中压配电网接线模式分析与研究报告.doc

配电网工程师论文 中压配电网接线模式分析与研究报告作者廖高威专业领域营配一体化地市供电局名称河源供电局区县供电局（供电分局）名称东源供电局呈交时间2015年1月1日41声明本人郑重声明：经过与张良栋教授的谈话,以及本单位亟需营配一体化、配网自动化专业操作技术人员的认真思考，决定积极挖掘自身潜在的工作能力，积极探索参与评定配网工程师技能职称的可行性。落实配网设备实物与现场一致性核查，对配网现状结构、环网关系、接线方式、影响供电可靠性、线损控制因素进行分析与研究。使分析研究的结果可以为“十三五”配网规划建设有利于压缩工程成本，提高供电能力，方便后续维护，还有利于提高企业的经济效益，为后期的电网建设提供良好的基础。作者姓名：廖高威 申请技能级别：配网工程师地市供电局名称：河源供电局区县供电局（供电分局名称）：东源供电局供电区：F类工作单位：新回龙供电所专业领域：营配一体化研究方向：接线模式对供电可靠性的影响,论文提交日期：2015年1月摘 要随着我国社会用电需求量的增多，配电网在分配电能中的作用更加显著，其关系着整个电力系统的运行效率。城市中压配电网对整个社会供电发挥了无可替代的作用，电网网架结构的正确与否直接关系着线路电网供电性能的发挥。不同结构的城市电网的负荷密度、变配电站和主站的保护方式、配电网中性点的接地方式等都是不同的，因此配电网网架结构要因地制宜并具备当地特点。对于日趋复杂的配电网，如何通过更为先进的手段，使之更安全、可靠、经济地运行；如何迅速、准确地处理配电网的事故，使配电网和用户的损失最小，进一步提高供电可靠性，应是我们网架优化规划研究中应着重关注的问题和研究方向。本文结合东源供电局15个配电系统158条10kV供电馈线典型接线方式，对现状接线模式存在的环网关系主要有以下几方面的研究：（1） 浅析电力系统基本概念为入手，阐述我国电力系统发展至现阶段电网互联的重要指导思想决定配电网接线模式的安全性与必然性；（2） 现状接线模式环网关系归类，总结配电网络典型接线方式；（3） 配电网络接线模式分析与国外接线模式简介；（4） 配电网现状接线模式对供电可靠性的影响分析；关键词:电力系统，接线模式，电网互联，配电网，目 录第1章 前言11.1 研究意义11.2 研究现状11.3 本文主要研究内容3第2章 浅析电力系统42.1 电力系统基本概念42.1.1 电力系统的形成42.1.2 电力系统的组成52.1.3 电力系统的特点52.1.4 运行的基本要求62.1.5 接线方式62.1.6 基本概念62.1.7 电力系统电压等级72.2 电力系统的发展82.3 发展阶段82.4 电网互联9第3章 配电网络环网103.1 10kV馈线环网关系分类10第4章 接线模式总结134.1 同电源不同母线辐射接线134.2 同电源不同母线T型接线144.3 同电源不同母线并设联络线接线144.4 双侧电源辐射接线144.5 不同电源T型接线154.6 双侧电源不同母线型接线154.7 小结15第5章 接线模式分析165.1 架空线路165.1.1 单电源线辐射接线模式165.1.2 不同母线出线的环式接线模式175.1.3 不同母线三回馈线的环式接线模式175.1.4 分段联络接线模式185.2 电缆线路195.2.1 单电源线辐射接线模式195.2.2 不同母线出线的环式接线模式205.2.3 双电源双辐射接线（电缆）205.2.4 两联络双接线模式（电缆）215.2.5 不同母线出线连接开闭所接线模式215.2.6 不同母线环网接线（三座开闭所）模式225.3 “N-1”主备接线模式235.3.1 “3-1”主备接线模式235.3.2 “4-1”主备接线模式235.3.3 末端环网“3-1”环网接线模式245.3.4 互为备用的主备接线模式245.4 小结25第6章 国外接线模式简介266.1 法国266.2 英国266.3 美国276.4 香港中华电力公司276.5 新加坡286.6 小结28第7章 接线模式对供电可靠性的影响297.1 单侧电源接线方式307.2 单侧电源环网接线方式327.3 双侧电源接线方式357.4 开闭所接线方式377.5 小结38第1章 前言1.1 研究意义由于地区地貌特征的不同，负荷发展程度的不同，各供电单位对电力系统理解的不同，工作习惯的不同，无论是在电力管理还是在电力技术的应用上，各地区都存在很大的差异。