几种常见中压配电网典型接线方式探究

几种常见中压配电网典型接线方式探究

何艺卿

(珠海电力设计院有限公司广东珠海519000)

摘要：本文所提中压配电网络是电力分配系统中关键环节，它承担着将发电厂送出的电能分配到千千万万个终端用户的负荷需求中，其主要是将电能分配到千家万户。中压配电网接线方式有很多种，每一种接线方式都有着它的特定适应环境和要求，本文从中压配电网的接线方式入手，探究架空线型、电缆型、架空线-电缆混合型中压配电网的特点及其应用范围，并对各接线方式进行比较。

关键词：配电网；架空线；电缆

1前言

我国电网系统的电压等级一般分为三类，其中35kV至220kV电压等级为高压电网，6kV至20kV电压等级为中压配电网，0.4kV电压等级为低压电网。本文主要讨论中压配电网（6kV至20kV）的接线方式，一般来讲，配电网按照其辐射方式的不同，分为架空线型、电缆型和架空线-电缆混合型三类型式。其中架空线型配电网是由铁塔或者水泥电杆和裸导线（部分城市地区则使用绝缘导线）、杆上电气设备构成；电缆型配电网是由电缆线路和串接在电缆线路中的电气设备组成；架空线-电缆型则是由上述两种型式混合组成。

2架空线型中压配电网

2.1接线方式介绍

架空线型配电网详细来讲，由导线（又分裸导线和绝缘导线）、铁塔或水泥电杆、杆塔金具（横担、线夹等）、铁塔（或杆塔）避雷线（又称为地线）、土建基础和拉线等组成。它一般的建设地点为城市的郊区和电缆不易敷设的城市地段，优点是构成简洁、施工便利、投资少；运行维护方面则具有容易检修、容易查找故障，发生故障后复电迅速等特点。其缺点主要是占地广，线路走廊浪费大量土地资源，影响市容美观；易受自然天气影响（如：台风、雪灾、暴雨），架设在城市道路一侧的架空线路还容易受到树木生长后的影响，极易发生单相接地事故，从而造成跳闸，导致负荷损失。

2.2典型接线方式释例

典型的架空线型中压配电网接线方式为“一联、两界、三分”即一个联络点，分两个级差安装分界负荷开关（或断路器）和线路三个主干分段。其特点是：主干线分为三段，联络线从不同的变电站引出，负荷不接于主干线上。主干线分段开关选用断路器，开关按三遥功能配置，采购的控制器最好能兼有主干分段和用户终端分界的两种可调的功能。控制器带独立零序电流互感器。开关配置双侧电压互感器，装设一侧三相五柱式电压互感器。

典型接线方式如下图1所示：

图1典型的架空线型中压配电网接线方式

3电缆型中压配电网

3.1接线方式介绍

电缆型中压配电网是城区比较常见的电网类型，其主要由中压电缆（包括电缆中间接头、终端接头）、电缆通道（一般分为排管和电缆沟、直埋）、电气开关设备等组成。一般常见于主城区道路的一侧有完善的市政电缆沟或者部分无市政电缆沟但可以建设排管管廊的区域。电缆型中压配电网优势明显，主要表现为：节省城市土地，其敷设通道可以其他类型线路共用，做到最大化利用土地资源；电缆线路一般地下敷设，与架空线相比较而言则更加美观；敷设条件要求不受地上建筑物或者其他物体影响。其缺点是造价较高，对绝缘水平要求较高，城市电缆管廊建设的成本也较高。

3.2典型接线方式释例

电缆型配电网的网络接线型式很多，一般常见的有以下几种：“2-1”单环网接线方式、“双链环”接线方式、“2供1备”接线方式。

3.2.1“2-1”单环网接线方式

单环网接线一般由手拉手的2条单辐射电缆线路构成，其电能源头分别引自不同的2个变电站的10kV柜，在2条线路的末端设置开环点，单环网内按5个节点建设，每个节点均设置断路器开关柜，节点的断路器的进线、出线（也叫环进环出）投入电压电流型的配网馈线自动化功能，同时也配置重合闸后加速保护功能。节点的出线开关配置三段过流保护，两段零序保护及重合闸功能。一组成熟的“2-1”单环网应具备主干层、支线层、负荷层三个层级。其中主干层主要承担电能传输功能，支线层主要是负责环网供电，负荷层则主要接入用电用户。典型接线方式如下图2所示：

