中压配电网电缆线路接线模式分析及应用

郑小敏

（广东电网公司佛山供电局,528300）

1 国内主要采用的中压电缆网接线模式

1.1 辐射式

辐射式接线可分为单射式和双射式2种形式。单射式接线是指1条中压线路只具备单侧电源，呈辐射状供电。该接线方式供电可靠性较差，主干电缆发生故障时，将损失部分或全部负荷，不满足“N-1”要求。由于不考虑故障方式下的容量备用，因此主干线可满载运行。双射网本质上是由2个独立的单射网并行组成的，比单射网更容易为用户提供双路电源供电。单射、双射式接线一般仅用于缺少上级高压变电站布点的区域，随着网络的发展，可过渡为单环、双环等可靠性更高的接线形式。

1.2 单(双)环式

单环式接线是指来自不同电源的2条中压线路相互联络，形成环网，开环运行。任一段主干电缆故障时，可通过网络重构将故障段切除，并恢复对非故障段的供电，负荷损失较少。为确保故障时能转供负荷,主干线正常运行时的负载率应控制在50%以内。双环网本质上是由2个独立的单环网并行组成的，比单环网更容易为用户提供双路电源。通过在环网单元的不同段母线之间增加母联开关，双环网接线可衍生为“H型”接线，主干线的负载率将进一步提高。单环网是双环网的一种过渡形式，用于电网发展的初期阶段。目前，国内负荷密度大、对可靠性要求较高的城市核心区域主要采用双环式接线或其衍生模式。

1.3 N供1备

N供1备接线是指N条来自不同电源的中压电缆线路相互联络，形成环网，开环运行，另l

条空载线路作为公用的备用线路。非备用线路可满载运行，当线路发生故障时，可将其负荷转供至备用线路。该接线方式的线路负载率可达到N/(N+1)，N的取值越大，设备利用率越高，但运行方式会变复杂，因此N的取值一般不大于4。该接线方式可靠性较高，但不易为用户提供双路电源供电，扩展方式不灵活，很难适应负荷发展的不确定性。

2 发达国家中压电缆网典型接线模式

2.1 巴黎中压电缆网接线模式

法国巴黎市区的中压电缆网主要为双环网和三环网。以其三环网为例，两座高压变电站的中压电缆出线互相联络，形成开环运行的环网。每个配电室由两路电源供电(一个工作，一个热备用)，从三环网中的任意两回路中的不同电缆分别T接到这两路电源。每条主干线上都装有用于分段和联络的远程遥控开关，当主干电缆出现故障时，自动配电系统首先诊断故障和定位故障段，然后远程操作切除故障段，同时让非故障段恢复通电。

2.2 新加坡中压电缆网接线模式

新加坡典型的“花瓣式”接线,由一个变电站的一段母线引出的一条出线环接多个配电站后，再回到本站的另一条母线，由此构成一个“花瓣”。同一个变电站的每2回馈线构成环网，闭环运行。供电环的开关点之间采用纵联差动保护。在故障时快速切除故障区段，保证非故障线路的正常供电。新加坡22 KV及以上电网均采用合环运行方式，系统短路电流水平较高。

3 国内外中压电缆网接线模式对比分析

3.1 供电可靠性

国内目前应用较多的电缆双环网接线的用户平均停电时间约为0.2h，供电可靠率为99.998%，而新加坡“花瓣式”接线和法国三环网接线的供电可靠率均可达到99.999%。由此可见，国内配电网可靠性水平要达到甚至超过国际先进水平，必须从研究一次网架结构入手，改进和创新配电网接线模式。

3.2 配电自动化的实现方式

法国三环网接线采用就地方式对故障进行隔离，配电变压器在主供电源故障时可自动切换至备用电源，并恢复供电，故障停电时间短，处理逻辑简单。主干电缆故障诊断和愈合的时间不会直接影响用户停电时间和供电可靠性。因此，该接线模式的可靠性水平对配电自动化的依赖程度较低。新加坡“花瓣式”接线的故障隔离、诊断和愈合是通过线路的差动保护实现的，也属于就地控制方式，但其运行维护的工作量较大，不适合在配电网规模较大的区域推广。