按照公司高中压用户供电可靠性管理标准、110千伏及以下配电网配电网规划指导原则结合中低压配电运行规程（试行）对公司供电地区进行分级，对地区供电区域进行分类，因地制宜、适当超前地制定可靠性目标，分层次、分步骤推进供电可靠性工作。提高供电的安全、可靠、经济性，建设好配电主干网络。重点是优化配网结构，梳理配网通道，加强配网架基础。配电网的建设，应注重整体布局，通道选取，优化网络结构，同步规划配电网自动化建设项目确保供电能力，提高供电可靠性，有效控制线损提高电网的经济效益。配电网的发展，体现在电压等级的配置水平，它不仅决定了配电网的整体适应性，还决定变电站的电网结构。合理配置电压等级有利于从整体上提高配电网架供电能力，有利于压缩工程成本，提高供电能力，方便后续维护，还有利于提高企业的经济效益，为后期的电网建设提供良好的基础。1.2 研究现状随着我国城镇化改革发展的深入，考虑到现行管理体制，供电区划分基本依据行政区划分，但不等同于行政区划分。对于供电区E或F类的结线方式安全准则会有进一步的要求和标准。配电网网架结构的优化原则:可靠原则与稳定原则是前提与基础，适应原则是另一需要考虑的。可靠原则是指当电力需求提高时，保证用户正常作业用电，当线路出现故障时，保证应急线路快速正常供电；稳定原则是指当线路的负载增加时，合理配置线路电流分配，增加线路使用率；稳定原则是根据不同地区的不同供电需求，设计不同供电系统，设计适宜发展模式，除保证满足供电需求的同时提高配电网的使用率，增强供电能力，适应不同需求。在广东电网公司供电可靠性创先工作中，供电区E或F类的占据河源东源供电局大部分独立的供电所管理部门。在配电GIS系统应用基础上，对于配电网地理接线图，中压配电网络安全准则往往被误导，在环网合闸操作技术上，往往采取先“先解环后合闸”的转供电运行方式。在过去中压配电网络的结线基础上，为确保对电力系统的保护、提高供电可靠性和有效控制线损率。对配电网网架结构的优化包括三项分析，分别是对线路构成的分析、对主干线路长宽的分析以及使用年限的分析。具体来说，线路构成分析是指对不同地区的线路进行线路构成(空裸导线、绝缘导线、电缆)分析，考察不同地区电力供应的需求，保证电力线路处于恰当的使用中；主干线路长宽分析是指对不同区域的主干线路进行长度与宽度的记录对比分析，因为该参数直接影响供电的末端电压，间接影响配电的可靠性以及线路的使用率；年限的分析是指要严格考虑配电网线路的年限问题，因为其直接关系到供电稳定性。随着我国供电需求的日益变化，需要认真考虑能否对后期的电力发展提供保障，因为如果过载严重，不能及时分流的话，将会对社会造成巨大的隐患。电网互联的重要指导思想就决定了配电网接线模式的安全性与必然性。1.3 本文主要研究内容配电网接线模式，我国原能源部制定的“城市电力网规划设计导则”规定，配电网络的供电可靠性是指设备停运时，对用户连续供电的可靠程度，应该满足“N-1安全准则”和“满足用户用电的程度”两个目标的具体规定，这些规定还不是到最终用户的N-1准则，而且在不同的网络模式及变压器接线方式下，N-1所能够达到的级别也不同。在优化网架规则的同时，完善营配一体化信息基础数据一致性，稳步前进为配电网自动化建设巩固提高供电可靠性。对于供电区E或F类现状“手拉手”的配电网络运行状态，如何迅速、准确地处理配电网的事故，使配电网和用户的损失最小，进一步提高供电可靠性，应是我们网架优化规划研究中应着重关注的问题和研究方向。变电站电压等级主变容量（MVA） 10kV侧最高负荷（MW）10kV负载率（%）总间隔已出线间隔河源变电站220510305.559.9%2017东城变电站11010025.225.2%2417仙塘变电站1108027.133.9%1919热水变电站22036037.210.3%2011骆湖变电站1108051.664.5%1111灯塔变电站1101002525.0%219船塘变电站110408.721.8%129蓝口变电站11071.541.558.0%1212义合变电站110406.416.0%119柳城变电站1106311.518.3%1210新塘变电站1109065.572.8%1818顺天变电站3512.63.326.2%65康禾变电站356.30.914.3%65叶吉变电站3512.62.217.5%74茅岭变电站356.30.0%22第2章 浅析电力系统2.1 电力系统基本概念2.1.1 电力系统的形成电磁感应定律:法拉第，1831十九世纪三十年代由英国物理学家、化学家迈克尔法拉第奠定了电磁学的基础。