城市中压配电网接线模式过渡问题探讨

张益飞

【摘 要】城市电网接线模式会随着城市用电量和供电可靠性要求而不断变化，接线模式的选择在不断的发展变化过程中。本文介绍了接线模式过渡的基本思路及原则，总结了典型中压配电网接线模式的适用范围及其特点，并结合工程实际，对工程中几种典型架空线与电缆网接线模式的过渡选择问题进行了阐述。

【关键词】中压配电网；接线模式；过渡

0 前言

城市一直在不断的发展过程中，城市电网接线方式也随着城市用电量的发展和对供电可靠性的要求而不断发生变化，怎样在满足供电安全性、可靠性、经济性的基础上完成接线方式的改造过渡成为亟待解决的问题。针对不同的负荷性质，不同负荷情况选择合理的网架过渡方式将提高配电网建设的供电可靠、安全及经济效益。

在配电网络规划与建设改造中，应根据配电网络优化准则，以城市中低压配电网建设与改造技术原则为依据，结合本地区配电网络的实际情况，通过对供电区域的用电性质、负荷密度的分析与研究，确定不同负荷阶段安全可靠、经济实用的配电网络接线方式及过渡方法。

配电网接线方式过渡应遵循以下原则：

（1）过渡接线方式便于运行及维护检修；

（2）优化网架结构、降低线损；

（3）保证经济、安全运行；节约设备和材料，投资合理；

（4）适应配电自动化的需要；

（5）有利于提高供电可靠性和电压质量；

（6）灵活地适应系统各种可能的运行方式。

接线模式过渡的基本思路如下：1）起步建设阶段一般以辐射型接线为主；2）全面开发阶段优先构建辐射线路间的联络，以提高供电的可靠性；3）发展完善阶段线路走廊可能比较紧张，可以进一步增加线路之间的联络，提高线路的利用率，满足供电需求。

在接线模式过渡的时候，往往也伴随着变电站数量与变电站内主变台数的变化。起步建设阶段由于负荷较小，变电站内一般配置两台主变。全面开发阶段和发展完善阶段由于负荷的进一步增加，需要选择新增站点或主变，建议选择增加站点，优先进行供电网架的搭建，以利于网架平滑过渡，并可尽早取得变电站用地及线路廊道资源。当变电站数量达到网架最终形态的数量时，随着负荷的进一步增加，可以使站内主变增加到三台，以满足负荷增长。

对上述三种过渡方式进行选择时，应以优先获取变电站用地及线路廊道为原则，首先增加变电站布点，增加变电站间的互联，然后新增主变台数，最后新增线路间的联络，提高线路利用率。

1 典型中压配电网接线模式

如下介绍本文重点研究的五种典型接线模式，其特点分述如下[1-3]：

（1）单辐射接线模式最简单，一般应用于城市非重要负荷或者刚开始建设的经济开发区。这种接线模式简单经济，配电线路和高压开关柜数量少、投资小，新增负荷也比较方便，线路可以满负荷运行。其缺点也很明显，故障影响范围较大，供电可靠性最差。

（2）双侧电源多分段单联络接线，即单环网接线，在两回线路的末端设置一联络开关，每回线路的负载率为50%。这种接线模式适用于负荷密度较大且供电可靠性要求较高的地区，运行较为灵活。在线路负荷允许的情况下，线路故障或者电源故障时，可以通过倒闸操作使非故障段恢复供电。由于考虑了线路的备用容量，线路投资将比单电源辐射接线有所增加。

（3）两供一备接线，就是指2条供电线路连成环网，另外1条线路作为公共的备用线路。正常运行时备用线路完全空载，非备用线路满载运行，若有某1条运行线路出现故障，则可以通过线路切换把备用线路投入运行。尽量保证供电线路和备用线路来自不同电源点，可以进一步提高可靠性。两供一备方式线路设备利用率达到67%。这种接线方式非常适合在城市核心区、繁华地区和住宅小区采用。该接线后期可以改造为三供一备乃至四供一备接线。

（4）多分段多联络接线，该接线模式一般实际应用于架空线路，是通过在主干线上加装分段开关把每条线路分成N段，并且每一段都有联络线与其他线路相连，当任何一段出现故障时，均不影响其他段正常供电，这样使每条线路的故障范围缩小，提高了供电可靠性。这种接线模式一般应用于负荷发展比较饱和的区域，其可靠性最高。因联络线可以就近引接，这种接线模式提高了架空线的利用率（75%），但联络线的建设也相应的提高了线路投资。