3.3 网架的扩展性

法国、新加坡均采用标准化的电缆网接线模式，每一个标准单元的供电能力相对固定(法国接线模型的标准单元是指一个独立的三环网。新加坡接线模型的标准单元指一个独立的“花瓣”)。可根据远景饱和负荷预测进行电缆网架设计和高压变电站布点规划，并制定逐年实施方案。同时，每一个标准单元的结构相对独立，易于扩展。可根据当前负荷情况确定标准单元挂接的配变数量，并根据近期负荷预测提前进行网架的拓展和延伸。而国内电缆网架规划设计往往与负荷发展脱节，负荷发展过程中网架结构变动较大，负荷切改频繁，造成投资浪费，严重影响了供电可靠性水平的提高。因此，国内配电网的发展亟需借鉴国际先进经验，统一规划思路.采用标准化的接线模式，推行配电网通用设计，并制定相应的运行管理规范和用户接入技术规范。

4 西江新城中压电缆网接线模式规划分析及实施效果

以西江新城中压配电网电缆接线模式规划为依托，分析中压配电网电缆接线模式的实施效果。

西江新城位于高明区东部，东起西江，西至祥福路，北起广明高速公路，南至旧城区怡乐路。规划区域面积约为15.48平方千米。规划年限：规划基准年为2011年，规划水平年为2012～2015年逐年，并对2020年电网发展进行展望。

4.1 现状中低压电网存在的问题

截止2011年底，共有6回10kV线路向西江新城供电，其中部分公用线路存在主干线偏长、单辐射接线、线路负载不平衡等问题，中压配电网网架结构薄弱，环网率及可转供率不高，可靠性水平偏低；同时区域内全线电缆化率低且仍存在部分架空线路，影响规划区的整体环境和景观。

4.2 规划目标

西江新城中压配电网规划目标网架按“主干配”模式构建。“主干配”强调根据一个适当范围内的负荷预测结果，先行确定主干网上的适当数量的节点，搭建主干网络，后续接入负荷全部以分支形式由主干网馈出。这样就能充分保证网络接线模式的简单、清晰，从而提高供电可靠性。为配合城市景观建设需要，西江新城现有架空线均将进行下地改造，未来西江新城规划无架空线路。

4.2.1 过渡接线阶段

西江新城过渡接线阶段主要是改造配电线路，使架空线路向电缆线路转化，规划接线方式为“三供一备”为主（见图1）。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。

4.2.2 电缆接线阶段

经过过渡期接线模式的磨合，将会进入全面稳定期，中压配电网基本杜绝架空线路，电缆接线模式遵循因地制宜的原则。主要从以下几个方面考虑：

4.2.2.1 对于新发展的区域，且负荷比较集中的区域建议采用“N供一备”接线模式，对于供电距离较长分段较多，且负荷比较分散的区域建议采用“3-1”环网接线模式。

4.2.2.2 对于改造现有电网时，应遵循便于过渡的原则，向“2-1”单环网、“3-1”环网、“N供一备”接线模式过渡。

4.2.2.3 负荷发展初期，采用电缆“2-1”单环网接线模式。

4.2.2.4 负荷发展到一定阶段（平均每回线路负载率接近40%时），如有新的报装负荷，应考虑新建第三回线路构筑“2供一备”或“3-1”环网接线。

4.2.2.5 当3回线路平均每回线路负载率接近55%时，应考虑新建第四回线路构筑“3供一备”。

4.2.2.6 当负荷进一步发展时，“3供一备”不能满足N-1供电可靠性要求时，不应在“3供一备”基础上再增加线路，而应重新采用电缆“2-1”单环网接线再次循环发展。

4.4 中压配电网电缆接线模式实施效果分析

结合规划目标，对西江新城中压配电网至规划目标年的各项规划目标达成情况进行分析得出，中压配电网的各项技术指标均达到规划目标的要求，具体情况见表1。

表1 规划实施前后中压配电网的各项技术指标对比

本次专项规划中，采用了合理布局变电站、优化网络接线、改变现状网络的薄弱环节等多种措施，实现了制定的规划目标。2020年，西江新城规划方案的工程项目全部实施后，西江新城电网在供电能力和供电可靠性方面将有较大提高。

5 结束语

国内中压电缆网接线模式的理论可靠性与发达国家相比存在一定差距，网络的故障诊断、隔离和愈合过程较为复杂，且对配电自动化的依赖程度较高，网架的规划和建设缺乏统一标准。因此，同内配电网的发展必须创新接线模式，转变规划思路，规范建设标准，以提高供电可靠性水平，更好地服务电力用户。

[1] 黄小昆.环形配电网网络优化规划[C].中国国际供电会议，2010

[2] 张运贵.中压配电网接线方式分析和组网原则[J].湖北电力，2011.

图1 西江新城中压电缆线路接线模式图