中压配电网典型接线模式综述

武奕彤，李立生，孙冰

（1.山东省实验中学，济南250001；2.国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；3.国网山东烟台市牟平区供电公司，山东烟台264100）

中压配电网典型接线模式综述

武奕彤1，李立生2，孙冰3

（1.山东省实验中学，济南250001；2.国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；3.国网山东烟台市牟平区供电公司，山东烟台264100）

中压配电网网架结构的科学合理性关系到电网运行的经济可靠性，分别对国内架空和电缆网的接线模式进行分析，总结出各种接线模式的特点、供电可靠性及适用范围；同时对国外的几种典型接线模式进行分析，并与我国相同接线模式进行对比，对实际工作中的配网规划与改造有一定指导意义。

中压配电网；接线模式；供电可靠性；配网规划

0　引言

随着社会经济的快速发展，人们对电力需求也日益增强，配电网的建设也随之增加，标准化、规范化建设能够解决配电网的运行管理以及线路负荷分配不均等一系列问题，促进电力系统的进一步发展，保证电网的安全、可靠、经济运行。

配电网的网架结构是配电网规划与改造工作中的重点之一，而接线模式是网架结构的基本反映，它不仅牵涉到电网建设的经济性和可靠性，而且对整个电力系统的发展具有重要意义［1-2］。因此，配电网接线模式及其可靠性研究成为当前电网研究的重要课题之一。下面分别对国内外配电网的典型接线模式进行分析比较。

1　国内配电架空网接线模式

1.1单辐射

配电架空网单辐射接线结构如图1所示，架空线路的末端没有其能够联络的电源，每条出线（主干线）均可满载运行［3］。这种中压配电网接线模式的优点是结构简单，配电线路和高压开关柜数量少、投资小，新增负荷和线路的维护都比较方便，缺点是故障影响范围大，供电可靠性较差，当线路或电源故障时，会导致全线停电。

图1　单辐射结构

适用场合：多用于负荷密度较低的郊县区域，或对供电可靠性要求不高的城市区域。

1.2手拉手接线

手拉手式接线是目前城市配电网中普遍使用的一种接线方式，结构如图2所示。通过两条主干线路末端的联络开关直接联络，实行环网接线，正常情况下开环运行。当主干线路上某一段线路或环网设备故障、线路检修或维护时，可通过分段开关进行切换，隔离故障区段，确保非故障段正常供电，大大提高了系统供电可靠性［4］。

图2　手拉手接线模式结构

此种接线方式的优点是比单辐射接线模式更可靠，接线清晰，运行灵活。线路或电源故障时，可通过开关切换使非故障段恢复供电，负载率为50%。缺点是该接线方式要求每条线路具有50%的备供能力，以满足配电网络N-1安全准则要求。

适用范围：用于负荷密度不高，用电增长速度较快，配电网管理水平较低的城市配电网络。

1.3多分段多联络

多分段多联络结构如图3所示，架空线路宜采用多分段多联络的接线方式，线路分段一般为2～3段，每一分段的负荷容量宜控制在2 000～3 000 kVA，联络一般设置2～3个。优先采取线路尾端联络，逐步实现对线路大支线的联络。这种接线模式，通过在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开关与其他线路连接，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，可提高供电可靠性［5-6］。

适用范围：多分段多联络接线模式适用于负荷密度较高，对供电可靠性要求较高的城网地区，并且允许架空线路供电的区域，联络线可以就近引接。

图3　多分段多联络结构

2　国内配电电缆网接线模式

2.1放射式

1）单射。单射结构如图4所示，电缆线路末端没有其他能够联络的电源，单射接线的优点是经济、投资小，新增负荷时连接方便，线路可以满载运行。但其缺点也很明显，主要是电缆故障多为永久性故障，故障影响时间长、范围大，供电可靠性较差。

