浅谈城市配电网接线方式

摘 要：笔者结合多年的实际工作经验，着重探讨了配电网的接线方式，并结合实际情况介绍了配电网的现状，并提出了电网改造方案，最后展望了配电网改造远景目标，希望能对配电网规划改造工作有所指导。

关键词：配电网；接线方式；改造；探讨

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着国民经济的迅速发展和改革开放的深入，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，因此，提高供电可靠性是供电部门的一项重要指标，需最大限度满足用户的要求。不同配网接线方式对供电可靠性影响不同，如何准确快速地评估配电网可靠性水平、分析网络薄弱环节以实现优质、可靠、经济地将电能输送给用户，是每一个供电企业都必须关心的重要课题。

1配电网的现状分析 随着人民生活水平的提高和城市化进程的加快，用电量也随之迅速增长，目前就配电网急需解决以下几方面问题：

1）配电网供电能力存在严重不足。随着地方经济高速增长，城市化进程步伐的加快，对城市配电网供电要求越来越高，由于电网建设资金紧张、管理体制不顺等原因，城市配电网发展较为缓慢。

2）中压配电网络结构薄弱，多为辐射网，供电可靠性较低，变电所之间转供电能力差，保护配置复杂，安全水平较低等。

3）配电网电能质量低，线损率居高不下，企业供电效益较差。由于城市用电负荷高速增长，现有中压配电网因导线细、回路数少，配变布点不足、无功补偿容量欠缺等原因，配电网电压合格率普遍较低。

4）配电网技术落后，设备陈旧，自动化水平低下。目前城市电网技术、设备普遍落后，虽然近几年引进并使用了一些新技术、新设备，但与国内外先进城市相比差距很大，设备档次普遍较低，自动化水平不高。

2 配电网的改造问题的探讨 配电网承担着向千家万户直接供电的任务，是城市电网最重要的组成部分，近几年，由于各种原因，中压配电网的发展明显落后于高压电网的发展，强化10kV配电网建设已迫在眉睫。

1）强化1OkV配电网建设，中压配电网尽量做到环网接线、开环运行，提高配电网络供电可靠性。中压配电网—般按辐射网和环网2种形式设计，在城市电网建设改造过程中尽可能按环网方式考虑，—般以单环网设计，对市中心区或负荷密度较高的供电区域以双环网为主。中压环网线路应设置若干个分段点(负荷开关或开闭所)，一般以3—4段为宜，每段10kV线路装接的配变容量控制在2000kVA以内，如10kV线路装接总容量超过12000kVA应首先采取分流措施，以满足中压配电网n一1安全准则要求。

2）提高城市电网线路电缆化、绝缘化率，是城市电网建设与发展的方向。随着城市的建设与发展，负荷密度的提高，在架空线路通道受限制情况下，解决高负荷密度地区(市中心区)供电的途径不能只靠增加导线截面，此时唯一办法是实现线路电缆化。由于电缆化建设投资大、涉及面广，应以城市电网发展规划为指导，分步实施，量力而行，对高负荷密度的市中心区、商业密集区应结合市政改造逐步实行电缆化建设，在市政改造过程中应尽可能敷设好电缆管线，条件不允许的，应留有足够的电缆线路通道。3）科学规划环网点，合理选择环网设备，努力实现配电网n-1安全准则。架空配电网以柱上分段断路器作为环网设备，柱上断路器应优先选用体积小、容量大、可靠性高、维护工作量少、操作简单的新型设备，如SF6负荷开关、真空负荷开关等，并留有配网自动化接口。电缆配电网环网设备形式多样，有10kV开闭所环网柜、高压电缆分接箱、环网箱变设备等。当配电网发生故障时，环网设备能快速、有效地将故障点隔离，确保非故障段正常供电，实现配电网络n一1的要求。

3配电网的基本接线方式及环网供电的优势

随着国民经济的高速发展及人民生活水平的不断提高，不仅负荷密度大，而且用户对配电网供电可靠性的要求也提高了。选择配电网接线方式时须考虑安全、灵活、经济、可发展等基本要求。在满足要求情况下，尽量选用简洁的网络接线。下面就几种典型的配电网接线进行介绍：

