關于中壓電纜網雙環接線方式供電能力的分析

楊金雙

摘 要：結合北京地區現階段對相關技術的規定，以實際供用電方案為例，對中壓電纜網雙環接線方式的供電能力進行深入討論。通過設計環網單元劃分，發現某些條件下雙環網供電能力可以得到進一步提升。

關鍵詞：中壓電纜網；雙環接線；供電能力；供電模式

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0024-02

中壓電纜網雙環接線方式以其較高的供電可靠性、較靈活的運行方式得到了大力推廣和廣泛運用。隨著經濟的發展，人們的用電需求在明顯上升，這對雙環網的供電能力提出了更高的要求。

1 雙環接線供電模式分析

1.1 接線方式簡介

自同一供電區域兩個變電站（開關站）的不同中壓母線各引出一回線路，構成雙環接線。在配電系統中，環形電網以開環運行居多，在實際工程中，一般選擇環網干線的中間位置作為斷開點。

1.2 主干線正常運行負載率

在滿足N-1的前提下，雙環網主干線正常運行時的負載率為50%～75%.如果環網單元的兩段母線不設分段開關，那么雙環網本質上是兩個獨立的單環網，此時主干線正常運行負載率為50%；如果環網單元的兩段母線設置分段開關，那么主干線正常運行負載率為75%，供電能力較前一種模式有所提升。兩種模式均滿足N-1供電安全準則，前者甚至滿足同向N-2，但供電能力卻比后者低33.3%.

1.3 北京地區相關規定

雙環接線一般由來自2座變電站的4回10 kV電纜線路構成。雙環網每條主干線路分段數為3～5段，正常方式下開環運行，開環點位于功率分點。主干線開關、聯絡開關配置“三遙”配電自動化終端。

北京地區環網單元一般采用兩段母線不設分段開關的模式。目前，環網單元開關元件的實際操作主要依靠手動投切。由于主干電纜截面通常選用300 mm3的銅芯電纜，按一回線路滿載時供電能力約為10 MW考慮，認為整個雙環網最大允許接入負荷能力約為20 MW。

2 雙環接線供電能力實例分析

某科技園區屬于北京配網A類供電區域，規劃該區域10 kV配電網目標網架為雙環網接線方式。

供電部門對雙環網內的分段、接入有功、配變容量等內容均給出了指導性意見。如果要求一組雙環接線供電能力不宜超過20 MW，那么用電量在20 MW以上的用戶，是否必須拆分到不同的雙環網中呢？假設考慮新建，將現狀雙射改造為雙環，如果環內總負荷超過20 MW，那么雙環方案的設想是否難以實現？

2.1 案例一

用戶A有功25 340 kW，設3座總配，功率為10 608 kW、5 628 kW、9 104 kW。規劃3座環網單元，組建雙環。設計總配采用單母分段帶聯絡，且聯絡開關只允許手動操作，不具自投功能。假設有功均勻分布，則雙環接線如圖1所示。

正常情況下，甲站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔5 304 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔7 366 kW有功。該接線突破了北京地區雙環網接入負荷的要求，但并不違背網絡N-1供電安全準則。

2.1.1 甲站Ⅱ段出線故障

甲站Ⅱ段出線故障時的處理方案一如圖2所示。從圖2中可知，A2-1、A2-2、1#總配Ⅱ段進線開關、1#總配聯絡開關改變運行狀態后，甲站Ⅰ段出線承擔著10 608 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔著7 366 kW有功不變。對于甲站Ⅰ段出線，考慮1#總配兩段母線運行同時率不大于0.94，電纜僅滿載無過載。

另外，通過雙環主干聯絡由乙站Ⅱ段為1#總配Ⅱ段供電，同時，乙站Ⅰ段通過2#總配聯絡增帶2#總配Ⅱ段，由此構成方案二。此時，乙站Ⅱ段出線承擔9 856 kW有功，Ⅰ段出線承擔10 180 kW有功，甲站Ⅰ段出線承擔5 304 kW有功不變。對于乙站Ⅰ段出線，考慮2#總配兩段母線及3#總配Ⅰ段母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。

