城市中压配电网接线方式的研究
专版
电力建设
城市中压配电网接线方式的研究
□文/申邵文
(广东韶关512000)
摘要:本文主要研究了目前常见的城市中压配网接线模式,并结合地区实际情况分析了不同接线模式的特征,针对智能电网的发展趋势,并提出了满足供电可靠性和经济性的中低压配网接线方式,并进行了分析。关键词:配电网接线方式;辐射式接线;环式接线
引言
中压配电网处于电力系统各个环节的底部,作为电压末端直接与用户相联系,是电力系统的窗口。线路的接线模式直接影响着系统的供电可靠性与用户的用电水平,采用合理有效的接线模式既可以在很大程度上提高系统的供电质量,降低电网损耗,又能获得良好的社一个好的城市中压配电网首先是满足可会与经济效益。
靠性和经济性,具有可发展的空间,并且要满足配网自动化建设和智能电网发展的需要。
源故障时,将导致整条线路停电。
对于这种简单的接线模式,由于不存在线路故障后的负荷转移,可以不考虑线路的备用容量,即每条出线(主干线)均可以满载运行。
如图1所示,以电缆线路或者架空线路的形式出线辐射型给配电房或柱上变压器用户供电,在线路上设置分段开关和支线开关。
1常用接线方式分析
目前常用的中压配电网接线方式如表1所示。
表1中压配电网接线方式
辐射型
环网型
中压
单环网双环网
n 供一备多分段n 联络
单侧电源单环网双侧电源单环网多电源多环网单侧电源n 供一备多侧电源n 供一备单侧电源多分段n 联络多侧电源多分段n 联络
1.2环网型接线
由于辐射型接线方式的供电可靠性低,随着城市配电网的发展,在两个或多个辐射网之间用联络开关连接起来,组成多电源有备用的接线方式,称为环式接线,其中两个电源点之间的连接就是手拉手的接线方式。在配电网方面,只要有两个电源及其以上的电源都可以成为环式接线。
配网接线应该符合“N-1”可靠性准则,就是一条线路故障时,仍然能够通过负荷转移,将故障线路隔离,同时使得没有故障的线路继续运行。所有线路的末端通过联络开关连接,线路的平均负载率是N/N+1,如果N=2,则为“2-1”接线,就是人们常说的手拉手接线方式,两条线路互为备用,线路的负载率不超过50%。如果N=3,则“3-1”接线,线路的负载率不超过67%。如果N=4,就为
1.1辐射型接线
这种模式适用于城市非重要负荷架空线和郊区季节性用户。干线可以分段,其原则是:一般主干线分为负荷较密集地区1km 分1段,远郊区和农村地2~3段,
区按所接配电变压器容量每2-3MVA 分1段,以缩小事故和检修停电范围。
单电源线辐射接线的优点就是比较经济,配电线路投资小,新增负荷也比较方便。但和高压开关柜数量少、
其缺点也很明显,主要是故障影响范围较大,供电可靠性较差。当线路故障时,部分线路段或全线将停电;当电
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是“4-1”接线,线路的负载率不超过75%。虽然N 越大,负载率越高。但是运行操作复杂。大于5的接线模式比较复杂,操作也比较繁琐,同时联络线的长度较长,投资较大,线路负载率的提高也不明显了。1.2.1单环网接线
单环网接线又叫手拉手的概念比较笼统,泛指所有两个电源的连接,可以是电缆之间的连接,也可以是架空线之间的连接,甚至是电缆和架空线之间的混合连接。根据电源来源的不同,分为同变电站不同母线的方式、不同变电站的母线方式;主干线的连接,分支线的连接;连接成单环网的方式、连接成双环网的方式等。
手拉手接线方式,正常运行时联络开关常开,分段与故障电源相连的分开关闭合。当有一个电源故障时,
段开关打开,联络开关闭合,转移到另一个电源上,如图2所示。
取自不同变电站,且由另一路变电站的线路为备用。由四个环网柜进线单元组成的电源切换柜将三个回路的末端接入,并引一条线路接至附近变电站作三个回路的备用电源实现环网(开环运行)。电源切换柜可装在任一回路末端用户侧。
该接线的优点如下:
“N-1”安全准则,组网灵活,转供电简便,设能满足
备利用率高。电缆平均利用率提高到75%;三个开式环网需变电站提供6个出线柜,而采用“4-1”接线只需要4个出线柜;各同方向环网末端用户间的距离远远小于到变电站的距离,所以用变电站一条电缆出线作三个回路的备用电源,相当于节省了变电站两条造价昂贵的电缆线路的大部分投资。
