城乡配电网络接线方式设计研究

刘子伟，黄若伟，赵和平

(宜昌电力勘测设计院有限公司，湖北 宜昌 443003)

城乡配电网络接线方式设计研究

刘子伟，黄若伟，赵和平

(宜昌电力勘测设计院有限公司，湖北 宜昌 443003)

随着城乡经济迅速发展，配电网络接线方式对地区经济持续发展有重要影响。通过对国外发达城市配网结构研究，并结合我国大型城市配网发展状况和宜昌城区配网结构，针对宜昌市点军区配电网络实际情况，对快速发展的城乡地区中压配网接线方式进行分析探讨。

中压配电网；接线方式；城乡配电网。

城乡配电网络是城乡社会的重要基础设施之一，与城乡的发展密切相关。城乡配电网络接线的好坏，极大的影响着居民生活质量，更对区域经济的发展有着重要的影响。

配电网络接线形式是配电网建设的重要指引和依据。直接影响到区域配电网规划工作。完善地方配电网络接线方式建设，对保障配电网供电可靠性与质量，促进城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好配电网发展提升具有重要的意义。

1　国内外配电网络接线方式

新加坡城市配电网在城市各分区内，变电站每两回馈线构成环网，形成花瓣结构，不同电源变电站的每两个环网中间又相互连接。日本东京中压配电网分别采用电缆环网和本、备线环状供电方式。城市外围架空网供电方式采用3分段4联络、6分段3联络的方式，电缆采用环网方式。美国和加拿大已将“4×6 ”网络接线广泛应用于城市中压配电系统。

目前国内基本建立了统一的配网结构接线方式，但由于各地发展水平不同和原有配电网络结构等原因导致了在网络接线模式、供配电方式等方面有较大差别。北京城市配电网已逐步从早期以架空线为主的简单辐射型供电系统向电缆入地的单环网、双环网和双辐射网络发展，基本实现了“手拉手”和“N-1”准则。武汉地区以架空线和电缆网络组成10kV中压配电网络。架空线路采用多分段多联络结构；主干电缆线路一般采用环网接线，基本上分为放射形、单环网模式。重要负荷点采用“N供1备”方式。宜昌主城区以架空与电缆混合出线方式，主要为单辐射且多联络，城区10kV电网多联络比例过高，网架结构复杂，形成“一团网”结构模式。存在供电网络构架不清晰、供区交叉，倒供复杂等弊端。

2　城乡配电网络接线分析

常见配网接线方式有电缆单环网、电缆双环网、N供1备(N=3)、架空线多分段适度联络、单环网和架空线多分段适度联络、架空线双辐射等。不同配电网供区对应不同的配网接线方式。A+、A类供电区域：一般是电缆双环网和N供1备(N=3)两种接线方式。B类供电区域：一般是电缆单环网、N供1备(N=3)和架空线多分段适度联络这三种接线方式。C类供电区域：一般是单环网和架空线多分段适度联络、架空线双辐射这三种接线方式。D类供电区域：一般是架空线多分段适度联络、架空线单辐射这二种接线方式。

2.1区域概况

宜昌位于湖北省中西部，省域副中心城市、规划建设中的特大城市，根据其地区经济发展、人口状况，对宜昌配电网供区进行划分。其中，中心城区为B类(6≤σ＜15)供电区域，城郊区为C类(1≤σ＜6)供电区域。县(县级市)为C类+D类供电区域。

试选取宜昌市点军区为分析区域，该区属于宜昌市中心地区，位于长江南岸，与主城区隔江相望，通过夷陵长江大桥、葛洲坝与江北城区连为一体，地处东经111°、北纬30°，分别与宜都、长阳、夷陵等县市区接壤。常住人口10.52万人，国内生产总值达到46.3亿元。区域总面积为533 km2、供电面积为260 km2、供电人口10.5万人、售电量共9.53亿 kWh。

2.2区域发展规划

该区现为城乡性质，属于主城南拓骨架区域，规划了“一城、两带、双轴”的空间结构。点军主城区：点军区城市建设的核心区域。滨江都市景观带：展示沿江都市形象的重要窗口。生态产业聚合带：点军区外围生态空间，以生态产业发展为主。村镇空间发展轴：强化主城区与土城乡之间的空间联系。都市绿野发展轴：打通对接文佛山景区的轴线。

2.3区域10kV配电供区划分及现状

规划将点军供电区分为B类和C类。B类供电区域为点军新区，西北方向以东岳二路-山前路为界，东北方向以长江南侧岸线为界，东南及西南方向以翻坝高速为界，行政总面积为80 km2，供电面积为60 km2。C类供电区域为除点军新区以外的其它区域，主要为农村地区，东起艾家镇油库，西至牛扎坪风景区，南以临江山体山脊线、宜万铁路线和黄家棚车站(宜昌南站)用地为界，北至翻坝高速，东岳二路-山前路，行政总面积为453 km2，供电面积为200 km2。

图1　点军新区区域划分图

点军区现共有10kV线路32回，线路总长438.96 km；配变611台，总容量114.6 MVA；110kV变电站共2座，35kV变电站3座。10kV接线单辐射线路比例为70.83%，东部负荷密集主城区两110kV电源变电站之间有双回电缆连接，双线上负荷密集，不能满足N-1要求。

2.4区域10kV配电网络接线分析

根据点军区域的配电供区划分特点，从现状及规划看出，划分配电区域时C、D共区，且D将逐步向C区转换，同时C区会逐步转化为B区供电，随着点军主城区及点军新区的不断发展，由东至中西部经济不断延伸，B类负荷划分将逐步扩展至中部，其中心现有2座110kV变电站已不能满足B区供电要求，其供电电源由2座范围扩大到东南及中部35kV变电站，且规划中部增加了新的110kV变电站。

