城市（鎮）中壓配電網絡典型接線分析

1 中壓配電網絡典型接線分析

　　要實現配電網絡安全、可靠、經濟、高效運行，必須要有一個接線簡潔、運行靈活的中壓配電網。10kV配電網絡常用典型接線有：單電源輻射網、"手拉手"環網、"網格式"環網、電纜單環網、電纜雙環網等。在配電網絡規劃與建設改造中，應根據配電網絡優化準則，以城市中低壓配電網建設與改造技術原則為依據，結合本地區配電網絡的實際情況，通過對供電區域的用電性質、負荷密度的分析與研究，確定安全可靠、經濟實用的配電網絡接線方式。下面結合本地區縣城電網建設與改造工作，對中壓配電網絡典型接線進行分析與研究。

　　1.1 架空線路或架空電纜混合線路

　　1.1.1 單電源輻射網

　　單電源輻射網是一種接線簡單清晰、運行方便、建設投資省的配電網絡，當線路或設備故障、檢修時，用戶停電范圍大，系統供電可靠性較差。

　　單電源輻射網主干線路一般要求分3~4段，每段線路配變裝接容量應控制在2.5~3MVA，供電半徑宜為3~5km（見圖1）。由于輻射網絡不存在線路故障后的負荷轉移，可以不考慮線路的備用容量，每條線路可滿載運行，即正常最大供電負荷不超過該線路安全載流量。在條件允許情況下，主干線路分段開關可采用柱上重合器，盡可能快速切除線路故障。這種接線方式只適用于城郊或農村非重要用戶的架空線路。

　　1.1.2 "手拉手"環網

　　"手拉手"環網是目前城市（鎮）配電網絡中普遍使用的一種接線方式，通過主干線路末端之間的直接聯絡，實行環網接線，開環運行（見圖2）。這種接線具有運行方便、結線簡單、投資省、建設快等特點；對于架空線路，只要在主干線路上安裝若干臺桿上開關即能實現。當主干線路任一段線路或環網設備故障、檢修時，可通過分段開關切換，確保非故障段（非檢修段）正常供電，大大提高了系統供電可靠性。但該接線方式要求每條線路具有50%的備供能力，即正常最大供電負荷只能達到該線路安全載流量的1/2，以滿足配電網絡N-1安全準則要求；一般每條線路配變裝接容量不超過10MVA。

　　"手拉手"環網需要考慮50%的備供能力，網絡接線經濟性差，但它對提高配電網供電可靠性、簡化配電網絡接線十分有效。比較適用于負荷密度不高，用電增長速度較快，配電網管理水平較低（如沒有實現配網自動化）的城市（鎮）配電網絡。

　　1.1.3 "網格式"環網

　　"網格式"環網是在"手拉手"環網的基礎上增加每一分段線路與其它線路的聯系，實現互為備用（見圖3），當任一段線路或環網單元故障、檢修時，均不影響另一段線路正常供電，盡可能縮小停電范圍，提高配電網絡供電可靠性。這種接線每條線路只需余留1/3或1/4的備用容量，線路負載率高達67%或75%，大大提高了配電線路利用率；但由于需要架設聯絡線路，增加線路投資，聯絡線路應采用就近引接。

　　"網格式"環網是配電網絡發展到一定程度之后的一種比較完善的接線方式，運行方式高度靈活、供電可靠性高，但網絡接線復雜、網絡擴展性差。適用于配網自動化水平較高、負荷增長緩慢或趨于飽和的城市（鎮）配電網絡。

　　1.2 電纜線路

　　1.2.1 電纜單環網

　　電纜單環網與架空線路"手拉手"環網接線方式一樣，都通過末端線路之間的直接連接，實行環網接線，開環運行（見圖4）。其主要特點接線簡單、清晰，運行方便、靈活；當環網線路中任一段電纜線路或環網單元故障時，可通過短時間的分段開關切換，很快恢復環網單元供電，大大提高了配電網絡供電可靠性。為了滿足N-1安全準則要求，當環網線路中的一回進線出現故障時，另一回進線應承擔全部用電負荷，正常運行時，每條線路應留有50%備用容量，電纜線路負載率較低。

　　電纜單環網接線簡單、運行靈活，有利于配電網絡擴展和配網自動化建設。適用于供電可靠性要求高、負荷密度較低、用電增長速度快的城市（鎮）配電網絡。

　　1.2.2 電纜雙環網

　　電纜雙環網是電纜單環網的組合，利用二回電纜線路，通過同一開閉所的不同母線，形成"手拉手"供電網絡，實行雙環網接線（見圖5）。這種接線具有很高的供電靈活性和可靠性，能最大限度地確保向用戶連續供電，滿足重要用戶雙電源供電要求。在雙環網線路中，當任一段電纜線路或環網單元故障、檢修時，可以通過環網單元負荷開關的切換和同一開閉所不同母線之間的負荷轉移，能確保非故障段或非故障單元用戶正常供電。由于重要用戶實行了雙電源供電，在同一開閉所不同母線之間可以轉移負荷，大大提高了雙環網電纜線路的負載率。

　　電纜雙環網具有接線完善、運行靈活、供電可靠性高、建設投資大等特點，一般適用在城市（鎮）市中心區繁華地段、雙電源供電的重要用戶或供電可靠性要求較高的配電網絡。

　　2 結論

　　通過對中壓配電網絡典型接線的分析，在縣城電網建設改造過程中，對于架空線路或架空電纜混合線路，優先選用"手拉手"環網作為近期配電網絡建設改造目標。為了滿足配電網絡N-1安全準則要求，每條10kV主干線路應設置若干個分段開關，一般以3~4段為宜，每條10kV線路配變裝接容量不得超過10MVA，每段線路配變裝接容量應控制在2.5~3MVA。主干線路分段開關應選用體積小、容量大、可靠性高、操作簡單的免維護設備，并留有配網自動化接口，如合資型的SF6負荷開關、真空負荷開關，不宜選用柱上斷路器或柱上重合器。分支線路開關根據分支線路配變裝接容量大小，分別選用斷路器或負荷熔斷器等。

　　對于10kV電纜線路，應根據負荷密度大小和用戶供電可靠性的要求，分別選用電纜單環網或電纜雙環網接線方式。對于負荷密度較高、以雙電源供電為主的市中心區應優先選用電纜雙環網接線。根據城市配電網絡優化設計原則，環網單元應優先考慮室內開閉所，對于特殊用戶可采用戶外環網柜或環網型高配室。由于電纜線路故障率較低，在電纜環網接線方式下，即使電纜線路發生故障，可以通過短時間的分段開關切換，很快恢復環網單元供電，如環網單元發生故障，將直接影響該環網單元用戶供電，為此在電纜環網線路中環網單元建設規模不宜過大，環網單元每段母線配變裝接容量應控制在3MVA左右。