3．1架空线路的接线方式 （1）单电源辐射式接线

单电源辐射网是一种接线简单清晰、运行方便、建设投资较少的配电网络，当线路或设备故障、检修时，用户停电范围大，系统供电可靠性较差。单电源辐射网主干线路一般要求分3—4段，每段线路配变装接容量应控制在2.5-3MVA，供电半径宜为3—5km，如图1所示。由于辐射网络不存在线路故障后的负荷转移，可以不考虑线路的备用容量，每条线路可满载运行，即正常最大供电负荷不超过该线路安全载流量。

图1：单电源辐射式接线

（2）手拉手接线方式

“手拉手”环网是目前城市配电网络中普遍使用的一种接线方式，通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，从而大大提高了供电可靠性，如图2所示。这种接线具有运行方便、结线简单、投资省、建设快等特点，但该接线方式要求每条线路具有50％的备供能力，即正常最大供电负荷只能达到该线路安全载流量的1/2，以满足配电网络N-1安全准则要求，一般每条线路配变装接容易不超过10MVA。

图2：手拉手接线方式 （3）电缆单环网接线方式

电缆单环网与架空线路“手拉手”环网接线方式一样，都通过末端线路之间的直接连接，实现环网接线，开环运行，如图3所示。其主要特点是接线简单、清晰，运行方便、灵活，当环网线路中任一段电缆线路或环网单元故障时，单元供电，大大提高了配电网络供电可靠性。为了满足N-1安全准则要求，当环网线路中可通过短时间的分段开关切换，很快恢复环网的一回进线出现故障时，另一回进线应承担全部用电负荷，正常运行时，每条线路应留有50%备用容量，电缆线路负载率较低。

图3：电缆单环网

电缆单环网接线简单、运行灵活，有利于配电网络扩展和配网自动化建设。适用于供电可靠性要求高、负荷密度较低、用电增长速度快的城市配电网络。

3.2电缆环网接线模式及应用

1）城市中心区或负荷密度较高区域宜采用供电可靠性和线路利用率较高的接线模式。采用电缆线路时，可采用“两供一备”或“三供一备”接线方式。采用架空线路时，可采用多分段两联络模式。

2）市区内负荷密度较低区域周围电力网络建设受环境限制的条件下，可以先建设电缆单环网或多分段单联络模式架空网络，待负荷发展起来或环境条件允许后再向更高级的网络模式过渡。 联络开关的位置遵循以下原则：

1）根据行政区分界条件，联络开关安装于两个相对独立的行政区的分界处，便于计量。

2）行政分界时，联络开关的安装应将重要负荷和其它负荷分开。 为保证10kV线路的供电可靠性，需要在各种故障下实现网络重构。在一侧电源故障、开关检修、母线故障时联络开关可合闸实现不间断供电，在线路永久故障时可减少停电范围。在网络的任意点的故障将不会影响对用户的供电可靠性。

4配电网改造远景目标 近年来，我国许多地区已经在不同层次、不同规模上进行了配电网自动化的试点工作，也取得了相当的成绩。但由于几乎所有的配电网自动化试点都是开环运行模式，故障恢复时间都在30秒以上甚至到分钟级，所以不能满足对供电可靠性要求更高的用户的安全供电，并只能采取双回甚至多回供电、自备发电、大容量UPS等高成本方式来弥补，因此在配电网改造的过程中，应该考虑实现闭环运行方式下的配电网自动化。 配电网改造的远景目标是：1)以全闭环运行方式实现区内配电网自动化；2)提高供电可靠性，使环网内用户达到“N一1”供电安全准则，供电可靠率达到99.99％；3)建立配电监控系统，提高供电质量，使电压合格率达到99％；4)在10KV供电线路发生永久性故障时，能自动进行故障识别、故障隔离和恢复供电；5)实现对用户侧设备的远方监控，以及远方抄表等负荷管理功能；6)同时容纳开环运行的方式。

结束语

配电网是电网的重要组成部分，其覆盖面广、设备数最多，确定并优化配电网接线方式有助于增强供电安全性，提高供电可靠性和经济性，对保障经济社会健康、可持续发展，提高人民生活水平有深远的影响。

参考文献：

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[2]陈章潮，唐德光．城市电网规划与改造[M].北京：中国电力出版社，1998

[3]葛少云，郭明星，王成山等．城市高压配电网接线模式比较研究[J]．电力自动化设备，2004