在工程意義上，認為上述兩種處理方案均可行，但如果考慮開關狀態變化時間影響可靠性指標，建議采用方案一。供電部門僅視環網單元為可操作對象，處理方式比方案一少一個開關狀態的變化；但如果考慮現階段環網單元負荷開關還未實施“遙控”功能，那么方案一的設備位置為故障處理帶來的操作上的便捷，未必會嚴重影響供電可靠性指標。

環網單元間線路故障，僅操作環網單元即可，在此不做贅述。

2.1.2 乙站Ⅱ段出線故障

如果乙站Ⅱ段出線故障，影響了2#、3#總配Ⅱ段供電，則可采用以下兩種方案：①方案一。通過雙環主干聯絡由甲站Ⅰ，Ⅱ段為2#總配Ⅰ，Ⅱ段供電，而3#總配通過本配聯絡為乙站Ⅰ段供電，非故障電纜均無過載。②方案二。通過開關切倒，乙站Ⅰ段增帶2#總配Ⅱ段，甲站Ⅱ段增帶3#總配Ⅱ段。對于乙站Ⅰ段出線，考慮相關總配母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。建議選擇故障處理方案二。

2.2 案例二

用戶B有功4 438 kW，設1座總配；用戶C有功5 372 kW，設1座總配；用戶D有功15 614 kW，設2座總配，功率分別為11 852 kW、3 762 kW。用戶B，C為現狀，雙射接線引自丙站。考慮結合用戶D（新建）組建雙環。雙環接線如圖3所示。

最嚴重情況下，如果D1總配Ⅱ段、C總配Ⅱ段、B總配Ⅱ段的運行同時率不大于0.92，則各種N-1情況下，非故障電纜均無過載。在手動投切條件下，如果事先制訂好事故預案，則圖3中的接線就可保證供電可靠率。

2.3 分析

用戶總配高壓側裝設母聯（不具自投功能），實質上建立了橫向網絡聯系，在N-1要求下，雙環網供電能力可得到進一步提高。理論上，主干線正常運行負載率可以達到75%（供電能力可以達到30 MW）。例如，雙環網4條主干線路各分3段，每段供電2.5 MW，開環于功率分點。

3 結束語

雙環接線方式的應用可有效適應現代城市配網的建設發展趨勢。結合實際案例，通過設計環網單元劃分，可有效挖掘雙環網的供電能力，提高配網的利用率。只有在規劃階段充分論證、在運行階段有效組織雙環接線，才能打造出安全、優質的配網。

參考文獻

[1]北京市電力公司.配電網技術標準：規劃設計分冊[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]李子，周鴻昌.環網供電及環網柜性能分析[J].建筑電氣，1994（149）：1-5.

〔編輯：王霞〕

摘 要：結合北京地區現階段對相關技術的規定，以實際供用電方案為例，對中壓電纜網雙環接線方式的供電能力進行深入討論。通過設計環網單元劃分，發現某些條件下雙環網供電能力可以得到進一步提升。

關鍵詞：中壓電纜網；雙環接線；供電能力；供電模式

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0024-02

中壓電纜網雙環接線方式以其較高的供電可靠性、較靈活的運行方式得到了大力推廣和廣泛運用。隨著經濟的發展，人們的用電需求在明顯上升，這對雙環網的供電能力提出了更高的要求。

1 雙環接線供電模式分析

1.1 接線方式簡介

自同一供電區域兩個變電站（開關站）的不同中壓母線各引出一回線路，構成雙環接線。在配電系統中，環形電網以開環運行居多，在實際工程中，一般選擇環網干線的中間位置作為斷開點。

1.2 主干線正常運行負載率

在滿足N-1的前提下，雙環網主干線正常運行時的負載率為50%～75%.如果環網單元的兩段母線不設分段開關，那么雙環網本質上是兩個獨立的單環網，此時主干線正常運行負載率為50%；如果環網單元的兩段母線設置分段開關，那么主干線正常運行負載率為75%，供電能力較前一種模式有所提升。兩種模式均滿足N-1供電安全準則，前者甚至滿足同向N-2，但供電能力卻比后者低33.3%.

