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雷炳暉（1975－）
男，漢族，廣東東莞人，工學學士，配電工程師，在佛山供電局生技部從事配電技術管理工作。

摘要：介紹了中壓配電網常用的接線方式，分析了各種接線方式的優缺點，在隨著城市經濟不斷發展，城市配電網負荷密度和供電可靠性要求提高的情況下，對原有的城市配電網架構如何進行改造和分段、提高環網率和供電能力方面進行了深入探討，提出了城市供電配電網接線方式的改造和發展方向。

關鍵詞：配電網；接線方式；城市；應用

Abstract: This paper introduces the modes of connection of medium voltage distribution network in common use, and analyzes their advantages and disadvantages. With economical development of city, the electrical network distribution needs the higher density and reliability. This paper also therefore discusses deeply how to improve the looped network rates and the supplying electricity ability by reforming and separating the electrical network, and furthermore proposes some comments about future reformation and development direction.

Key words: distribution network；connection pattern；city；applying.

1 引言

    隨著城市經濟的不斷發展，其負荷密度和用戶對供電可靠性要求不斷提高，相應的城市配電網建設改造投資也在不斷增長，城市配電系統網架結構及其可靠性已引起了廣泛重視。而城市配電網從開始的手拉手環網等利用率不高的接線方式，將向多供一備、多分段多聯絡等線路利用率高的接線方式發展。在城市配網改造中一個重點就是如何提高環網率和供電能力，這涉及到配電網的接線方式如何發展、改造，從而適應城市經濟的發展要求。

    而面對上述要求，配電網發展改造過程中經常會遇到以下問題：如何增加環網點（即線路分段數），指導方向不明確，缺乏全局考慮的意識和評估方法；部分線路環網點太多，如6個，甚至7個以上，但能真正起到負荷轉移的線路、分段線路較少，且轉移負荷時計算和操作均較為復雜；變電站出線開關柜資源緊張；投入不少，但達到的效果往往不甚理想。

    所以，對于配電網的改造，一個有明確方向（如接線方式、分段數）的網架改造規劃，能切實有效的指導配電網的網架改造，改善網絡結構，提高資金使用效率，從而為提高配電網的經濟效益及供電可靠性奠定基礎。另一方面，配電網的網絡結構規劃又受到城市建設規劃的嚴格制約，無論采用架空網還是電纜網，或者為二者的混合形式，其線路大都必須沿城市街道布置。配電線路的接線方式、分段數等將直接影響配電網的供電容量、連續供電能力和投資。

2 中壓配電網典型接線方式

    中壓配電網接線方式一般有單電源輻射接線、雙電源手拉手環網接線、三電源環網接線、三分段三聯絡接線、兩供一備（2-1）接線、三供一備（3-1）接線、N供一備（N-1）接線等，以下重點介紹幾個典型的接線方式。

2.1 雙電源手拉手環網接線

    雙電源手拉手通過一個聯絡開關，將來自不同變電站或相同變電站不同母線的兩條饋線連接起來。任何一個區段故障，合聯絡開關，將負荷轉供到相鄰饋線，完成轉供，可靠性為N-1，設備利用率為50％。適用于三類用戶和供電容量不大的二類用戶。接線方式如圖1所示。

圖1   雙電源手拉手環網接線方式（電纜線路）

    由上述接線可引申到不同母線三回饋線的環式接線模式，如圖2所示。網絡中有三個電源（可以取自同一變電所的2段母線和不同變電所）。正常運行時聯絡開關都是打開的，當某條線路出現故障時，合上聯絡開關，由相鄰的兩回線路分擔其負荷。可見，在正常運行時，每條線路的設備利用率為67%的裕量。

圖2   不同母線三回饋線的環式接線方式（電纜線路）

2.2 多分段多聯絡接線方式

    這種接線模式，通過在干線上加裝分段開關把每條線路進行分段，并且每一分段都有聯絡線與其他線路相連接，當任何一段出現故障時，均不影響另一段正常供電，這樣使每條線路的故障范圍縮小，提高了供電可靠性。

    這種接線每條線路應留有1/3或1/4的備用容量，如三分段三聯絡接線方式（如圖3所示）。多分段多聯絡的接線模式提高了架空線的利用率（兩分段兩聯絡的導線利用率由50%提高到67%），但由于需要在線路間建立聯絡線，加大了線路投資。

圖3   三分段三聯絡接線方式（架空線路）

    這種接線模式可應用于城網大部分地區，聯絡線可以就近引接，但須注意要在不同變電所的出線或同一變電所的不同母線出線間建立聯絡。

2.3 N供一備接線方式

    所謂“N-1”主備接線模式，就是指N條電纜線路連成電纜環網，其中有1條線路作為公共的備用線路正常時空載運行，其它線路都可以滿載運行，若有某1條運行線路出現故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運行。

    該種模式隨著“N”值的不同，其接線的運行靈性、可靠性和線路的平均負載率均有所不同。一般以“3-1”（圖4）和“4-1”模式比較理想，總的線路理論利用率分別為67%和75%。“5-1”以上的模式接線比較復雜，操作也比較繁瑣，同時聯絡線的長度較長，投資較大，線路載流量的利用率提高也不明顯。

