关，由相邻的两回线路分担其负荷。

可见，在正常运行时，每条线路的设备利用率为67%的裕量。

图2 不同母线三回馈线的环式接线方式（电缆线路）
2.2 多分段多联络接线方式
这种接线模式，通过在干线上加装分段开关把每条线路进行分段，并且每一分段都有联络线与其他线路相连接，当任何一段出现故障时，均不影响另一段正常供电，这样使每条线路的故障范围缩小，提高了供电可靠性。

这种接线每条线路应留有1/3或1/4的备用容量，如三分段三联络接线方式（如图3所示）。

多分段多联络的接线模式提高了架空线的利用率（两分段两联络的导线利用率由50%提高到67%），但由于需要在线路间建立联络线，加大了线路投资。

图3 三分段三联络接线方式（架空线路）
这种接线模式可应用于城网大部分地区，联络线可以就近引接，但须注意要在不同变电所的出线或同一变电所的不同母线出线间建立联络。

2.3 N供一备接线方式
所谓“N-1”主备接线模式，就是指N条电缆线路连成电缆环网，其中有1条线路作为公共的备用线路正常时空载运行，其它线路都可以满载运行，若有某1条运行线路出现故障，则可以通过线路切换把备用线路投入运行。

该种模式随着“N”值的不同，其接线的运行灵性、可靠性和线路的平均负载率均有所不同。

一般以“3-1”（图4）和“4-1”模式比较理想，总的线路理论利用率分别为67%和75%。

“5-1”以上的模式接线比较复杂，操作也比较繁琐，同时联络线的长度较长，投资较大，线路载流量的利用率提高也不明显。

图4 三供一备接线方式（电缆线路）
“N-1”主备接线模式的优点是供电可靠性较高，线路的理论利用率也较高。

这种接线方式非常适合在城市核心区、繁华地区和住宅小区采用。

随着城市建设发展，局部地区的负荷水平逐步增大、趋于饱和，负荷密度很高，电缆环网线路密集。

这种条件下，在原有单环网的回路基础上添加专用备用线路，就可以发展为这几种理论负载率较高的接线方式，以适应负荷发展，并在规划中预先设计好主备馈线组模式
及线路走径。

在实施中，先形成单环网，注意尽量保证线路上的负荷能够分布均匀，并在适当环网点处预留联络间隔。

随负荷水平的不断提高，再按照规划逐步形成主备馈线组模式网络，满足供电要求。

3 线路分段对接线方式的影响
当接线模式相同而分段不同的线路发生故障时，受影响的停电用户数也不同。

增加线路的分段数将会提高供电可靠性并减少线路故障所造成的停电损失，但同时也会增加投资，增加相应环网开关（分段开关）的投资，因此需要找出一个最优分段数使得在一定的条件下总的经济性最好。

供电可靠性最高的方案不一定具有最好的经济性，一般的情况是为了小幅提高供电可靠性指标，则需要投入大量的资金。

引用文[1]中的计算结论，可以看到，配电网在各种接线模式下最优分段数与供电半径的对应关系如表1所示，其中分段数为1即为不分段情况。

可见线路的最优分段数与供电半径密切相关，随着供电半径的增大最优分段数也在逐步增加；最优分段数越大，其对应的供电半径也就越长。

表1 各种接线方式的供电半径与线路最优分段数的对应关系
由表1所知，配电线路的的最优分段数与供电半径密切相关，在国内一些大中城市，负荷密度都比较高，在中压线路供电半径为3km条件下，大部分配电网接线方式的最优数为3，如根据2007年中数据，佛山中心禅城区的中压线路供电半径为2.93km，广州市越秀区为2.83km，荔湾区为3.41km等。

4 城市配电网接线方式发展的建议
4.1 城市发展初期
在城市（城镇）发展初期，一般负荷密度较低，供电可靠性总体要求不高，需要连续供电的企业数量不多，变电站布点较为分散，此时应建设以双电源手拉手、三分段三联络接线方式为主的中压配电网，辅以单电源辐射接线，并预留日后发展的电力通道和通信通道；主干线的线路截面宜按15-20年一次建成，避免出现主干线截面过小制约载流量，从而削弱相关接线方式负荷转移能力。

4.2 向中大型城市过渡
当经济不断发展、城市向中大型发展的过程中，城市负荷密度越来越高，城市用地越发紧张、价格越发昂贵，供电可靠性要求不断提高，商业、金融业、证券业、人流密集场所、高层建筑等负荷等级较高的用户集中出现，这时对城市配电网提出了更高的要求。

此时的配电线路以电缆线路为主，接线方式建议以三供一备为主，因为三供一备接线方式组网灵活，能从手拉手环网、三分段三联络等接线方式基础上增加备用线路，较为方便、快速地组网；能提高设备、线路使用率，充分利用变电站10kV出线开关资源，节省电缆线路的投资，并具备较高的供电可靠性。

由于电缆线路设置分段或环网点是会受到地理位置、线行等限制，没有架空线路设置分段那么灵活，所以应综合考虑，按照规划的供电半径合理配置分段开关（分段数），切忌为了增加环网点而无序增加环网线路和开关，忽略了线路接线方式布置及其负荷控制等因素，从而导致投资增加但收效不大。

另外，应合理控制和分配好线路的负荷分布，为逐步实施配网自动化打下基础。

4.3 稳定期
当城市（或城市中某个区域）发展到一个比较稳定的时期，其负荷密度处于较高并稳定的水平，供电可靠性要求非常高，此时的配电网应具备较高的设备装备水平、自动化水平和管理水平。

一个结构坚固、转变灵活的网架（接线方式），是实现配网自动化的基础。

中压配电网的主干线形成上述环网网络，并具有一定备用容量，能灵活地适应系统各种可能的运行方式，有利于提高供电可靠性。

在上述基础上，无论是加装FTU、测控终端、通信网络和后台系统建立配网自动化（配网调度）系统，还是采用配置重合器等设备组成线路馈线自动化，均能较为容易地实现。

5 结束语
城市配电网的接线方式选择是城市配电网建设和改造的一个重要方面，同时配电网接线方式是实施配电网自动化的基础。

从规划总体考虑和引导配网建设和改造，形成配电线路的坚固、灵活的接线方式，配合从配网运行监测（两遥：遥信、遥测）到配网自动化的逐步实施，从而提高配电网供电可靠性和配电网运行管理水平。