图4　单射式结构

此接线方式与架空网单辐射接线方式类似，线路最大负载率为100%，无备用电源，不能转供负荷。通过加装重合器、分段器、故障指示器，达到自动隔离和快速恢复供电要求。

2）双射。双射结构如图5所示，双射接线方式是由一座变电站或开关站的不同中压母线引出双回线路形成，或者由同一供电区域不同变电站引出的双回线路形成。当在有条件的情况下，能够过渡到双环网接线方式。高负荷密度地区可自不同10 kV母线引出两回或三回线路，形成双射接线和三射接线方式。

图5　双射式结构

适用范围：用于对供电可靠性要求很高的供电区域的重要用户，如大城市中心区负荷密度高的重要密集用户。

2.2环网式

1）单环网。

单环网结构如图6所示，这种接线模式是电缆线路环网中最为基本的形式，单环网电源来自不同变电站，也可来自同一变电站的不同母线，每条主干线路负载率应控制在50%左右。单环网的环网点一般为环网柜、开闭所，所接配变容量（含用户）一般应≤8 000 kVA，选取中部位置开环运行，每个电缆环网柜出线所接的用户数量根据负荷性质和容量确定，不宜过多，一般为5～8个，不宜超过10个。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，用户感受到的停电时间大为缩短［5］。

图6　单环网结构

适用范围：单环网结构适用于城市核心区、繁华地区建设的初期阶段或城市周边对市容及供电可靠性都有一定要求的地区。

2）双环网。

双环网包括两种方式，一种是由两个独立单环构成：该接线模式能够满足N-1安全准则，运行负载率为50%，方便为沿线对供电可靠性要求高的中小用户提供双电源。

另一种是由开关站形成的双环网：该接线模式供电可靠性高，结构复杂，可满足N-1-1安全准则，运行负载率为50%，满足N-1情况下，运行负载率为75%。其结构如图7所示，该种接线类似于架空线路的多分段多联络接线模式。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，运行较灵活。

开关站形成双环网的最大优势是能够提高线路的理论负载率，这种接线模式最高运行负载率为75%。随着城市建设发展，局部地区负荷水平逐步增大，出现负荷密度很高或者电缆环网线路密集时，在原有单环网的基础上，寻找合适的环网点，在环网点间线路上添加联络线，即可发展为这种理论负载率较高的接线模式，可以适应负荷发展。

图7　双环网结构

适用范围：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的区域。

3）N供一备。

这种接线模式随着N值的不同，其运行灵活性、供电可靠性以及线路的平均负载率均有所不同，一般情况下，二供一备和三供一备的接线模式比较理想，总线路利用率分别为67%和75%，如图8和图9所示。四供一备及四以上的接线模式比较复杂，操作也比较复杂，而且联络线长度较长，投资较大，线路载流量利用率的提高已不明显［7］。

图8　二供一备接线模式

图9　三供一备接线模式

适用范围：适用于负荷发展已经饱和，供电网络按最终规模一次规划建成的地区。其优点是供电可靠性较高，线路的理论利用率较高。

4）开闭所接线。

开闭所接线模式如图10，这种接线模式实际上就是从同一变电所的不同母线或不同变电所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。每个开闭所具有两回进线，当开闭所的其中一回进线出现故障时，另一回进线应能转带全部负荷，这样，每回进线应有50%的备用容量，能够满足N-1准则。在开闭所出线为放射状时，开闭所的出线均可满载运行［8］。

图10　不同母线出线连接开闭所接线模式

适用范围：用于负荷中心距电源较远，或出线间隔、线路走廊困难的区域。

3　国外配电网典型接线模式

近年来，随着智能电网的不断发展，中压配电网逐步向自动化、智能化方向迈进。国外中压配电网有许多各具特色的接线模式，如日本多分段多联络、新加坡闭环网、法国手拉手接线模式和美国4×6网络接线。

日本中压线路主要采用多分段多联络的接线模式，与我国实行的多分段多联络接线模式相仿。但与我国的不同之处在于，其中压馈线联络数与分段数均大于我国，因此中压配电网的接线更加复杂，转移负荷更加灵活。

