10kV配電網(wǎng)典型接線及適應(yīng)性分析

陳德生

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的推進(jìn)，我國的用電需求量日益增多，這在一定程度上增加了供電壓力。為了滿足城市日益增加的用電需求，我國加強了對城市中壓配電網(wǎng)的建設(shè)，增加了城市中壓配電網(wǎng)的規(guī)模?，F(xiàn)階段，我國中壓配電網(wǎng)主要有輻射型、環(huán)網(wǎng)型及"n供一備"型、多分段多聯(lián)絡(luò)接線形式。在中壓配電網(wǎng)建設(shè)中，通常要分析各種接線形式的適應(yīng)性，采用合適的接線形式，以滿足配電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的需要。本文分析了10kV配電網(wǎng)典型接線形式及適應(yīng)性，以期為我國的中壓配電網(wǎng)建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)；接線方式；適應(yīng)性

前言：10kV配電網(wǎng)是常見的中壓配電網(wǎng)，在電力系統(tǒng)中，處于各個環(huán)節(jié)的底部，與用戶直接聯(lián)系。中壓配電網(wǎng)的線路接線形式對電力系統(tǒng)供電的可靠性和用戶用電水平具有重要的影響。因此，采取科學(xué)合理的接線模式，對于中壓配電網(wǎng)具有重要的意義。一方面可以確保電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，另一方面可以降低中壓配電網(wǎng)的電力損耗，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。因此，有必要對10kV配電網(wǎng)接線形式及適應(yīng)性進(jìn)行分析，以滿足中壓配電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

一、10kV配電網(wǎng)典型的接線形式

1、輻射型接線

在10kV配電網(wǎng)中，輻射型接線在城市非重要負(fù)荷架空區(qū)和郊區(qū)季節(jié)性用戶中得到廣泛應(yīng)用。輻射型接線的可以對干線進(jìn)行分段，分段原則大致如下：一般的主干線可以分為2段到3段，在負(fù)荷比較密集的地區(qū)可以1km分1段。對于農(nóng)村地區(qū)和遠(yuǎn)郊區(qū)，可以按照所接配電變壓器的容量，對每2—3MVA分1段，這樣有利于縮小事故和檢修停電的范圍。

單電源線輻射接線具有相對經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，這種接線模式只需少量的高壓開關(guān)柜和配電線路，所需投資小，新增負(fù)荷也相對較為方便。但是單電源線輻射接線也具有明顯的缺點，這種接線方式缺乏較高的供電可靠性，且一旦發(fā)生故障，會在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生不良影響。當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，將對部分線路段甚至是全線實施停電，當(dāng)出現(xiàn)電源故障時，整條線路都將被迫停電。

單電源線輻射接線是一種相對簡單的接線方式，適用于郊區(qū)和偏遠(yuǎn)農(nóng)村在發(fā)生線路故障后，不會出現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的情況，因此，對于單電源線輻射接線方式，不需要對線路的備用容量進(jìn)行考慮，每條主干線都可以實現(xiàn)對負(fù)荷的滿載運行。在城市10kV輻射型接線中，常通過架空線路或者是電纜線路的形式出線輻射型實施對配電房或者變壓器用戶的供電，通常將分段開關(guān)和支線開關(guān)設(shè)置在線路上。

2、環(huán)網(wǎng)型接線

輻射型接線方式缺乏良好的供電可靠性，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將兩個或多個輻射網(wǎng)連接起來，組成新的接線方式，這種接線方式就是環(huán)式接線，環(huán)式接線是一種多電源有備用的接線方式。環(huán)式接線中，對兩個電源點的連接就是手拉手的接線方式。配網(wǎng)接線要符合“N—1”可靠性原則。所謂“N—1”可靠性原則，就是當(dāng)一條線路出現(xiàn)故障時，通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移隔離故障線路，確保無故障的線路得以正常運行。通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)實現(xiàn)對所有線路的末端的連接，線路的平均負(fù)載率是N/N+1。當(dāng)N=2時，為“2—1”接線，兩條線路可以互為備用，線路負(fù)載率在50%以下；當(dāng)N=3時，為“3—1”接線，線路負(fù)載率在67%以下；當(dāng)N=4時，為“4—1”接線，線路負(fù)載率在75%以下。隨著N的增大，線路負(fù)載率也在逐漸增高，同時運行操作也隨之復(fù)雜。N大于5的接線模式操作更為復(fù)雜繁瑣，具有較長的聯(lián)絡(luò)線，需要較大的投資，而線路負(fù)載率并沒有顯著提高。

環(huán)網(wǎng)型接線主要有單環(huán)網(wǎng)接線和雙環(huán)網(wǎng)接線兩種模式，環(huán)網(wǎng)型接線適用于中小城市中壓地區(qū)的供電。