1.3 北京地區相關規定

雙環接線一般由來自2座變電站的4回10 kV電纜線路構成。雙環網每條主干線路分段數為3～5段，正常方式下開環運行，開環點位于功率分點。主干線開關、聯絡開關配置“三遙”配電自動化終端。

北京地區環網單元一般采用兩段母線不設分段開關的模式。目前，環網單元開關元件的實際操作主要依靠手動投切。由于主干電纜截面通常選用300 mm3的銅芯電纜，按一回線路滿載時供電能力約為10 MW考慮，認為整個雙環網最大允許接入負荷能力約為20 MW。

2 雙環接線供電能力實例分析

某科技園區屬于北京配網A類供電區域，規劃該區域10 kV配電網目標網架為雙環網接線方式。

供電部門對雙環網內的分段、接入有功、配變容量等內容均給出了指導性意見。如果要求一組雙環接線供電能力不宜超過20 MW，那么用電量在20 MW以上的用戶，是否必須拆分到不同的雙環網中呢？假設考慮新建，將現狀雙射改造為雙環，如果環內總負荷超過20 MW，那么雙環方案的設想是否難以實現？

2.1 案例一

用戶A有功25 340 kW，設3座總配，功率為10 608 kW、5 628 kW、9 104 kW。規劃3座環網單元，組建雙環。設計總配采用單母分段帶聯絡，且聯絡開關只允許手動操作，不具自投功能。假設有功均勻分布，則雙環接線如圖1所示。

正常情況下，甲站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔5 304 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔7 366 kW有功。該接線突破了北京地區雙環網接入負荷的要求，但并不違背網絡N-1供電安全準則。

2.1.1 甲站Ⅱ段出線故障

甲站Ⅱ段出線故障時的處理方案一如圖2所示。從圖2中可知，A2-1、A2-2、1#總配Ⅱ段進線開關、1#總配聯絡開關改變運行狀態后，甲站Ⅰ段出線承擔著10 608 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔著7 366 kW有功不變。對于甲站Ⅰ段出線，考慮1#總配兩段母線運行同時率不大于0.94，電纜僅滿載無過載。

另外，通過雙環主干聯絡由乙站Ⅱ段為1#總配Ⅱ段供電，同時，乙站Ⅰ段通過2#總配聯絡增帶2#總配Ⅱ段，由此構成方案二。此時，乙站Ⅱ段出線承擔9 856 kW有功，Ⅰ段出線承擔10 180 kW有功，甲站Ⅰ段出線承擔5 304 kW有功不變。對于乙站Ⅰ段出線，考慮2#總配兩段母線及3#總配Ⅰ段母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。

在工程意義上，認為上述兩種處理方案均可行，但如果考慮開關狀態變化時間影響可靠性指標，建議采用方案一。供電部門僅視環網單元為可操作對象，處理方式比方案一少一個開關狀態的變化；但如果考慮現階段環網單元負荷開關還未實施“遙控”功能，那么方案一的設備位置為故障處理帶來的操作上的便捷，未必會嚴重影響供電可靠性指標。

環網單元間線路故障，僅操作環網單元即可，在此不做贅述。

2.1.2 乙站Ⅱ段出線故障

如果乙站Ⅱ段出線故障，影響了2#、3#總配Ⅱ段供電，則可采用以下兩種方案：①方案一。通過雙環主干聯絡由甲站Ⅰ，Ⅱ段為2#總配Ⅰ，Ⅱ段供電，而3#總配通過本配聯絡為乙站Ⅰ段供電，非故障電纜均無過載。②方案二。通過開關切倒，乙站Ⅰ段增帶2#總配Ⅱ段，甲站Ⅱ段增帶3#總配Ⅱ段。對于乙站Ⅰ段出線，考慮相關總配母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。建議選擇故障處理方案二。

2.2 案例二

用戶B有功4 438 kW，設1座總配；用戶C有功5 372 kW，設1座總配；用戶D有功15 614 kW，設2座總配，功率分別為11 852 kW、3 762 kW。用戶B，C為現狀，雙射接線引自丙站。考慮結合用戶D（新建）組建雙環。雙環接線如圖3所示。