（5）双侧电源双环式接线，该接线模式可以串接多个开闭所。该模式串接2座开闭所，每条线路的最大负载率为50%。类似于架空线路的分段联络接线模式，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。它适用于城市核心区、繁华地区，以及负荷密度发展到相对较高水平的区域。

2 接线模式过渡问题探讨

结合工程实际与前文的研究，对工程中几种典型架空线与电缆网接线模式的选择方案可以参照以下原则进行选取。

2.1 架空线

（1）单辐射接线的经济性最好，但不能满足供电安全N-1的要求，供电可靠性很低，因此，单辐射结构只适用于对供电可靠性要求较低的地区；

（2）由于单联络接线的负载率为50%，故其经济性较差，但其供电可靠性相比单辐射接线有了较大的提高，因此，单联络结构适用于供电可靠性要求较高，负荷密度较低，线路负载率低于50%的区域，如农村区域以及负荷增长未到位的新建城区；

（3）两供一备接线的负载率为67%，可靠性很高，主要适用于供电可靠性要求很高，负荷密度高，线路负载率低于67%的地块；

（4）若某地块对可靠性要求可以稍微降低，而更看重经济性，可以考虑采用三供一备接线代替两供一备接线，因为三供一备接线的负载率可以提高到75%；

（5）多分段多联络的可靠性也很高，但由于其联络开关较多，故障倒闸操作复杂，因此主要适用于供电可靠性要求高，负荷密度高，配电自动化水平高的地块。

综上所述，架空线在供电区域负荷密度低、供电可靠性要求不高、负荷发展不成熟时可暂时采用单辐射接线，但应尽快向单联络接线过渡，并根据地块内供电可靠性、经济性与负荷发展的具体要求，向两供一备或者三供一备接线过渡。由于两供一备接线的经济性较差，而可靠性较单联络接线又无显著提高，所以该种接线只能作为一种过渡方案，需要尽快过渡到采用多分段多联络接线[4-6]。架空线目标网架过渡方案如图1所示。

2.2 电缆网

双射式接线与单辐射接线的接线原理、程序计算结果完全相同，但在实际工程中，电缆网的接线模式多采用双射式接线而非单辐射接线。所以在本节论述实际接线模式过渡问题时，采用双射式接线来描述，使过渡方案更贴近工程实际。

（1）双射式接线的经济性最好，但不能满足供电安全N-1的要求，供电可靠性很低，因此，双射式接线只适用于对供电可靠性要求较低的地块；

（2）由于双侧电源单环式接线与双侧电源双环式（无母联）接线的经济负载率均为50%，故其经济性较差，但其供电可靠性相比于双射式接线有了很大提高，因此，双侧电源单环式接线与双侧电源双环式接线适用于供电可靠性要求较高，负荷密度较低，线路负载率低于50%的地块；

（3）两供一备接线的可靠性很高，可以适用于供电可靠性要求高，负荷密度高，线路负载率低于67%的地块。这种接线方式非常适合在城市中心区、繁华地区采用；若某中心地块对可靠性要求可以稍微降低，而更看重线路的经济性，可以考虑采用三供一备接线代替两供一备接线，因为三供一备接线的负载率可以提高到75%；

（4）随着城市的建设发展，局部地区的负荷水平逐步增大、趋于饱和，负荷密度很高，电缆环网线路密集。这种条件下，可以在原有环网的基础上添加专用备用线路，就能形成适合城市需要的高可靠性接线模式，以适应负荷的发展。

综上所述，电缆线路在供电区域负荷密度低、供电可靠性要求不高、负荷发展不成熟时可以暂时采用双射式接线，但应尽快向双侧电源单环式接线过渡。对于供电可靠性要求非常高的地块，可以考虑增加备用线路，过渡到N供一备接线，但是基于经济性、可靠性的综合考虑，本文并不建议N供一备接线，特别是两供一备接线推广使用，该接线只是可以对供电可靠性有特殊要求的负荷单独采用，使其拥有专门备用线路。根据地块供电可靠性、经济性与负荷发展的实际要求，再逐步过渡到双侧电源双环式接线，该种接线模式在无特殊供电要求的地块已经可以作为配电网接线模式的最终方案。电缆网目标网架过渡方案如图2所示。

3 结论

（1）接线模式没有严格的界限，随着城市发展的需要可以通过改造过渡到另一种接线模式，以更好地适应当前城市发展的变化；

（2）对于城市电网改造过程中，应尽量使接线模式统一，有利于对配网进行可靠性、经济性等各方面定量分析；

（3）接线模式的改造对可靠性有一定程度的提高，但也与自动化和保护控制水平密切相关。

【参考文献】

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[责任编辑：薛俊歌]