供配電網(wǎng)的接線方式探討

【摘要】配電網(wǎng)接線模式研究實(shí)際是求解一個(gè)具有多目標(biāo)性和不確定性的優(yōu)化問題。確定配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主要難點(diǎn)是如何確定接線模式、線路最優(yōu)分段數(shù)和分段開關(guān)位置，并做到既能適應(yīng)城市建設(shè)逐步發(fā)展和用電負(fù)荷逐步增長的要求，又能滿足用戶對(duì)供電可靠性的要求。本文就供配電網(wǎng)的接線方式進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】供配電網(wǎng)；接線；方式

電網(wǎng)的接線是用來表示電網(wǎng)中各主要元件相互連接關(guān)系的。電網(wǎng)的接線對(duì)電力系統(tǒng)本身的安全性、經(jīng)濟(jì)性和對(duì)用戶供電的可靠性都影響極大。

電網(wǎng)接線用接線圖表示，接線圖有兩種，即電氣接線圖和地理接線圖。電氣接線圖較詳細(xì)地表示出電力系統(tǒng)各主要元件之間的電氣聯(lián)系，但不能反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置。地理接線圖上，發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置及電力線路都按一定比例表示出來，但各主要元件之問的電氣聯(lián)系卻不如電氣接線圖表示得清楚。

一、電氣接線方式

無論是輸電網(wǎng)還是配電網(wǎng)，其接線方式都分為無備用式和有備用式兩大類。由一條電源線路向用戶供電的接線方式為無備用式（又稱開式）。這類接線分為單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)胶蜆渲κ健?/p>

無備用接線的主要優(yōu)點(diǎn)在于接線簡單、運(yùn)行方便，主要缺點(diǎn)是供電可靠性差。由兩條及兩條以上電源線路向用戶供電的接線方式為有備用式（也稱閉式）。有備用接線方式分為雙回路放射式、雙回路干線式、環(huán)式、兩端供電式和多端供電式。

有備用接線的特點(diǎn)是供電可靠性高，適用于對(duì)一類負(fù)荷供電。電力系統(tǒng)中的輸電網(wǎng)電壓高、線路長、線路數(shù)量少，作為系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)（又稱網(wǎng)架），每條線路輸送量大，采用有備用連接方式。配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)相比較，電壓低、線路段，但是線路數(shù)量很多，每條線路輸送的功率較少，因而配電網(wǎng)線與輸電網(wǎng)接線不同，既有有備用式接線又有無備用式接線，形式較復(fù)雜。

配電網(wǎng)的連接是由高、中、低壓配電線路和聯(lián)系他們的變、配電所組成的。其接線方式應(yīng)考慮供電可靠性、操作安全、有利于自動(dòng)化、運(yùn)用靈活、基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、留有發(fā)展余地等基本要求。對(duì)供電可靠性要求不高的中、低壓配電網(wǎng)，連接方式應(yīng)符合N—1原則的可靠性要求，即一回線路故障不會(huì)造成對(duì)用戶停電。城市電網(wǎng)一般采用有備用連接方式，而且往往根據(jù)負(fù)荷的大小、分布，以及對(duì)供電可靠性的不同要求，選擇幾種方式相結(jié)合的混合連線方式，并按電壓等級(jí)220/60（110）/10kv布局成“強(qiáng)/弱/強(qiáng)”的連接形式。

二、高壓配電網(wǎng)的連接方式

高壓配電網(wǎng)包括110、60、35kv的線路和變電所?，F(xiàn)代大、中城市的高壓配電電網(wǎng)打不分從200kv及以上電網(wǎng)取得電源，由于可靠性要求高，故這種電網(wǎng)一般采用備用式接線。采用架空線路時(shí)，為兩回路；采用電纜線路時(shí)可分多回路。為避免雙回線路同時(shí)故障停電而使變電所全停電，應(yīng)盡可能在雙側(cè)有電源。由于城網(wǎng)變電所相距近，高壓線路故障機(jī)會(huì)少，雙T和三T接線應(yīng)較多。不論采用架空線還是電纜，當(dāng)線路上環(huán)入3個(gè)及以上變電所時(shí)，線路宜在兩側(cè)有電源，但正常運(yùn)行時(shí)兩側(cè)電源不并列。

三、中壓配電網(wǎng)的接線方式

中壓配電網(wǎng)由l0kV線路、配電所、開閉所、箱式配電所、桿架變壓器等組成，主要是分布面廣的公用電網(wǎng)。其主要的接線方式有放射式、拉手環(huán)式、雙線放射式、雙線拉手環(huán)式等幾種。

1.放射式

架空線路放射式供電原理接線見圖1，線路末端沒有其他能夠聯(lián)絡(luò)的電源。這種中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、投資較小、維護(hù)方便，但是供電可靠性較低，只適合于農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和小城市采用。

電纜線路為多回路平行線式，其供電原理接線如圖2所示。這種接線適用于靠近中壓變電所的10kV大用戶末端集中負(fù)荷，可以不要備用電纜，提高電纜的利用系數(shù)。

2.普通環(huán)式

架空線路的普通環(huán)式接線是在同一個(gè)中壓變電所的供電范圍內(nèi)，把不同的兩回中壓配電線路的末端或中部連接起來構(gòu)成環(huán)式網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)中壓變電所l0kV側(cè)采用單母線分段時(shí)，兩回線路最好分別來自不同的母線段，這樣只有中壓變電所全停時(shí)，才會(huì)影響用戶用電，而當(dāng)中壓變電所一母線段停電檢修時(shí)，用戶可以不停電。這種配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，投資比放射式要高些，但配電線路停電檢修可以分段進(jìn)行，停電范圍要小得多，適合于大中城市邊緣，小城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)也可采用。