最嚴重情況下，如果D1總配Ⅱ段、C總配Ⅱ段、B總配Ⅱ段的運行同時率不大于0.92，則各種N-1情況下，非故障電纜均無過載。在手動投切條件下，如果事先制訂好事故預案，則圖3中的接線就可保證供電可靠率。

2.3 分析

用戶總配高壓側裝設母聯（不具自投功能），實質上建立了橫向網絡聯系，在N-1要求下，雙環網供電能力可得到進一步提高。理論上，主干線正常運行負載率可以達到75%（供電能力可以達到30 MW）。例如，雙環網4條主干線路各分3段，每段供電2.5 MW，開環于功率分點。

3 結束語

雙環接線方式的應用可有效適應現代城市配網的建設發展趨勢。結合實際案例，通過設計環網單元劃分，可有效挖掘雙環網的供電能力，提高配網的利用率。只有在規劃階段充分論證、在運行階段有效組織雙環接線，才能打造出安全、優質的配網。

參考文獻

[1]北京市電力公司.配電網技術標準：規劃設計分冊[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]李子，周鴻昌.環網供電及環網柜性能分析[J].建筑電氣，1994（149）：1-5.

〔編輯：王霞〕

摘 要：結合北京地區現階段對相關技術的規定，以實際供用電方案為例，對中壓電纜網雙環接線方式的供電能力進行深入討論。通過設計環網單元劃分，發現某些條件下雙環網供電能力可以得到進一步提升。

關鍵詞：中壓電纜網；雙環接線；供電能力；供電模式

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0024-02

中壓電纜網雙環接線方式以其較高的供電可靠性、較靈活的運行方式得到了大力推廣和廣泛運用。隨著經濟的發展，人們的用電需求在明顯上升，這對雙環網的供電能力提出了更高的要求。

1 雙環接線供電模式分析

1.1 接線方式簡介

自同一供電區域兩個變電站（開關站）的不同中壓母線各引出一回線路，構成雙環接線。在配電系統中，環形電網以開環運行居多，在實際工程中，一般選擇環網干線的中間位置作為斷開點。

1.2 主干線正常運行負載率

在滿足N-1的前提下，雙環網主干線正常運行時的負載率為50%～75%.如果環網單元的兩段母線不設分段開關，那么雙環網本質上是兩個獨立的單環網，此時主干線正常運行負載率為50%；如果環網單元的兩段母線設置分段開關，那么主干線正常運行負載率為75%，供電能力較前一種模式有所提升。兩種模式均滿足N-1供電安全準則，前者甚至滿足同向N-2，但供電能力卻比后者低33.3%.

1.3 北京地區相關規定

雙環接線一般由來自2座變電站的4回10 kV電纜線路構成。雙環網每條主干線路分段數為3～5段，正常方式下開環運行，開環點位于功率分點。主干線開關、聯絡開關配置“三遙”配電自動化終端。

北京地區環網單元一般采用兩段母線不設分段開關的模式。目前，環網單元開關元件的實際操作主要依靠手動投切。由于主干電纜截面通常選用300 mm3的銅芯電纜，按一回線路滿載時供電能力約為10 MW考慮，認為整個雙環網最大允許接入負荷能力約為20 MW。

2 雙環接線供電能力實例分析

某科技園區屬于北京配網A類供電區域，規劃該區域10 kV配電網目標網架為雙環網接線方式。

供電部門對雙環網內的分段、接入有功、配變容量等內容均給出了指導性意見。如果要求一組雙環接線供電能力不宜超過20 MW，那么用電量在20 MW以上的用戶，是否必須拆分到不同的雙環網中呢？假設考慮新建，將現狀雙射改造為雙環，如果環內總負荷超過20 MW，那么雙環方案的設想是否難以實現？

2.1 案例一

用戶A有功25 340 kW，設3座總配，功率為10 608 kW、5 628 kW、9 104 kW。規劃3座環網單元，組建雙環。設計總配采用單母分段帶聯絡，且聯絡開關只允許手動操作，不具自投功能。假設有功均勻分布，則雙環接線如圖1所示。