世界上第一个完整的电力系统 1882，法国三相变压器；变压器空载试验接线 图2-1三相异步电机的工作原理 图2-2直流电力系统和交流电力系统爱迪生和西屋十九世纪末期由美国发明家、物理学家、企业家爱迪生发明了世界上第一个完整的直流电力系统，（1） 电力系统示意 图2-3（2） 电力系统典型结构 图2-4：（3） 电力系统运行状态及其转移 图2-5：2.1.2 电力系统的组成发电厂、输电和配电网络、用户电网、电力系统和动力系统一次设备和二次设备2.1.3 电力系统的特点1. 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切2. 对电能质量的要求比较严格3. 电能不能大量储存4. 电力系统中的暂过程十分迅速2.1.4 运行的基本要求1. 可靠性：可以满足用户的用电需求；不断电，频率、电压、波形质量符合要求、负荷按供电可靠性要求分为三类2. 安全性：保证系统本身设备的安全、要求电源容量充足、电网结构合理3. 经济性4. 减少对环境的不利影响2.1.5 接线方式无备用接线：特点：简单、经济、运行方便灵活、供电可靠性差、电能质量差有备用接线：特点：供电可靠、电能质量高、运行操作和继电保护复杂，经济性差中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 110kv电网2.1.6 基本概念电力系统是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。电力网络是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。动力系统在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分(例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等)包含在内的系统。总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦(KW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)为单位计。年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时(KWh)、兆瓦时(MWh)、吉瓦时(GWh)为单位计。最大负荷指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦(KW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)为单位计。额定频率按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。最高电压等级是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。2.1.7 电力系统电压等级我国电力系统的电压等级分别是：输电电压一般分为高压、超高压和特高压:高压(HV- High Voltage)：35kV200kV；超高压(EHV- Extra High Voltage)：330kV750kV；特高压(UHV-Ultra High Voltage）：1000kV及以上；直流输电：高压直流(HVDC- High Voltage Direct Current)：330kV750kV；特高压直流(UHVDC-Ultra High Voltage Direct Current):1000kV及以上；配电网电压一般为35kV以下：低压(LV-Low Voltage)：0.4kV及以下；中压(MV-Medium Voltage)：3kV35kV；2.2 电力系统的发展车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯阿尔瓦爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。