城市中壓配電網接線模式過渡問題探討

張益飛

【摘 要】城市電網接線模式會隨著城市用電量和供電可靠性要求而不斷變化，接線模式的選擇在不斷的發展變化過程中。本文介紹了接線模式過渡的基本思路及原則，總結了典型中壓配電網接線模式的適用范圍及其特點，并結合工程實際，對工程中幾種典型架空線與電纜網接線模式的過渡選擇問題進行了闡述。

【關鍵詞】中壓配電網；接線模式；過渡

0 前言

城市一直在不斷的發展過程中，城市電網接線方式也隨著城市用電量的發展和對供電可靠性的要求而不斷發生變化，怎樣在滿足供電安全性、可靠性、經濟性的基礎上完成接線方式的改造過渡成為亟待解決的問題。針對不同的負荷性質，不同負荷情況選擇合理的網架過渡方式將提高配電網建設的供電可靠、安全及經濟效益。

在配電網絡規劃與建設改造中，應根據配電網絡優化準則，以城市中低壓配電網建設與改造技術原則為依據，結合本地區配電網絡的實際情況，通過對供電區域的用電性質、負荷密度的分析與研究，確定不同負荷階段安全可靠、經濟實用的配電網絡接線方式及過渡方法。

配電網接線方式過渡應遵循以下原則：

（1）過渡接線方式便于運行及維護檢修；

（2）優化網架結構、降低線損；

（3）保證經濟、安全運行；節約設備和材料，投資合理；

（4）適應配電自動化的需要；

（5）有利于提高供電可靠性和電壓質量；

（6）靈活地適應系統各種可能的運行方式。

接線模式過渡的基本思路如下：1）起步建設階段一般以輻射型接線為主；2）全面開發階段優先構建輻射線路間的聯絡，以提高供電的可靠性；3）發展完善階段線路走廊可能比較緊張，可以進一步增加線路之間的聯絡，提高線路的利用率，滿足供電需求。

在接線模式過渡的時候，往往也伴隨著變電站數量與變電站內主變臺數的變化。起步建設階段由于負荷較小，變電站內一般配置兩臺主變。全面開發階段和發展完善階段由于負荷的進一步增加，需要選擇新增站點或主變，建議選擇增加站點，優先進行供電網架的搭建，以利于網架平滑過渡，并可盡早取得變電站用地及線路廊道資源。當變電站數量達到網架最終形態的數量時，隨著負荷的進一步增加，可以使站內主變增加到三臺，以滿足負荷增長。

對上述三種過渡方式進行選擇時，應以優先獲取變電站用地及線路廊道為原則，首先增加變電站布點，增加變電站間的互聯，然后新增主變臺數，最后新增線路間的聯絡，提高線路利用率。

1 典型中壓配電網接線模式

如下介紹本文重點研究的五種典型接線模式，其特點分述如下[1-3]：

（1）單輻射接線模式最簡單，一般應用于城市非重要負荷或者剛開始建設的經濟開發區。這種接線模式簡單經濟，配電線路和高壓開關柜數量少、投資小，新增負荷也比較方便，線路可以滿負荷運行。其缺點也很明顯，故障影響范圍較大，供電可靠性最差。

（2）雙側電源多分段單聯絡接線，即單環網接線，在兩回線路的末端設置一聯絡開關，每回線路的負載率為50%。這種接線模式適用于負荷密度較大且供電可靠性要求較高的地區，運行較為靈活。在線路負荷允許的情況下，線路故障或者電源故障時，可以通過倒閘操作使非故障段恢復供電。由于考慮了線路的備用容量，線路投資將比單電源輻射接線有所增加。

（3）兩供一備接線，就是指2條供電線路連成環網，另外1條線路作為公共的備用線路。正常運行時備用線路完全空載，非備用線路滿載運行，若有某1條運行線路出現故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運行。盡量保證供電線路和備用線路來自不同電源點，可以進一步提高可靠性。兩供一備方式線路設備利用率達到67%。這種接線方式非常適合在城市核心區、繁華地區和住宅小區采用。該接線后期可以改造為三供一備乃至四供一備接線。

（4）多分段多聯絡接線，該接線模式一般實際應用于架空線路，是通過在主干線上加裝分段開關把每條線路分成N段，并且每一段都有聯絡線與其他線路相連，當任何一段出現故障時，均不影響其他段正常供電，這樣使每條線路的故障范圍縮小，提高了供電可靠性。這種接線模式一般應用于負荷發展比較飽和的區域，其可靠性最高。因聯絡線可以就近引接，這種接線模式提高了架空線的利用率（75%），但聯絡線的建設也相應的提高了線路投資。