圖4   三供一備接線方式（電纜線路）

    “N-1”主備接線模式的優點是供電可靠性較高，線路的理論利用率也較高。這種接線方式非常適合在城市核心區、繁華地區和住宅小區采用。隨著城市建設發展，局部地區的負荷水平逐步增大、趨于飽和，負荷密度很高，電纜環網線路密集。這種條件下，在原有單環網的回路基礎上添加專用備用線路，就可以發展為這幾種理論負載率較高的接線方式，以適應負荷發展，并在規劃中預先設計好主備饋線組模式及線路走徑。在實施中，先形成單環網，注意盡量保證線路上的負荷能夠分布均勻，并在適當環網點處預留聯絡間隔。隨負荷水平的不斷提高，再按照規劃逐步形成主備饋線組模式網絡，滿足供電要求。

3 線路分段對接線方式的影響
 
    當接線模式相同而分段不同的線路發生故障時，受影響的停電用戶數也不同。增加線路的分段數將會提高供電可靠性并減少線路故障所造成的停電損失，但同時也會增加投資，增加相應環網開關（分段開關）的投資，因此需要找出一個最優分段數使得在一定的條件下總的經濟性最好。

    供電可靠性最高的方案不一定具有最好的經濟性，一般的情況是為了小幅提高供電可靠性指標，則需要投入大量的資金。引用文[1]中的計算結論，可以看到，配電網在各種接線模式下最優分段數與供電半徑的對應關系如表1所示，其中分段數為1即為不分段情況。可見線路的最優分段數與供電半徑密切相關，隨著供電半徑的增大最優分段數也在逐步增加；最優分段數越大，其對應的供電半徑也就越長。

表1   各種接線方式的供電半徑與線路最優分段數的對應關系

    由表1所知，配電線路的的最優分段數與供電半徑密切相關，在國內一些大中城市，負荷密度都比較高，在中壓線路供電半徑為3km條件下，大部分配電網接線方式的最優數為3，如根據2007年中數據，佛山中心禪城區的中壓線路供電半徑為2.93km，廣州市越秀區為2.83km，荔灣區為3.41km等。

4 城市配電網接線方式發展的建議

4.1 城市發展初期

    在城市（城鎮）發展初期，一般負荷密度較低，供電可靠性總體要求不高，需要連續供電的企業數量不多，變電站布點較為分散，此時應建設以雙電源手拉手、三分段三聯絡接線方式為主的中壓配電網，輔以單電源輻射接線，并預留日后發展的電力通道和通信通道；主干線的線路截面宜按15-20年一次建成，避免出現主干線截面過小制約載流量，從而削弱相關接線方式負荷轉移能力。

4.2 向中大型城市過渡

    當經濟不斷發展、城市向中大型發展的過程中，城市負荷密度越來越高，城市用地越發緊張、價格越發昂貴，供電可靠性要求不斷提高，商業、金融業、證券業、人流密集場所、高層建筑等負荷等級較高的用戶集中出現，這時對城市配電網提出了更高的要求。

    此時的配電線路以電纜線路為主，接線方式建議以三供一備為主，因為三供一備接線方式組網靈活，能從手拉手環網、三分段三聯絡等接線方式基礎上增加備用線路，較為方便、快速地組網；能提高設備、線路使用率，充分利用變電站10kV出線開關資源，節省電纜線路的投資，并具備較高的供電可靠性。由于電纜線路設置分段或環網點是會受到地理位置、線行等限制，沒有架空線路設置分段那么靈活，所以應綜合考慮，按照規劃的供電半徑合理配置分段開關（分段數），切忌為了增加環網點而無序增加環網線路和開關，忽略了線路接線方式布置及其負荷控制等因素，從而導致投資增加但收效不大。另外，應合理控制和分配好線路的負荷分布，為逐步實施配網自動化打下基礎。

4.3 穩定期

    當城市（或城市中某個區域）發展到一個比較穩定的時期，其負荷密度處于較高并穩定的水平，供電可靠性要求非常高，此時的配電網應具備較高的設備裝備水平、自動化水平和管理水平。一個結構堅固、轉變靈活的網架（接線方式），是實現配網自動化的基礎。中壓配電網的主干線形成上述環網網絡，并具有一定備用容量，能靈活地適應系統各種可能的運行方式，有利于提高供電可靠性。在上述基礎上，無論是加裝FTU、測控終端、通信網絡和后臺系統建立配網自動化（配網調度）系統，還是采用配置重合器等設備組成線路饋線自動化，均能較為容易地實現。

5 結束語

    城市配電網的接線方式選擇是城市配電網建設和改造的一個重要方面，同時配電網接線方式是實施配電網自動化的基礎。從規劃總體考慮和引導配網建設和改造，形成配電線路的堅固、靈活的接線方式，配合從配網運行監測（兩遙：遙信、遙測）到配網自動化的逐步實施，從而提高配電網供電可靠性和配電網運行管理水平。

其它作者：

霍艷萍（1975年－），女，漢族，廣東南海人，工學學士，變電工程師，在廣州電力設計院從事變電設計工作。
　　
參考文獻：

[1]葛少云等. 中壓配電網各種接線模式的最優分段.電網技術，2006，Vol 30（4）：87-91.
[2]三供一備結線在深圳配電網中的應用.供用電，2000，Vol17（1）：24-25.