中压配电网接线模式研究

许迪

(奉化市供电局，浙江 奉化 315500)

1 引言

配电网位于电力系统的末端，直接与用户相连，整个电力系统对用户的供电能力和供电质量最终都必须通过它来实现和保障。我国国民经济发展迅速，新建居民小区和经济开发区层出不穷。城市电网不断扩展，在这个过程中选用什么样的接线模式是一个非常值得探讨的问题，它不仅牵涉到电网建设的经济性，而且也关系到供电的可靠性。配电网接线模式很多，但各有其适用情况。本文基于供电可靠、安全，可发展等基本要求，对各种配电网接线模式进行了总结。同时，根据小区负荷S形的发展规律，分析了衍生接线模式。

2 中压电网接线模式分析和研究

中压配电网应依据高压变电站的分布，划分成为几个相对独立的分区配电网，各变电站有明确的供电范围，一般不交错重叠。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。下面介绍几种典型的配电网接线模式及其适用场合。

2.1 单电源辐射接线

单电源辐射接线方式简单，如图1～2所示。干线可以分段，一般主干线分为2～3段，负荷较密集地区1km分1段，按所接配电变压器容量每 3000～4000kVA分1段，以缩小事故和检修停电范围。

单电源辐射接线的优点是比较经济，配电线路和高压开关数量少、投资小，新增负荷也比较方便。由于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，即每条出线(主干线)均可以满载运行。但其缺点也很明显，主要是故障影响范围较大，供电可靠性较差，不具备负荷转移能力。当线路故障时，部分线路段或全线将停电;当电源故障时，将导致整条线路停电。

这种接线模式适用于郊区非重要负荷及电网建设初期，对可靠性要求不是很高的负荷。随着电网的发展，在不同回路之间通过建立联络，就可以发展为更为复杂的接线模式。既可提高原有线路的利用率，又可以提高其供电可靠性。

图1 单电源辐射接线模式(架空线)

图2 单电源辐射接线模式(电缆)

2.2 双电源手拉手环网接线

手拉手接线模式结构简单清晰，运行较为灵活，可靠性较高。如图3～4所示。架空主干线通常可分为2～3段。

图3 手拉手环网接线模式(架空线)

图4 手拉手环网接线模式(电缆)

线路故障或电源故障时，在线路负荷允许的条件下，通过切换操作可以使非故障段恢复供电。电缆单环网的环网点一般为环网柜、箱式站或环网配电站，与单联络的架空线路相比具有明显的优势，由于各个环网点都有两个负荷开关(或断路器)，可以隔离任意一段线路的故障，用户的停电时间大为缩短，只有在终端变压器(单台配置)故障的时候，客户的停电时间是故障的处理时间。由于考虑了线路的备用容量，正常运行时，每条线路最大负荷只能达到该线路允许载流量的1/2，线路投资将比单电源辐射接线有所增加。

这种接线模式适用于电网建设初期，较为重要的负荷区域，能保证一定的供电可靠性，并且随着电网的发展，在不同回路之间通过建立联络，就可以发展为更为复杂的接线模式。

2.3 分段联络

分段联络接线模式如图5～6所示。这种接线模式，通过在主干线上加装分段断路器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。

图5 两分段两联络接线模式

图6 三分段三联络接线模式

这种接线最大的特点和优势是可以有效的提高线路的负载率，降低不必要的备用容量。例如手拉手接线模式中干线正常运行负载率可达50%，两分段两联络模式中干线正常运行负载率可达67%，接线方式如图5所示，三分段三联络模式中干线正常运行负载率可以达到75%，接线方式如图6所示。

从供电可靠性角度看，分段联络和单联络接线模式相比提高幅度有限，直接的客户仍是单电源供电的形式，当所在分段或分支线路以及10kV终端变压器故障还会失电。

这种接线模式的发展形成有一定的过程。伴随着城市建设，区域负荷密度不断提高，10kV线路也逐步增多而且密集起来，并且对供电的可靠性要求也在逐步提高，这种条件下，在原有的单联络的回路之间再进行分段和联络，就可以很自然的形成这种接线模式。同时，提高了网络带负荷的能力。

这种接线模式适用于负荷密度较高，对供电可靠性要求较高的区域，并且允许架空线路供电的区域。对于这些区域，可以在规划中预先设计好分段联络的网络模式及线路走径。在实施过程中，先形成单联络网络，注意尽量保证线路上的负荷能够均匀分布，随着负荷水平的提高，再按照规划逐步形成分段联络的配电网络，既提高了供电可靠性又满足了供电的要求。

2.4 不同母线出线连接开闭所接线模式(双辐射)

不同母线出线连接开闭所接线模式如图7所示。其特点是从同一变电站的不同母线或不同变电站引出主干线连接至开闭所，再从开闭所引出电缆线路带负荷(一般从开闭所出线的电缆型号比主干线电缆型号小一些)。一般每个开闭所具有两回进线，开闭所出线可以采用辐射状接线方式供电，也可以形成小环网进一步提高可靠性。在实际应用中，正常运行时，开闭所每条线路负载率应控制在50%左右。