正常情況下，甲站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔5 304 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔7 366 kW有功。該接線突破了北京地區雙環網接入負荷的要求，但并不違背網絡N-1供電安全準則。

2.1.1 甲站Ⅱ段出線故障

甲站Ⅱ段出線故障時的處理方案一如圖2所示。從圖2中可知，A2-1、A2-2、1#總配Ⅱ段進線開關、1#總配聯絡開關改變運行狀態后，甲站Ⅰ段出線承擔著10 608 kW有功，乙站Ⅰ，Ⅱ段出線分別承擔著7 366 kW有功不變。對于甲站Ⅰ段出線，考慮1#總配兩段母線運行同時率不大于0.94，電纜僅滿載無過載。

另外，通過雙環主干聯絡由乙站Ⅱ段為1#總配Ⅱ段供電，同時，乙站Ⅰ段通過2#總配聯絡增帶2#總配Ⅱ段，由此構成方案二。此時，乙站Ⅱ段出線承擔9 856 kW有功，Ⅰ段出線承擔10 180 kW有功，甲站Ⅰ段出線承擔5 304 kW有功不變。對于乙站Ⅰ段出線，考慮2#總配兩段母線及3#總配Ⅰ段母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。

在工程意義上，認為上述兩種處理方案均可行，但如果考慮開關狀態變化時間影響可靠性指標，建議采用方案一。供電部門僅視環網單元為可操作對象，處理方式比方案一少一個開關狀態的變化；但如果考慮現階段環網單元負荷開關還未實施“遙控”功能，那么方案一的設備位置為故障處理帶來的操作上的便捷，未必會嚴重影響供電可靠性指標。

環網單元間線路故障，僅操作環網單元即可，在此不做贅述。

2.1.2 乙站Ⅱ段出線故障

如果乙站Ⅱ段出線故障，影響了2#、3#總配Ⅱ段供電，則可采用以下兩種方案：①方案一。通過雙環主干聯絡由甲站Ⅰ，Ⅱ段為2#總配Ⅰ，Ⅱ段供電，而3#總配通過本配聯絡為乙站Ⅰ段供電，非故障電纜均無過載。②方案二。通過開關切倒，乙站Ⅰ段增帶2#總配Ⅱ段，甲站Ⅱ段增帶3#總配Ⅱ段。對于乙站Ⅰ段出線，考慮相關總配母線運行同時率不大于0.98，電纜僅滿載無過載。建議選擇故障處理方案二。

2.2 案例二

用戶B有功4 438 kW，設1座總配；用戶C有功5 372 kW，設1座總配；用戶D有功15 614 kW，設2座總配，功率分別為11 852 kW、3 762 kW。用戶B，C為現狀，雙射接線引自丙站。考慮結合用戶D（新建）組建雙環。雙環接線如圖3所示。

最嚴重情況下，如果D1總配Ⅱ段、C總配Ⅱ段、B總配Ⅱ段的運行同時率不大于0.92，則各種N-1情況下，非故障電纜均無過載。在手動投切條件下，如果事先制訂好事故預案，則圖3中的接線就可保證供電可靠率。

2.3 分析

用戶總配高壓側裝設母聯（不具自投功能），實質上建立了橫向網絡聯系，在N-1要求下，雙環網供電能力可得到進一步提高。理論上，主干線正常運行負載率可以達到75%（供電能力可以達到30 MW）。例如，雙環網4條主干線路各分3段，每段供電2.5 MW，開環于功率分點。

3 結束語

雙環接線方式的應用可有效適應現代城市配網的建設發展趨勢。結合實際案例，通過設計環網單元劃分，可有效挖掘雙環網的供電能力，提高配網的利用率。只有在規劃階段充分論證、在運行階段有效組織雙環接線，才能打造出安全、優質的配網。

參考文獻

[1]北京市電力公司.配電網技術標準：規劃設計分冊[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]李子，周鴻昌.環網供電及環網柜性能分析[J].建筑電氣，1994（149）：1-5.

〔編輯：王霞〕