该接线的缺点是受地理位置,负荷分布的影响,供电区域应到达一定的规模。
单联络接线应满足:
(1)单联络接线应按平均每回线路不超过50%额定载流量运行。
(2)单联络接线联络设备位置应尽量选取在线路后段安装。
(3)构建单联络接线必须结合区域电网规划,为今后将线路改造成其他联络结线提供可能和便利。1.2.2双环网接线
双环网接线模式一般为电缆线路,满足N-1的安全准则,设备利用率为50%,方便为沿线可靠性要求高的中小用户提供双电源。极大的提供了故障隔离时间,提高了供电可靠性。如图3双环网接线方式。
1.4多分段多联络接线
多分段多联络根据分段数和联络数的不同可分为三分段三联络(图5电缆两分段两联络,三分段两联络、线路的多分段多联络接线)、四分段四联络、六分段三联络等。一般分段数大于或等于联络数。此接线方式的优点是供电安全可靠,经济性较好,满足N-1安全准则,联络开关数目越多,故障停电和检修时间越少,线路负载率较高。缺点是受地理位置,和负荷分布的影响,供电区域要达到一定的规模,且造价较高
。
接线1.3“n 供一备”
“n 供一备”,就是n 个回路共用一个备用回路的方这里以多侧电源三供一备为例,图5中,回路电源可案。
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2适合地区中压配网发展的接线模式
结合中小城市的发展定位,中压配电网选用的典型接线方式主要有“n-1”单环网接线、三分段两联络等模式。
2.1环网接线模式的选取
“n-1”单环网接线即“手拉手”接线,网架结构较为简单、
投资量小,操作及维护清晰、容易,实现配电自动化难度小,所以当前配电网多数是按手拉手接线要求进行规划建设的;但是“手拉手”接线在正常情况下需要每条线路预留1/2的线路容量,资源浪费较大。而“4-1”接线的网架结构较复杂,运行及事故操作程序烦琐,增加了配电自动化实施难度,同时形成“4-1”环网需要敷设大量的联络线路,电缆投资较大,性价比值较低,不符合经济效益的要求。三分段两联络模式要求预留1/3的线路容裕度,可充分利用线路的有效载荷,同时各线路间的联络线不多,运行方式较灵活,在开环点选择适当的情况下转带操作难度不大,实现配电自动化比较容易。因此,城市中压配网发展的接线模式应由“n-1”单环网接线向三分段两联络模式发展为最佳方案。
2.2环网接线模式的实例
随着城市负荷的增长需求, 并为提高向用户供电的可靠性,计划建设中心站F15线与良村站F26线环网线路,最终中心F15线与良村站F26线均由“n-1”单环网接线转为三分段两联络模式。
该工程改造前后示意图如图6所示。
3结论
3.1可靠性分析结论
(1)由分析可见中小城市中压地区的接线方式应由单辐射向单环网发展,根据地理位置和负荷密度的不同向三分段两联络方式发展。实现有联络关系的线路同时
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处于最大负荷运行方式下,某回线路的变电站出线开关停运时,其全部负荷可通过不超两次转供电操作,可转由其他线路供电的。
(2)对于采用三分段两联络接线模式,由于出现故障时每条线路都能通过各自的联络线路恢复供电,这样使每条线路的故障范围缩小,即受影响的用户数比手拉手接线要有所减少。
(3)中压电网接线模式联络点的设置要根据负荷进行分配,每条中压线路宜分为3~5段。
3.2经济性分析结论
(1)合理分配线路负荷,保证各接线模式的建设费用最小。
(2)对于由架空线组成的电网,当负荷密度较低时,采用单辐射接线模式最经济。接线模式随着负荷的增长改进。采用分断联络接线模式会更好。
(3)对于电缆线路的接线而言,当负荷密度较低时,采用单辐射接线模式最经济;当负荷密度逐渐增大时,采用可靠性和导线利用率较高的三分段两联络的接线模式更好。
参考文献:
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[3]王成山,
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