它装有6台直流发电机(总容量约670千瓦)，用110伏电压供1300盏电灯照明。19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。20世纪以后，人们普遍认识到扩大电力系统的规模可以在能源开发、工业布局、负荷调整、系统安全与经济运行等方面带来显著的社会经济效益。于是，电力系统的规模迅速增长。世界上覆盖面积最大的电力系统是前苏联的统一电力系统。它东西横越7000千米，南北纵贯3000千米，覆盖了约1000万平方千米的土地。我国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。此外，1989年，台湾省建立了装机容量为1659万千瓦的电力系统。2.3 发展阶段我国的电力系统至今四个发展阶段分别为：（1） 二十世纪五十年代的城市电网；（2） 二十世纪六十年代的省网；（3） 二十世纪七十年代至九十年代初期区域电网；（4） 二十世纪九十年代末期至今区域电网互联；2.4 电网互联我国配电网网架结构的优化原则：配电网的发展，体现在电压等级的配置水平，它不仅决定了配电网的整体适应性，还决定变电站的电网结构。合理配置电压等级有利于从整体上提高配电网架供电能力，有利于压缩工程成本，提高供电能力，方便后续维护，还有利于提高企业的经济效益，为后期的电网建设提供良好的基础。可靠原则与稳定原则是前提与基础，适应原则是另一需要考虑的。可靠原则是指当电力需求提高时，保证用户正常作业用电，当线路出现故障时，保证应急线路快速正常供电；稳定原则是指当线路的负载增加时，合理配置线路电流分配，增加线路使用率；稳定原则是根据不同地区的不同供电需求，设计不同供电系统，设计适宜发展模式，除保证满足供电需求的同时提高配电网的使用率，增强供电能力，适应不同需求。第3章 配电网络环网高标准的供电可靠性和保证重要用户的不间断供电的要求，配电网在设计和建设中采用“手拉手”、“N-1”以及“N供一备”等环网接线结构，而在运行过程中受系统短路电流等因素的影响一般采取开环运行的方式。在这种情况下为保证对用户的可靠供电，除采取合理的结构、严把挂网运行设备质量关等措施外，仍然会遇到设备检修或负荷需要转移时，不停电转电便成了减少用户停电次数提高供电可靠性的重要措施。3.1 10kV馈线环网关系分类本节主要结合东源供电局供电区变电站变低母线10kV馈线之间合环的实际情况，从拓扑结构上对10kV合环方式进行了分类，主要包括以下8种；1 相对独立的220kV电网，220kV主变10kV馈线与110kV主变10kV馈线之间存在环网关系 图3-12 相同110kV电源，不同线变组供电的10kV馈线间存在环网关系 图3-23 相同110kV线路，不同主变之间的10kV馈线间存在环网关系图3-34 相对独立的220kV电网之间跨110kV主变的10kV馈线间存在环网关系图3-45 相同主变，不同10kV馈线间存在环网关系图3-56 相同馈线，不同支线之间存在环网关系（线路自环）图3-67 相同的220kV电源， 220kV主变10kV馈线与跨110kV主变10kV馈线之间存在环网关系图3-78 相对独立的220kV电网之间的10kV馈线间存在环网关系图3-8第4章 接线模式总结配电网络指的是电力系统中二次降压变电站低压端直接或者降压后向用户供电的网络。它的构成要素包括架空线或是电缆配电线路、配电所或者降压变压器等。通过配电网络，可以将电能安全地分配到相应的用电场所，满足配电的可靠性、高效性以及合理性。由于进人新世纪以来，用电需求大大增加，国家电网建设力度的不断加大，过去的配电方法越来越不适合新时代，配电网网架结构亟待优化。优化的核心思想是“随机应变”，随时根据用电负荷的不断变化而调整相应的配电网络规划。