3.雙線放射式

架空線路雙線放射式供電原理接線。這種接線一端供電，由于是兩回線路，即常說的雙“T”接，任何一回線路事故或檢修停電時(shí)，都可由另一回線路供電。兩回線路來自同一中壓變電所l0kV側(cè)分段母線的不同母線段時(shí)，只有在這個(gè)中壓變電所全停時(shí)，用戶才會(huì)停電。這種接線一般要求分桿架設(shè)，所以造價(jià)較高，只適合于一般城市中的雙電源用戶。對(duì)供電可靠性要求較高的著名旅游區(qū)、城市中心區(qū)也可采用這種結(jié)構(gòu)，但這些地區(qū)一般往往要求采用電纜線路，不用架空線路。

電纜線路雙線放射式的結(jié)構(gòu)，由于電纜線路的特點(diǎn)，其投資不比拉手環(huán)式或普通環(huán)式高，而供電可靠性卻高了許多。

4.雙線拉手環(huán)式

雙線拉手環(huán)式供電原理接線，這種接線為雙“T”接，兩端有電源架空線路造價(jià)過高，很少采用。該接線方式對(duì)雙電源用戶基本上可以做到不停電，目前電纜線路供電的某些重要用戶已采用這種接線供電。

在一個(gè)中壓配電網(wǎng)或一個(gè)中壓變電所10kV側(cè)的中壓配電線中，并不需要全部采用架空線路或電纜線路，接線也不一定全部采用一種形式。例如城市配電網(wǎng)就可采用拉手環(huán)式，城市邊緣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)配電網(wǎng)就可采用普通環(huán)式和放射式，中壓變電所鄰近的末端集中負(fù)荷就可采用多回路平行線式，供電可靠性要求高的就可采用雙線放射式或雙線拉手環(huán)式。

四、低壓配電網(wǎng)的接線方式

低壓配電網(wǎng)是指從電壓等級(jí)lkV以下的自配電變壓器低壓側(cè)或從直配發(fā)電機(jī)母線，至各用戶受電設(shè)備的電力網(wǎng)絡(luò)。它主要由配電線路、配電裝置和用電設(shè)備組成。由于低壓配電網(wǎng)是電力輸送、分配的最終端環(huán)節(jié)，所以它具有分布面廣泛、在整個(gè)電力系統(tǒng)中所占比例大等特點(diǎn)。低壓配電網(wǎng)的接線要綜合考慮配電變壓器的容量及供電范圍和導(dǎo)線截面，其供電半徑一般不超過400m。低壓配電網(wǎng)的接線方式有以下幾種。

1.放射式

放射式低壓架空配電網(wǎng)可分為一臺(tái)配電變壓器一組低壓熔斷器和一臺(tái)配電變壓器多組低壓熔斷器兩種。一組低壓熔斷器接線方式時(shí)，所有的低壓配電線路都由一組低壓熔斷器控制。這種方式的主要特點(diǎn)是接線簡單，造價(jià)較低。其不足之處在于供電可靠性差、安全性差、靈敏度差。在負(fù)荷密度較小、供電范圍也較小的地區(qū)，且配電變壓器容量不超過50kV·A或100kV·A時(shí)，采用這種接線方式才比較經(jīng)濟(jì)合適。多組低壓熔斷器接線方式是一路低壓配電線路采用一組低壓熔斷器。其特點(diǎn)是停電面積小，可靠性高，熔斷器的保護(hù)靈敏度高。雙回路放射式低壓配電網(wǎng)在供電可靠性要求較高的地區(qū)使用。

在新建的住宅區(qū)和城市的中心地區(qū)，負(fù)荷密度較大，供電可靠性要求更高，環(huán)境美化要求更高，在這樣的地區(qū)就需要采用地下電纜線路。電纜配電網(wǎng)放射式接線有單回路放射式、雙回路放射式、帶低壓開關(guān)站的放射式。從低壓變電所到低壓開關(guān)站的電纜可以兩回線或三回線并聯(lián)，從低壓開關(guān)站出來的電纜一般是放射式，也可以是雙線放射式。

2.普通環(huán)式

在電纜線路中，只有一臺(tái)配電變壓器或幾臺(tái)屬于同一中壓電源的配電變壓器供電的低壓配電網(wǎng)，單獨(dú)構(gòu)成環(huán)式。這種接線，在低壓配電電纜某一點(diǎn)故障時(shí)，可以不致造成用戶長時(shí)間停電，一般用于住宅樓群區(qū)。

3.拉手環(huán)式

這種接線方式用在低壓電纜配電網(wǎng)中，由兩個(gè)以上來自不同電源（不同變電所或同一變電所的不同母線段）的中壓配電線路供電的多臺(tái)配電變壓器作為電源。這種接線可以保證低壓配電網(wǎng)某段故障或檢修時(shí)用戶不停電，也可以保證低壓變電所一側(cè)全停、中壓配電線路一回全?；蛑袎鹤冸娝粋?cè)母線全停時(shí)用戶不停電，因此供電可靠性大大高于單電源的普通環(huán)式。

4.格式

這種接線方式是低壓電纜配電網(wǎng)采用的接線方式。它分低壓格網(wǎng)、低壓變電所群、中壓配電線路三個(gè)部分。配電變壓器一般都是同一容量。每個(gè)配電變壓器周圍的其他配電變壓器的電源，應(yīng)來自不同中壓變電所或同一中壓變電所不同母線段的中壓配電線路。格式低壓電纜配電網(wǎng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)靈活，供電可靠性高，能隨時(shí)隨地立即接電，滿足低壓用戶的負(fù)荷需要。

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