（1）單環(huán)網(wǎng)接線

單環(huán)網(wǎng)接線泛指所有兩個電源連接的接線方式，例如架空線之間的連接、電纜之間的連接，或者是架空線和電纜之間的混合連接等。按照不同的電源來源，可以分為不同變電站的母線連接、同一變電站的不同母線連接、主干線連接、分支線連接等。手拉手接線方式中，聯(lián)絡(luò)開關(guān)在線路正常運行中常開，而分段開關(guān)則在線路正常運行中閉合。當(dāng)一個電源出現(xiàn)故障時，打開連接故障電源的分段開關(guān)，閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實現(xiàn)對另一電源的轉(zhuǎn)移。單聯(lián)絡(luò)接線要符合以下要求：（1）單聯(lián)絡(luò)接線要確保平均每回線路在50%額定載流量以下運行。（2）盡量在線路后段安裝單聯(lián)絡(luò)接線聯(lián)絡(luò)設(shè)備。（3）必須在結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行單聯(lián)絡(luò)接線的構(gòu)建，以方便日后的線路改造。

（2）雙環(huán)網(wǎng)接線

雙環(huán)網(wǎng)接線在電纜線路中應(yīng)用較多。雙環(huán)網(wǎng)接線滿足N—1的安全原則，設(shè)備利用率可達(dá)50%，為沿線中小用戶提供雙電源帶來了便利。實現(xiàn)了對故障隔離時間和供電可靠性的明顯提高。

3、“n供一備”接線

“n供一備”指的是一個備用的回路方案供n個回路共用?，F(xiàn)以多側(cè)電源三供一備為例進(jìn)行分析。可以從不同的變電站獲取回路電源，另一路變電站的線路可以作為備用。電源切換柜由四個環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線單元組成，電源切換柜接入三個回路的末端，并在附近變電站接入一條線路作為備用電源，實現(xiàn)開環(huán)運行。任一回路末端的用戶側(cè)都可以安裝電源切換柜?！皀供一備”接線方式滿足了“N—1”安全準(zhǔn)則，具有靈活的組網(wǎng)形式和簡便的轉(zhuǎn)供電，且具有較高的設(shè)備利用率。但是“n供一備”接線方式受地理位置和負(fù)荷分布的影響較大?！皀供一備”接線適用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，對供電可靠性要求較高的城市配電網(wǎng)中。

4、多分段多聯(lián)絡(luò)接線

根據(jù)分段數(shù)和聯(lián)絡(luò)數(shù)的不同，可以將多分段多聯(lián)絡(luò)數(shù)接線分為兩分段兩聯(lián)絡(luò)、三分段兩聯(lián)絡(luò)、三分段三聯(lián)絡(luò)、四分段四聯(lián)絡(luò)等。一般情況下，聯(lián)絡(luò)數(shù)等于或小于分段數(shù)。多分段多聯(lián)絡(luò)方式具有較高的供電可靠性和安全性以及經(jīng)濟(jì)性，滿足安全準(zhǔn)則。隨著聯(lián)絡(luò)開關(guān)數(shù)目增多，故障停電和檢修時間減少。多分段多聯(lián)絡(luò)方式還具有較高的線路負(fù)載率，缺點是受地理位置和負(fù)荷布局的影響較大，且需要較高的造價與資金投入。

二、10kV配電網(wǎng)接線形式適應(yīng)性分析

1、可靠性分析

（1）10kV配電網(wǎng)的接線方式以單輻射接線居多，應(yīng)促進(jìn)10kV配電網(wǎng)由單輻射接線向單環(huán)網(wǎng)接線發(fā)展，在考慮地理位置和負(fù)荷密度的基礎(chǔ)上，促進(jìn)10kV配電網(wǎng)發(fā)展三分段兩聯(lián)絡(luò)接線方式。（2）在10kV配電網(wǎng)中采用三分段兩聯(lián)絡(luò)接線方式，能有效縮小每條線路的故障范圍，減少線路故障對用戶的影響。（3）要根據(jù)負(fù)荷，對10kV配電網(wǎng)接線模式聯(lián)絡(luò)點進(jìn)行設(shè)置分配，每條線路最好分成3段到5段。

2、經(jīng)濟(jì)性分析

（1）要對線路負(fù)荷進(jìn)行合理分配，確保各接線模式的最小建設(shè)費用。（2）對于架空線組成的10kV配電網(wǎng)，在負(fù)荷密度較低時采用單輻射接線最為經(jīng)濟(jì)。負(fù)荷增長時，要改進(jìn)接線模式。采用分段聯(lián)絡(luò)接線方式的經(jīng)濟(jì)性更好。（3）在10kV配電網(wǎng)中，低負(fù)荷密度下，最經(jīng)濟(jì)的接線方式是單輻射接線模式，當(dāng)負(fù)荷密度增大時，采用三分段兩聯(lián)絡(luò)的接線模式會具有更高的經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)語

在10kV配電網(wǎng)建設(shè)中，要根據(jù)實際情況選擇合適的接線方式，并充分考慮其適用性。尤其是在配電網(wǎng)規(guī)劃過程中，要采取有效措施實現(xiàn)對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并長期堅持。要根據(jù)負(fù)荷密度和可靠性要求，來選擇合適的接線方式。只有加強對優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的重視，才能真正滿足10kV配電網(wǎng)的長期規(guī)劃，實現(xiàn)10kV配電網(wǎng)的良好發(fā)展，從而確保10kV配電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王巍清. 配電網(wǎng)接線方式可靠性研究[J]. 黑龍江科技信息， 2016（15）：171-171.endprint