优化的目标是节约成本，减少整个配电网络规划的投入，更加合理地配置网架结构，最终使配电网在满足供电需求和发展需求的同时，使资源达到最合理的利用。网架优化是一项系统的工程，优化的目标性以及阶段性很强，需要多种方式、多种手段共同作用才能真正实现网架结构的优化。4.1 同电源不同母线辐射接线同电源不同母线辐射接线见下图4-1；4.2 同电源不同母线T型接线同电源不同母线T型接线见下图4-2；4.3 同电源不同母线并设联络线接线同电源不同母线并设联络线接线见下图4-3；4.4 双侧电源辐射接线双侧电源辐射接线见下图4-4；4.5 不同电源T型接线不同电源T型接线见下图4-5；4.6 双侧电源不同母线型接线双侧电源不同母线型接线见下图4-6；4.7 小结配电网的发展，体现在电压等级的配置水平，它不仅决定了配电网的整体适应性，还决定变电站的电网结构。合理配置电压等级有利于从整体上提高配电网架供电能力，有利于压缩工程成本，提高供电能力，方便后续维护，还有利于提高企业的经济效益，为后期的电网建设提供良好的基础。第5章 接线模式分析配电网是电力系统的重要组成部分，覆盖面广，并且直接面向用户，其网架结构将决定供电质量和供电效益。10kV中压配电网由高压变电所的10kV配电装置，开关站、配电房和架空线路或电缆线路等部分组成，其功能是将电力安全、可靠、经济、合理地分配到用户，一般城市的网络由架空线路和电缆线路混合组成。5.1 架空线路5.1.1 单电源线辐射接线模式单电源线辐射接线模式见下图5.1.1；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2-3段，负荷较密集地区1km分1段，远郊区和农村地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，配电线路和高压开关柜数量少、投资小，新增负荷也比较方便。但其缺点也很明显，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。5.1.2 不同母线出线的环式接线模式不同母线出线的环式接线模式见下图5.1.2；不同母线的环式接线模式（单联络）有两个电源（可以取自同一变电所的不同母线段或不同变电所）。它适用于负荷密度较大且供电可靠率要求高的城区供电，运行方式一般采用开环。这种接线的最大优点是可靠性比单电源线辐射接线模式大大提高，接线清晰、运行比较灵活。线路故障或电源故障时，在线路负荷允许的条件下，通过切换操作可以使非故障段恢复供电。但由于考虑了线路的备用容量，线路投资将比单电源线辐射接线有所增加。在这种接线模式中，线路的备用容量为50%，即正常运行时，每条线路最大负荷只能达到该架空线允许载流量的1/2。若系统中一条线路的电源出现故障时，可将联络开关闭合，从另一条线路送电，使相应供电线路达到满载运行。 5.1.3 不同母线三回馈线的环式接线模式不同母线三回馈线的环式接线模式见下图5.1.3；网络中有三个电源（可以取自同一变电所的2段母线和不同变电所）。正常运行时联络开关都是打开的，当线路1出现故障时，联络开关1闭合，由线路2送电；当线路2出现故障时，或联络开关1闭合由线路1送电，或联络开关2闭合由线路3送电；当线路3出现故障时，联络开关2闭合，由线路2送电。可见，在正常运行时，每条线路均应留有50%的裕量。所以，单从经济角度分析时，这种接线模式和不同母线出线的环式接线一样。5.1.4 分段联络接线模式分段联络接线模式见下图5.1.4；这种接线模式，通过在干线上加装分段断路器把每条线路分段，并且每一分段都有联络线与其他线路相连接，当任何一段出现故障时，均不影响另一段正常供电，这样使每条线路的故障范围缩小，提高可靠性。这种接线每条线路应留有1/3或1/4的备用容量。与不同母线出线的环式接线模式和不同母线三回馈线的环式接线模式相比，两分段两联络的接线模式提高了架空线的利用率（由1/2到2/3），但由于需要在线路间建立联络线，加大了线路投资。这种接线模式可应用于城网大部分地区，联络线可以就近引接，但须注意要不同变电站配出线或同一变电站的不同母线出线间建立联络。 