图7 不同母线出线连接开闭所接线模式

适用场合:这种接线模式适于向对供电可靠性有较高要求的用户供电，如城市核心区，重要负荷密集区域等。该接线模式可以使用户同时得到两个方向的电源，满足从上一级10kV线路到客户侧10kV配电变压器整个网络N－1要求，供电可靠性很高。

2.5 双Π接线

为了提高网络的安全可靠性，保证在一电源失电的情况下用户能够从另外一电源供电，电缆可以采取双Π接线的供电方式，如图8所示。类似于架空线路的分段联络接线模式，这种接线当其中一条线路故障时，整条线路可以划分为若干部分被其余线路转供，供电可靠性较高，运行较为灵活。

图8 双Π接线模式(电缆)

这种接线模式适用于城市核心区、繁华地区，负荷密度发展到相对较高水平，而且存在大规模公用网的情况下，尤其是架空网逐步向电缆网过渡的区域。

3 分区负荷预测的S型负荷曲线

研究各负荷区负荷曲线形状是配电网接线模式选择的前提。利用各负荷区历史数据和预测结果，可以清楚的观察到各负荷区负荷从历史到未来的发展变化趋势，它近似S形曲线，如图9所示。利用时变和滚动规划的思想来观察负荷曲线时，把负荷发展期分成三个阶段:早期、中期和饱和期，在此基础上分析各负荷区中压配网的衍生接线模式，使其与各区负荷发展相配套，是非常必要的。

图9 分区负荷预测的S形曲线

4 中压配网衍生接线

从城市小区中压配网建设来看，架空线网和电缆网所用环网设备、建设方式、运行维护手段都不同，因此采用的接线衍生模式也不同，本文主要讨论架空线网的衍生。

4.1 单电源辐射接线→“手拉手”接线

负荷发展早期新增负荷在电网边缘，负荷不大，且电网刚接入，对供电可靠性要求不高，因此一般供电公司会从就近变电站低压母线引单回馈线给这个负荷供电。这时对负荷就是单电源辐射接线，供电可靠性很低，任何设备或线路故障都会造成整条线路停电。随着城市的规划建设，城区不断扩大，负荷需求增加，类型增多，商业负荷比重增加。用户对用电可靠性要求提高，供电公司就需考虑建设联络线。对负荷来说，就从原来的单电源辐射接线衍生为双电源手拉手接线。若配合使用分段开关，在线路故障或电源故障时，在线路负荷允许的条件下，通过切换操作可以使非故障段恢复供电。从而提高了对该负荷的供电可靠性。

4.2 “手拉手”接线→分段联络

负荷进一步发展，人口密度增加，空间负荷密度也随之增加，必须再新建线路对其供电。这时，变电站的出线间隔又很紧张，供电公司只能从变电站出一回线T接到一个“手拉手”线路上作备用，这就形成类似如图5的接线模式。这样做和建设两条“手拉手”相比，节省了一个出线间隔，同时又可满足近期负荷的增长。

图10是浙江某县电网中的实际网络接线，涉及云和变和黄岗变，均为单母分段，形成网络的三回馈线出自不同母线。这样的网络可靠性虽不及两回“手来手”，但对近期新增负荷的供电，不失为一个节省投资和变电站出线间隔的好办法。

图10 某县实际的配电网中三回馈线接线图

当所有线路上的负荷进一步增加，而且又出现新增符合，图5模式的三回馈线已不堪重负，无法再接入新的负荷，供电公司是否应该再新建“手来手”线路呢?

这当然是一个行之有效的办法，但除此之外，供电公司有没有一个既节省投资、建设速度又快、又节省出线间隔的方法呢?(节省出线间隔意味着可以延缓变电站的新增，延缓电网建设投资)。行之有效的方法是从除这三段母线外的变电站引一回线在原有T接点附近接入，作为备用线路，这样其它三回线的线路负荷率可提高。

5 中压配网衍生接线

配电网的接线方式选择是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对网自动化的基础。本文在介绍常用配电网接线模式特点的基础上，总结了针对小区负荷S形发展规律的配电网接线发展衍生模式。

［1］麻秀范，钟晖，王伟，等.城市配电网接线模式研究［J］.东北电力学院学报，2005，25(2):32 －36

［2］王伟，麻秀范，钟晖，等.系列化中压配电网接线模式研究［J］.2005，5:46 －49

［3］吴雯美，霍佳丽.中压电网接线模式应用于不同类型电网的分析研究［J］.贵州电力技术，2008，8:8 －10

［4］胡列翔，王伟，麻秀范，等.中压配电网的衍生接线模式［J］.现代电力，2006，23(6):26 －30

［5］潘锋，周敏，汪利华.城市高、中压配电网接线模式的综合评价方法［J］.华东电力，2009，37(1):129 －131