（5）雙側電源雙環式接線，該接線模式可以串接多個開閉所。該模式串接2座開閉所，每條線路的最大負載率為50%。類似于架空線路的分段聯絡接線模式，當其中一條線路故障時，整條線路可以劃分為若干部分被其余線路轉供，供電可靠性較高，運行較為靈活。它適用于城市核心區、繁華地區，以及負荷密度發展到相對較高水平的區域。

2 接線模式過渡問題探討

結合工程實際與前文的研究，對工程中幾種典型架空線與電纜網接線模式的選擇方案可以參照以下原則進行選取。

2.1 架空線

（1）單輻射接線的經濟性最好，但不能滿足供電安全N-1的要求，供電可靠性很低，因此，單輻射結構只適用于對供電可靠性要求較低的地區；

（2）由于單聯絡接線的負載率為50%，故其經濟性較差，但其供電可靠性相比單輻射接線有了較大的提高，因此，單聯絡結構適用于供電可靠性要求較高，負荷密度較低，線路負載率低于50%的區域，如農村區域以及負荷增長未到位的新建城區；

（3）兩供一備接線的負載率為67%，可靠性很高，主要適用于供電可靠性要求很高，負荷密度高，線路負載率低于67%的地塊；

（4）若某地塊對可靠性要求可以稍微降低，而更看重經濟性，可以考慮采用三供一備接線代替兩供一備接線，因為三供一備接線的負載率可以提高到75%；

（5）多分段多聯絡的可靠性也很高，但由于其聯絡開關較多，故障倒閘操作復雜，因此主要適用于供電可靠性要求高，負荷密度高，配電自動化水平高的地塊。

綜上所述，架空線在供電區域負荷密度低、供電可靠性要求不高、負荷發展不成熟時可暫時采用單輻射接線，但應盡快向單聯絡接線過渡，并根據地塊內供電可靠性、經濟性與負荷發展的具體要求，向兩供一備或者三供一備接線過渡。由于兩供一備接線的經濟性較差，而可靠性較單聯絡接線又無顯著提高，所以該種接線只能作為一種過渡方案，需要盡快過渡到采用多分段多聯絡接線[4-6]。架空線目標網架過渡方案如圖1所示。

2.2 電纜網

雙射式接線與單輻射接線的接線原理、程序計算結果完全相同，但在實際工程中，電纜網的接線模式多采用雙射式接線而非單輻射接線。所以在本節論述實際接線模式過渡問題時，采用雙射式接線來描述，使過渡方案更貼近工程實際。

（1）雙射式接線的經濟性最好，但不能滿足供電安全N-1的要求，供電可靠性很低，因此，雙射式接線只適用于對供電可靠性要求較低的地塊；

（2）由于雙側電源單環式接線與雙側電源雙環式（無母聯）接線的經濟負載率均為50%，故其經濟性較差，但其供電可靠性相比于雙射式接線有了很大提高，因此，雙側電源單環式接線與雙側電源雙環式接線適用于供電可靠性要求較高，負荷密度較低，線路負載率低于50%的地塊；

（3）兩供一備接線的可靠性很高，可以適用于供電可靠性要求高，負荷密度高，線路負載率低于67%的地塊。這種接線方式非常適合在城市中心區、繁華地區采用；若某中心地塊對可靠性要求可以稍微降低，而更看重線路的經濟性，可以考慮采用三供一備接線代替兩供一備接線，因為三供一備接線的負載率可以提高到75%；

（4）隨著城市的建設發展，局部地區的負荷水平逐步增大、趨于飽和，負荷密度很高，電纜環網線路密集。這種條件下，可以在原有環網的基礎上添加專用備用線路，就能形成適合城市需要的高可靠性接線模式，以適應負荷的發展。

綜上所述，電纜線路在供電區域負荷密度低、供電可靠性要求不高、負荷發展不成熟時可以暫時采用雙射式接線，但應盡快向雙側電源單環式接線過渡。對于供電可靠性要求非常高的地塊，可以考慮增加備用線路，過渡到N供一備接線，但是基于經濟性、可靠性的綜合考慮，本文并不建議N供一備接線，特別是兩供一備接線推廣使用，該接線只是可以對供電可靠性有特殊要求的負荷單獨采用，使其擁有專門備用線路。根據地塊供電可靠性、經濟性與負荷發展的實際要求，再逐步過渡到雙側電源雙環式接線，該種接線模式在無特殊供電要求的地塊已經可以作為配電網接線模式的最終方案。電纜網目標網架過渡方案如圖2所示。

3 結論

（1）接線模式沒有嚴格的界限，隨著城市發展的需要可以通過改造過渡到另一種接線模式，以更好地適應當前城市發展的變化；

（2）對于城市電網改造過程中，應盡量使接線模式統一，有利于對配網進行可靠性、經濟性等各方面定量分析；

（3）接線模式的改造對可靠性有一定程度的提高，但也與自動化和保護控制水平密切相關。

【參考文獻】

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[責任編輯：薛俊歌]