5.2 电缆线路在研究供电区域内的电缆线路的接线模式时，考虑到实际可行性，我们研究了若干类具有代表性的接线模式，如单电源线辐射接线、不同母线出线的环式接线、不同母线出线连接开闭所接线、不同母线环网接线（三座开闭所）和主备接线模式。5.2.1 单电源线辐射接线模式单电源线辐射接线模式见下图5.2.1；和架空线的单电源线辐射接线一样，电缆线路的单电源线辐射接线的优点就是比较经济，配电线路较短，投资小，新增负荷时连接也比较方便。缺点也很明显，主要是电缆故障多为永久性故障，故障影响时间长、范围较大，供电可靠性较差。当线路故障时会导致全线停电；当电源故障时也将导致全线瘫痪。对于这种简单的接线模式，不考虑线路的备用容量，即每条出线（主干线）均是满载运行。5.2.2 不同母线出线的环式接线模式不同母线出线的环式接线模式见下图5.2.2；与架空线的不同母线的环式接线一样，电缆线路的这一接线形式中有两个电源（可以取自同一变电所的2段母线或不同变电所），正常情况下，一般采用开环运行方式，其供电可靠性较高，运行比较灵活。在实际应用中，正常运行时，每条线路均留有50%的裕量。 在供电可靠性要求较高的地区均可采用.可以在双电源用户较多的地区采用双环网提高供电可靠性。5.2.3 双电源双辐射接线（电缆）双电源双辐射接线（电缆）见下图5.2.3；特点：适于向对供电可靠性有较高要求的用户供电。这种接线模式可以使客户同时得到两个方向的电源，满足从上一级10kV线路到客户侧10kV配电变压器的整个网络的N-1要求，供电可靠性很高。适用场合：适用于对供电可靠性要求很高的供电区域，如城市核心区，重要负荷密集区域等。5.2.4 两联络双接线模式（电缆）两联络双接线模式（电缆）见下图5.2.4；特点：类似于架空线路的分段联络接线模式，当其中一条线路故障时，整条线路可以划分为若干部分被其余线路转供，供电可靠性较高，运行较为灵活。适用场合：它适用于城市核心区、繁华地区，负荷密度发展到相对较高水平的区域。5.2.5 不同母线出线连接开闭所接线模式不同母线出线连接开闭所接线模式见下图5.2.5；这种接线模式实际上就是从同一变电所的不同母线或不同变电所引出主干线连接至开闭所，再从开闭所引出电缆线路带负荷（一般从开闭所出线的电缆型号比主干线电缆型号小一些）。在这里每个开闭所具有两回进线，开闭所出线采用辐射状接线方式供电。开闭所出线间也可以形成小环网，进一步提高可靠性。为了满足N1准则，当开闭所两回进线中的一回进线出现故障时，另一回进线应能带起全部负荷，这样正常运行时，每回进线应有50%的备用容量。开闭所的容量可按一回进线的安全允许容量来选择。在开闭所出线为放射状时，开闭所的出线均可满载运行。 用于负荷中心距电源较远，或出线仓位、线路走廊困难时。5.2.6 不同母线环网接线（三座开闭所）模式不同母线环网接线（三座开闭所）模式见下图5.2.6；这种接线形式是指来自同一变电所不同母线或不同变电所的三条主干线，分别连接三个开闭所，每个开闭所之间均设有联络线。正常运行时，开闭所的母联均断开运行。为了提高可靠性，每条主干线留有1/3的备用容量。当一条主干线出现故障时，将其所供开闭所的两个母联都闭合，使故障线路所带的负荷平均分配到另外两条主干线。易知开闭所的容量为每条主干线容量的2/3。开闭所出线可采用辐射状接线或环网接线方式。5.3 “N-1”主备接线模式 所谓“N-1”主备接线模式，就是指N条电缆线路连成电缆环网，其中有1条线路作为公共的备用线路正常时空载运行，其它线路都可以满载运行，若有某1条运行线路出现故障，则可以通过线路切换把备用线路投入运行。5.3.1 “3-1”主备接线模式“3-1”主备接线模式见下图5.3.1；5.3.2 “4-1”主备接线模式 “4-1”主备接线模式见下图5.3.2；该种模式随着“N”值的不同，其接线的运行灵活性、可靠性和线路的平均负载率均有所不同，一般以“3-1”和“4-1”模式比较理想，总的线路利用率分别为67%和75%，“5-1”以上的模式接线比较复杂，操作也比较繁琐，同时联络线的长度较长，投资较大，线路载流量的利用率提高已不明显。“N-1”主备接线模式的优点是供电可靠性较高，线路的理论利用率也较高。该方式适用于负荷发展已经饱和、网络按最终规模一次规划建成的地区。