依据该区规划电源分布及负荷划分，可规划设计三种方案：

(1)在已形成的原有10kV网络基础上，以新增何家坡110kV变电站为中心，分别向东部地区三个变电站新建10kV出线，形成双环网接线。，由于出线均为点军新城区范围供电，接线方式选为电缆双出线多分段，主线起点与终点均接至对的变电站10kV不同母线。同时增加1回10kV线路至35kV桥边变电站，提高西部供电可靠性。网络见图2。

图2　方案一

东部B区双环网结构提高供电可靠性。不足之处是，当负荷较小时，线路利用率低。当负荷密度很大时，各线路负载又很重，在部分线路故障时，不能满足负荷转移要求，仍存在不满足N-1要求的状况。且西部单分段联络可靠性不足，未充分发挥新增110kV站点的供电能力。

(2)在以上方案基础上做一定改进，新增何家坡110kV站点出线双回就近接入2座110kV变电站已有双回10kV电缆线路，形成三站联络共同供电，同时，至110kV耿家湾变及35kV联棚变均新建双回10kV电缆线路，采用双单环接线方式，即花瓣接线，西部增加10kV双回架空出线，采用多分段方式。网络见图3。

图3　方案二

图3所示，就近接入到已有电缆线路经济成本低，且三站联络供电可靠性提高，故障时灵活选择电源线路。本方案花瓣接线任意线路出现故障，故障点两端的负荷可实现快速转供，供电可靠性高;线路利用率低，线路负荷率需控制在50%以内，系统短路电流水平较高，二次保护配置比较复杂。不满足该区实际负荷重的要求，双回线路供西部供电可靠性进一步加强，但是建设双回线路经济成本高。

(3)新增何家坡110kV站点双回就近接入2座110kV变电站已有双回10kV电缆线路，形成三站联络共同供电，新增站点至110kV耿家湾变新建3回电缆线路，完成接线形式上的N供互备关系；至35kV联棚变均新建10kV电缆线路2回，采用多分段适度联络方式，西部新建10kV出线1回至35kV桥边变，由35kV变电站适度建设10kV线路，通过多回线路敷设式多分段接线方式以满足后期供电负荷要求即可。网络图见图4。

图4　方案三

分析得出，3回电缆线路即可满足重负荷供电需求，同时N供互备方式大大提高供电可靠性，满足N-1供电需求，就近接入到已有电缆线路经济成本低，且三站联络供电可靠性提高，故障时灵活选择电源线路。西部10kV网络布置可依据实际敷设供电。

根据上述方案综合分析，方案三在已有网络前提下，点军区10kV网络接线较为合理。

综上所述，城乡地区负荷密集主城区B区可采用N供1备接线方式，并结合单环网联络接线方式；负荷相对较大的C区采用多分段适度联络接线方式，靠近D区范围采用多分段辐射式接线形式。由于配网自动化对配网接线方式也有一定要求，主要为接线方式不要太多太复杂，对于即将实施的10kV配网自动化，上述城乡配电网络接线方式方案能满足10kV配电自动化要求。

4　结论

城乡地区配电网络接线方式对现阶段及未来配网建设关系重大，特别是快速城镇化的农村区域，城农网界线不再明显，功能定位、用电负荷水平、用电结构发生显著变化，如何设计可靠合理的配电网络接线方式更为重要。

城市在负荷密度较低的发展初期，变电站布点较为分散时，建设以双电源手来手及单电源辐射接线是初步网架；随着经济发展，负荷密度越来越高，配电网架也要随之完善。但是，在对实际中压配电网络接线进行分析和优化时也受到诸多的限制，城乡网架改造，要充分吸纳国内外配电网规划设计先进经验，深入研究大胆实践，结合现场设计更优化的网络接线，才能达到建设坚强配网、智能配网的标准。

[1] 陈文高 配电系统可靠性实用基础[M]．北京：中国电力出版社，1998．

[2] 胡立新，张运贵．中压配电网接线方式分析和组网原则[J]．湖北力，2005，29(12)．

[3] 王明俊，于尔铿，刘广一． 配网接线方式．北京：中国电力出版社，1998．

[4] 刘健，等．城乡电网建设与改造[M]．北京:中国水利 水电出版社，2001．

[5] 楼玲俊．城市(镇)中压配电网络典型接线分析[J]．电网建设，2005，(6)．

[6] 葛少云，等． 中压配电网各种接线模式的最优分段[J]．电网技术，2006，30(4)．

Design of Urban and Rural Distribution Network Connection Mode

LIU Zhi-wei, HUANG Ruo-wei, ZHAO He-ping
(Yichang Electric Power Survey & Design Institute Co.Ltd., Yichang 443003, China)

With the rapid development of urban and rural economy, connection mode of distribution network has an important influence on the sustainable development of regional economy. By studying on distribution network structure of developed cities in foreign countries, Combined with the development status of China's large urban distribution network and distribution network structure in Yichang City, in view of the actual situation of distribution network in Yichang City,to analysis and discuss the connection mode of medium voltage distribution network in the rapid development of urban and rural areas.

medium-voltage distribution network; connection mode; urban and rural distribution network.

TM64

B

1671-9913(2016)05-0072-04

2016-08-01

刘子伟(1973- )，女，湖南邵阳人，高级工程师，国家注册电气工程师，研究生导师，从事电力设计技术管理工作。