图2典型的电缆“2-1”单环网接线方式

3.2.2“双链环”接线方式

“双链环”网络结构中，每一个电源都有两个回路进线。四回线路来自2个变电站，同一变电站出线的2回线路来自同一段母线。正常情况下，只有一路电源对用户供电，另一路电源作为备用。当“双链环”电缆网络或者单元中开关设备发生故障、检修的时候，通过运维操作，由另一路备用的电源对用户供电，保证了对用户的不间断供电，供电可靠性可达到99.9999%。其主要适用于城市核心区域、繁华地点、对供电可靠性要求高的重要负荷、负荷密度大的区域。

“双链环”接线方式的组网模式基本上与“2-1”单环网有相似之处，主要原则是分层搭建框架，一般分为主干层、支线层、负荷层。

主干层即为输电主干线路上的各个开关站，支线层为从主干层各开关站引接至临近开关站的环网线路，负荷层接用户。终期每个主干层双链闭环配置4-6个开关站，支线层采用2进4出主干配开关房，按照“2-1”单环网接线方式建设，配置电压电流型装置，具备条件时采用智能分布式装置。负荷层室内站宜按照双变压器建设，配变母线分段开关配置380V备自投装置。

典型的接线方式如下图3所示：

图3典型的电缆“双链环”接线方式

3.2.3“2供1备”接线方式

“2供1备”接线方式也可以看做是一组“2-1”单环网网络和一路纯备用电缆线路组合而成。其主要特点是：在正常运行情况下，网络中只有2条电缆线路为用户供电，第三条电缆线路处于备用状态，由此互相形成环网供电。除此之外还有“3-1”、“4-1”等多种类似的接线方式，即所谓的“3供1备”、“4供1备”。一般来讲，“3供1备”、“4供1备”接线方式比较理想，按照理论计算值，最大利用率的计算公式为：（N-1）/N*100%，其电缆的利用率到达了67%和75%。

典型的接线方式如下图4所示：

图4典型的电缆“2供1备”接线方式

4架空线-电缆混合型接线方式

架空线-电缆混合型接线方式多存在于城乡结合区域，部分架空线因走廊用地问题，在架空线的某几档杆塔之间采用电缆敷设方式传输电能。此种接线方式较为混乱，不易运行维护，一般都逐步将架空线下地电缆化。

5各典型接线方式对比

每一种接线方式都有其优缺点和适用范围，并非某一种接线方式为最优、最差，在实际电网规划工作中，应选取一种与当地实际条件相符合、与当地运行习惯相一致的接线方式，本文从供电可靠性、电缆利用率、建设投资等方面来分析上述几种典型配电网接线方式的优缺点及适用性。

图1典型中压配电网接线方式比较

6结论及建议

对典型中压配电网的研究主要是融合多种要素，为区域配电网规划设计做出指导性意见，电网的接线方式确定应统筹各供电区域的差异性需求，因地制宜，推荐适合当地运行习惯和社会经济发展水平相一致的接线方式。以“安全、可靠、简洁、经济、实用”为指导思想，分步骤实施，建设一个区域就完善一个区域，不宜多种接线方式并存。

对于城市一般区域，负荷密度不高、供电可靠性要求一般的区域建议采用“2-1”单环网接线方式；城市中心繁华地带，或者属于区域发展核心地带，对供电可靠性要求高的地方建议采用“双链环”接线方式；其他情况下可选择“2供1备”或者“3供1备”作为发展方向，但是注意多供1备不宜发展过多，否则造成接线方式复杂，不利于运行维护。城郊区域可酌情发展架空线或者架空线-电缆混合线路，在城市不断扩展的过程中，逐步取消架空线路接线型式，最终全部改造成电缆型中低压配电网网络，逐步满足广大居民负荷增长对供电可靠性的要求。

参考文献：

[1]葛馨远主编《配电自动化技术问答》中国电力出版社2016.9

[2]尤田柱等主编《配电网安全防护技术》中国电力出版社2015.4