5.3.3 末端环网“3-1”环网接线模式末端环网“3-1”环网接线模式见下图5.3.3；此种接线模式正常运行时每条线路各承担2/3线路负荷，并将3条线路中的1条（如线路B）按负荷均匀地分为甲、乙两段，并与其余2条线路在末端进行环网，在各联络开关房分别设立环网开环点。本接线的特点在于通过合理调整环网网架，每条线路都无需走回头路进行环网，而改在不同电源线路间进行末端环网，从而避免了较长的专用联络电缆。另外，该方式避免了两条线路满载而一条线路空载的运行情况。该模式的缺点是故障时线路之间的负荷转移较复杂，并且只适合于“3-1”主备模式，若条件具备，不失为一种较好的电缆配网接线模式。 5.3.4 互为备用的主备接线模式互为备用的主备接线模式见下图5.3.4；在该模式中，每一条馈线都在线路中间以及末端装设开关互相连接。正常情况下，每条馈线的最高负荷可以控制在该电缆安全载流量的67%。该模式相当于电缆线路的分段联络接线模式，比较适合于架空线路逐渐发展成电缆网的情况。 5.4 小结本节对配电网接线模式分析为：架空线路1 单电源线辐射接线2 不同母线出线的环式接线3 分段联络接线电缆线路4 单电源线辐射接线5 不同母线出线的环式接线6 不同母线出线连接开闭所接线7 不同母线环网接线（三座开闭所）8 主备接线模式第6章 国外接线模式简介电力可靠性管理是电力系统和设备的全面质量管理和全过程的安全管理，是适合现代化电力行业特点的科学管理方法之一，是电力工业现代化管理的一个重要的组成部分。为了使供电可靠性评价具有完整性、科学性、客观性和可比性，以下为国外接线模式简介。6.1 法国巴黎中压仿垂形电网接线；6.2 英国伦敦中压网孔型接线；6.3 美国纽约双回线接线；美国“46”网络接线；6.4 香港中华电力公司香港中华电力公司的典型闭环网（电缆）；6.5 新加坡新加坡环式接线（电缆）；6.6 小结供电可靠性直接体现了供电系统对用户的持续供电能力，反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度。供电可靠性管理是供电系统和设施全面质量管理和全过程的安全管理，是适合现代化供电行业特点的科学管理方法之一，其涉及供电企业管理的各个环节，是供电系统规划设计、基建、施工、设备选型、生产运行、供电服务等方面质量和管理水平的综合体现。以减少客户停电时间为目的，瞄准国内领先目标，突出抓好基础管理、电网规划、电网建设、运行管理、技术进步等五个重点领域工作，大力提高供电可靠率指标，全面提升公司系统在规划建设、运行技术、管理理念等各方面水平。第7章 接线模式对供电可靠性的影响供电系统用户供电可靠性是指供电系统对用户持续供电的能力。低压用户由公用配电变压器二次侧出线套管外引线开始至低压用户的计量收费点为止范围内所构成的供电网络，其设施为连接至接户线为止的中间设施。中压用户由各变电站（发电厂）10/20kV出线母线侧刀闸开始至公用电变压器二次侧出线套管为止，及 10/20kV用户的电气设备与供电企业的管界点为止范围内所构成的供电网络及其连接的中间设施。高压用户由各变电站（发电厂）35kV及以上电压出线母线侧刀闸开始至35kV及以上电压用户变电站与供电部门的管界点为止范围内所构成的供电网络及其连接的中间设施。从用户的角度来讲，最直接的电源来自于中压配电网或10kV变压器（低压用户），所以10kV变压器的接线模式，以及该变压器所处10kV网络的模式都将影响到对用户的供电能力。在不考虑低压线路（0.38kV/0.22kV）的情况下，用户是否能够正常用电，取决于中压配电网络以及10kV终端变压器是否正常工作。我国原能源部制定的“城市电力网规划设计导则”规定，配电网络的供电可靠性是指设备停运时，对用户连续供电的可靠程度，应该满足“N-1安全准则”和“满足用户用电的程度”两个目标的具体规定，这些规定还不是到最终用户的N-1准则，而且在不同的网络模式及变压器接线方式下，N-1所能够达到的级别也不同。7.1 单侧电源接线方式a. 从辐射形架空线路取得单侧电源图5-1ab. 从辐射形电缆线路取得单侧电源图5-1b在单侧电源供电的配电网络中，10kV终端变压器只能够由上级某一个高压配电变电站供电，而且路径也是唯一的，所以用户也只能由一个方向电源供电。