新加坡闭环网接线与我国接线方式最大的不同之处在于中压馈线不是通过联络开关连接，而是直接形成电气上的连接，即中压馈线形成环网。

新加坡地区22 kV典型网架如图11所示，66 kV/22 kV变电站主接线采用单母线分段方式，每段母线的出线不超过8条。变电站出线与本站另一条母线构成环，且通过联络开关与另一个变电站的供电环相连。正常情况下，供电环闭环运行，两个开关点之间采用纵联差动保护，不同电源变电站的每两个环网间又相互联络，开环运行［2］。

图11　新加坡典型接线模式

法国的典型接线模式是手拉手接线，与我国的不同之处在于，法国的手拉手接线主要有三种配电网结构，适用不同负荷区域：第一种是变电站间双环网，配变双T接入，适用于城市高负荷密度地区；第二变电站间单环网，配变开断接入，适用于城市地区；第三变电站间单环网，配变T状接入，适用于非城市地区（城镇、乡村），如图12所示。

美国中压馈线接线模式采用4×6网络接线，该接线模式由4个电源点和6条手拉手线路组成，任何2个电源点之间都存在联络或者可转供通道。联络线将供电区域划分为多个网孔，任一网孔的电源均可由多个变电站提供。这种组织形式具有较高的网络接线清晰度其接线如图13所示［2］。

图12　法国典型接线模式

图13　美国4×6接线模式

与我国的典型接线模式相比，美国城市中压电网最典型的特点是采用单元型组合方式。在这种组合形势下，若干变电站构成一组，中压馈线的联络只在组间进行，联络线将供电区域划分为多个网孔，任一网孔的电源均可由多个变电站提供，很大程度上提高组合区域内的供电可靠率

4　结语

分别对国内外配电网的典型接线模式进行了分析和对比，重点对其特点、供电可靠性和适用范围进行分析，指出国外配电网典型接线模式与国内相应接线模式的不同之处，对实际工作中的配网规划与改造有一定的指导意义。

［1］杨期余.配电网络［M］.北京：中国电力出版社，1998.

［2］田怀源，周步祥，李保生.城市中压配电网规划接线模式和拓扑计算分析［J］.山东电力技术，2011（3）：42-47.

［3］谢晓文，刘洪.中压配电网接线模式综合比较［J］.电力系统及其自动化学报，2009，21（4）：94-99.

［4］姚福生，杨江，王天华.中压配电网不同接线模式下的供电能力［J］.电网技术，2008，32（2）：93-95.

［5］王伟，麻秀范，钟晖，等.系列化中压配电网接线模式研究［J］.华北电力技术，2005（5）：46-49.

［6］葛少云，张国良，申刚，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）：87-91.

［7］王成山，王赛一，葛少云，等.中压配电网不同接线模式经济性和可靠性分析［J］.电力系统自动化，2002，26（24）：34-39.

［8］郭团军，程浩忠，周敏，等.中压配电网络实用规划方法［J］.电力系统及其自动化学报［J］，2003，15（6）：25-28，52.

Overview on Typical Connection Mode of Medium Voltage Distribution Network

WU Yitong1，LI Lisheng2，SUN Bing3
（1.Shandong Experimental High School，Jinan 250001，China；2.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；3.State Grid Yantai Muping Power Supply Company，Yantai 264100，China）

The scientificity and rationality of medium voltage distribution network structure are related to the economic and reliability of the power grid.In this paper，typical connection modes of overhead lines and cables in China are respectively analyzed，and characteristics，the power supply reliability and application of various kinds of connection modes are summarized. At the same time，several typical network connection modes abroad are analyzed，and compared with the same connection mode in China.Guiding significance are provided on the planning and reconstruction of the actual distribution network in this paper.

medium voltage distribution network；typical connection mode；power supply reliability；distribution network planning

TM711

A

1007－9904（2015）12－0037－05

2015-11-30

武奕彤（1998），女，参与配电网研究工作；

李立生（1973），男，高工，从事配电网研究工作。