城市（鎮(zhèn)）中壓配電網(wǎng)絡典型接線分析

1 中壓配電網(wǎng)絡典型接線分析

　　要實現(xiàn)配電網(wǎng)絡安全、可靠、經(jīng)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(wǎng)。10kV配電網(wǎng)絡常用典型接線有：單電源輻射網(wǎng)、"手拉手"環(huán)網(wǎng)、"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)、電纜單環(huán)網(wǎng)、電纜雙環(huán)網(wǎng)等。在配電網(wǎng)絡規(guī)劃與建設改造中，應根據(jù)配電網(wǎng)絡優(yōu)化準則，以城市中低壓配電網(wǎng)建設與改造技術(shù)原則為依據(jù)，結(jié)合本地區(qū)配電網(wǎng)絡的實際情況，通過對供電區(qū)域的用電性質(zhì)、負荷密度的分析與研究，確定安全可靠、經(jīng)濟實用的配電網(wǎng)絡接線方式。下面結(jié)合本地區(qū)縣城電網(wǎng)建設與改造工作，對中壓配電網(wǎng)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(wǎng)

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

　　單電源輻射網(wǎng)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(wǎng)絡不存在線路故障后的負荷轉(zhuǎn)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(nóng)村非重要用戶的架空線路。

　　1.1.2 "手拉手"環(huán)網(wǎng)

　　"手拉手"環(huán)網(wǎng)是目前城市（鎮(zhèn)）配電網(wǎng)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(lián)絡，實行環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行（見圖2）。這種接線具有運行方便、結(jié)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(xiàn)。當主干線路任一段線路或環(huán)網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)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(huán)網(wǎng)需要考慮50%的備供能力，網(wǎng)絡接線經(jīng)濟性差，但它對提高配電網(wǎng)供電可靠性、簡化配電網(wǎng)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(wǎng)管理水平較低（如沒有實現(xiàn)配網(wǎng)自動化）的城市（鎮(zhèn)）配電網(wǎng)絡。

　　1.1.3 "網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)

　　"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)是在"手拉手"環(huán)網(wǎng)的基礎上增加每一分段線路與其它線路的聯(lián)系，實現(xiàn)互為備用（見圖3），當任一段線路或環(huán)網(wǎng)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(wǎng)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(lián)絡線路，增加線路投資，聯(lián)絡線路應采用就近引接。

　　"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)是配電網(wǎng)絡發(fā)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(wǎng)絡接線復雜、網(wǎng)絡擴展性差。適用于配網(wǎng)自動化水平較高、負荷增長緩慢或趨于飽和的城市（鎮(zhèn)）配電網(wǎng)絡。

　　1.2 電纜線路

　　1.2.1 電纜單環(huán)網(wǎng)

　　電纜單環(huán)網(wǎng)與架空線路"手拉手"環(huán)網(wǎng)接線方式一樣，都通過末端線路之間的直接連接，實行環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行（見圖4）。其主要特點接線簡單、清晰，運行方便、靈活；當環(huán)網(wǎng)線路中任一段電纜線路或環(huán)網(wǎng)單元故障時，可通過短時間的分段開關切換，很快恢復環(huán)網(wǎng)單元供電，大大提高了配電網(wǎng)絡供電可靠性。為了滿足N-1安全準則要求，當環(huán)網(wǎng)線路中的一回進線出現(xiàn)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(huán)網(wǎng)接線簡單、運行靈活，有利于配電網(wǎng)絡擴展和配網(wǎng)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(zhèn)）配電網(wǎng)絡。

　　1.2.2 電纜雙環(huán)網(wǎng)

　　電纜雙環(huán)網(wǎng)是電纜單環(huán)網(wǎng)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(wǎng)絡，實行雙環(huán)網(wǎng)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(xù)供電，滿足重要用戶雙電源供電要求。在雙環(huán)網(wǎng)線路中，當任一段電纜線路或環(huán)網(wǎng)單元故障、檢修時，可以通過環(huán)網(wǎng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移負荷，大大提高了雙環(huán)網(wǎng)電纜線路的負載率。

　　電纜雙環(huán)網(wǎng)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(zhèn)）市中心區(qū)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(wǎng)絡。

　　2 結(jié)論

　　通過對中壓配電網(wǎng)絡典型接線的分析，在縣城電網(wǎng)建設改造過程中，對于架空線路或架空電纜混合線路，優(yōu)先選用"手拉手"環(huán)網(wǎng)作為近期配電網(wǎng)絡建設改造目標。為了滿足配電網(wǎng)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(wǎng)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(jù)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(jù)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(huán)網(wǎng)或電纜雙環(huán)網(wǎng)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(qū)應優(yōu)先選用電纜雙環(huán)網(wǎng)接線。根據(jù)城市配電網(wǎng)絡優(yōu)化設計原則，環(huán)網(wǎng)單元應優(yōu)先考慮室內(nèi)開閉所，對于特殊用戶可采用戶外環(huán)網(wǎng)柜或環(huán)網(wǎng)型高配室。由于電纜線路故障率較低，在電纜環(huán)網(wǎng)接線方式下，即使電纜線路發(fā)生故障，可以通過短時間的分段開關切換，很快恢復環(huán)網(wǎng)單元供電，如環(huán)網(wǎng)單元發(fā)生故障，將直接影響該環(huán)網(wǎng)單元用戶供電，為此在電纜環(huán)網(wǎng)線路中環(huán)網(wǎng)單元建設規(guī)模不宜過大，環(huán)網(wǎng)單元每段母線配變裝接容量應控制在3MVA左右。