图5-1a和图5-1b分别给出了架空线路和电缆线路的单侧电源供电的典型方式。这种供电模式的线路简单、负载率可以较高，比较经济，但供电可靠性比较低，配电网络无法满足N-1原则实际运行中，无论是用户到上一级变电站的10kV线路任一段发生故障，还是10kV终端变压器故障都会影响到用户的正常用电。用户的停电时间是故障的处理时间。在适当加装了分段开关和分支开关的情况下，故障段到电源的分段可以在找到故障点并拉开相应分段开关或分支开关后恢复供电，这部分用户的停电时间是故障查找和隔离故障时间；故障段以后的分段和分支上用户的停电时间是故障处理时间（从发生故障到修复完成，恢复用户供电的时间）。c. 利用架空或电缆专线取得单侧电源图5-1c这种专线供电形式虽然就用户来讲依然是单侧电源供电，但是由于无其他用户共用，线路简单，在很大程度上降低了故障发生的可能性，所以可以具有较前两种接线更高的供电可靠性。d. 配变多台并列接线图5-1d以上三种接线，在用户侧均可以采取装设多台变压器的方式，进一步提高供电可靠性。图5-1d为两台配变的接线示意图，在正常情况下，两台变压器都运行，共同承担总负荷；一台变压器故障或检修时，其余变压器的备用容量可以保证用户重要负荷或全部负荷的供电。而在前述的10kV线路故障时，用户停电还是难以避免的，用户的停电时间同前面的分析相同。7.2 单侧电源环网接线方式a. 从架空单环网线路取得单侧电源图5-2a 单侧电源环网接线方式相对于单侧电源的接线方式，可以满足用户对供电可靠性的更高要求。从架空单环网线路取得单侧电源接线模式，两条架空主干线路分别来自不同的高压变电站（或同一高压变电站的不同母线），通过联络开关站相互联络，两条主干线路按照负荷情况通常分为23段，正常方式下开环运行。当两条线路的任何位置发生故障时，都可以通过开关的切换，将发生故障的线路段隔离开，其他非故障段的用户可以通过联络开关向邻近段线路转移，恢复供电。故障段用户的停电时间是故障处理时间，非故障段用户的停电时间是故障查找和隔离故障时间。 该模式简单清晰，且能够保证10kV主干网络满足导则规定的N-1要求，但是从用户的角度来讲，用户所在的分段或分支线路以及10kV终端变压器（单台配置）故障还是无法隔离，需要忍受较长时间的停电（故障处理时间）。对于重要用户采用图2所示的多台变压器并列接线方式供电，可以在变压器故障或检修时互为备用，提高供电可靠性。正常运行时，这种模式中各条主干线路负载率应在50%左右，可以满足整条线路互倒负荷的要求，所以如果完全按照这种接线模式建设的10kV网络，能够保证上一级高压配电变电站全停情况下的用户供电。 b. 从不同母线的多条线路相互联络模式取得单侧电源图5-2b该接线模式是对手拉手接线模式的简单扩展，当一根主干线故障时，可有多条线路作为备用，但并没有提高正常运行时线路的负载率。c. 从多分段多联络接线模式取得单侧电源图 5-2c这种接线可以将线路的不同分段上的用户负荷，同时由不同的联络方向转供，这样可以提高正常运行时线路的负载率（可达67%），充分利用线路的负载能力。 不同母线的多条线路相互联络接线模式和多分段多联络接线模式，虽然形式各异，但是从N-1的角度来讲，与单线手拉手模式所能够达到的程度是一样的，都能够保证导则要求的配电线路N-1。而从用户的角度讲，用户所在的主干线路段或分支以及10kV终端变压器（单台配置）故障时，用户还是会停电，停电的时间是故障处理时间。d. 从电缆线路单环接线模式取得单侧电源图5-2d从电缆线路单环接线模式取得单侧电源，是较为典型的电缆接线方式，与手拉手的架空线路相比较，具有明显的优势。由于各个环网点都有两个负荷开关（或断路器），可以隔离任意一段线路的故障，并通过开关操作恢复所有用户的供电。这种接线方式在线路发生故障时，线路上所有用户的停电时间都是故障的查找和隔离的时间。只有在终端变压器（单台配置）故障的时候，用户的停电时间是故障的处理时间。e. 配变多台并列接线图5-2e如果在用户侧采用图5-2e所示的多台变压器并联供电的方式，那么整个是中压配电网以及配变都可以满足N-1的要求，为用户用电提供较高的可靠性保证。f. 从主备供电模式取得单侧电源图5-2f “3-1”主备模式与图5-3d单