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摘要：本文分析了10kV配电网辐射式、环网、双电源等多种接线方式的优缺点，提出提高城市10kV配电网安全性和供电可靠性的工作思路，并指出规划配电网接线方式时应注意的问题。
关键词：10kV配电网 接线方式 供电可靠性
城市配电网是中低压电网的重要组成部分，目前，一般城市配电网的结构普遍比较混乱，根本原因是在配电网建设中，缺乏对配电网接线方式规划指导的考虑。随着国家对城市电网改造的不断投入，做好配电网规划，特别是配电网接线方式的调整和改造，使其逐步成为具有现代化的、合理的、可靠的电力网络结构，才能使配电网适应城市现代化建设的要求。配电网接线方式规划主要是指配电网结构规划，应具有前瞻性、可靠性和可操作性。
1 某市配电网现状
近几年，随着国家加大了市区配电网的投资力度，该市引进并使用了一些配电网的新技术、新设备，主线输电“卡脖子”问题已基本解决，但在配电网结构和供电可靠性方面与国内配电网发展较快的城市相比仍有差距。目前，城区的配电网网络混乱，线路负荷分布不均，互供能力差，缺乏整体的结构性规划，存在的问题包括：
a)配电网结构比较混乱，根本原因是配电网建设缺乏考虑对配电网结构的规划指导。在建设中，由于资金严重不足，无法统一规划、统一建设，负荷一增加，就近拉一条线，临时应付，造成网络结构混乱，不仅所投资金难以发挥其应有的效益，有时还给电网的安全经济运行带来麻烦。
b)配电网10 kV线路负荷分布不均，主要原因是10 kV线路区域划分不明确，造成部分线路满载或超载运行。以该市某区10 kV交委开闭所为例，两条300 mm铜质电缆线路的接入负荷达到41．72 MVA，按要求开闭所最大设计容量不宜超过15 MVA，而实际情况却大大超出10 kV线路的负荷要求。
c)互供能力差。部分开闭所或环网线路负荷过重，无法满足“N-1”供电安全准则转负荷要求，严重降低了市区配电网的供电可靠性。以交委开闭所为例，8月份高温负荷期间，两条300 mm铜质电缆线路实际载流量已超过400 A，接近甚至超过干线允许的载流量，根本无法在停电后转供负荷。
d)部分开闭所、配变站电源点多。由于电网结构缺乏统一规划，再加上地理位置所限和电网路径不足，造成部分开闭所、配变站有3、4路10kV电源进入，造成整体网架混乱，并给防误操作带来很大的安全隐患。
2 市区配电网接线方式规划
要提高城市配电网的安全性和供电可靠性，城市配电网建设和改造要与市区配电网接线方式规划相结合。针对市区不同的负荷密度、建筑密度和负荷重要性等现状，采取不同的10 kV线路接线方式，通过分析探讨不同接线方式的优缺点，谋求城市配电网安全性和供电可靠性的最大化。
2．1 辐射式接线方式
一般不建议在城市配电网中规划该接线方式。辐射式接线方式没有环网转供电能力，线路供电可靠性低，一旦主干线或分支线出现故障，必定造成干线全部或部分用户停电。该市郊边地区、负荷较轻和用户负荷性质为三级负荷的区域目前还有使用辐射式接线方式的线路。从长远角度来说，要提高线路的供电可靠性，必须改造为单联络环网接线方式。图1所示为辐射式接线方式。
图1 辐射式接线方式
2．2 单联络环网接线方式
为了满足“N-1” 的要求，单联络环网接线方式的负荷水平不能超过50％，当环网中任何一段电缆发生故障时，可由人工倒闸转供电。该接线方式网架直观，电源点清晰，操作方便，既能保证一定的供电可靠性，又能提高供电安全性，降低运行操作时出错的概率，且建设和改造方便。应在一般居民区和较为密集多层建筑区域内大力推广该接线方式。单联络环网接线方式是城市配电网的主要接线方式之一，如图2所示。
2．3 开闭所环网接线方式
与单联络环网接线方式一样，开闭所环网接线方式单回线路负载率不能超过50％ 。单个开闭所可提供6～10回出线，不同母线段的出线可以组成二级单环网，比较适宜在负荷点多、相对密集的城市中心区域供电。该接线方式网架相对直观，主要操作集中在开闭所， 比较有利于提高操作的安全性。图3所示为开闭所环网接线方式。
2．4 专用备用线环网接线方式
对负荷点集中、建筑群密集的城市核心区域，建议采用专用备用线环网接线方式。正常情况下，其中两回线路供电的最高负荷可达到电缆安全载流量的100％，剩下的一回线路做备用。该接线方式大大提高了线路负载率，专用备用线路在两回线路各一段电缆同时出现故障，亦可通过人工倒闸转供电，供电可靠性高。图4所示为专用备用线环网接线方式。
2．5 双电源(双T)接线方式
对于经常需要保供电的重要用户采用双电源接线方式。使用该接线方式的每一负载用户在正常情况下由一电源供电，另一电源备用保供电，且负载用户间不会相互影响，是供电可靠性较高的配电网接线方式之一。两回线路共同接入最高负荷，载流量不超过两线路安全载流量的最小值重点在特级负荷和一级负荷用户供电中采用該接线方式，如市政府、公安局、医院等。图5所示为双电源接线方式。
3 市区用户供电方式
电力用户按其负荷性质和重要程度分为特级用户、一级用户、二级用户和三级用户(即普通用户)。重要用户由电网提供与其供电可靠性相对应的供电电源，结合不同配电网接线方式的优缺点，采用双回路或者多回路由不同方向供电电源供电，外接电源按如下原则考虑：
a)特级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电并由电源点直配出线。用户自身应配备保安电源，并根据负荷性质配备不问断电源。该市区暂没有特级负荷。
b)一级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电，其中一回以上由电源点直接出线，用户自身应自配保安电源。
c)二级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电。
d)三级负荷根据用户供电可靠性要求选择与之相对应的供电方式。
4 城市配电网区域划分原则
城市配电网应根据高压变电站布点、负荷密度和运行管理的需要划分成若干个相对独立的区域，每个区域应有较为明显的供电范围，一般以城市街道划分，不应该交错重叠，并按负荷密度和负荷性质等级来区分、挑选配电网接线方式，最大程度地满足城市配电网安全性和供电可靠性。高层建筑密集地区、建筑容积率高、平均负荷密度大、负荷等级要求高的区域建议以面积1 km 左右为一区；一般居民区或旧城区，对多层、较密集建筑区域，建议以面积2～3 km 为一区；对城郊地区或空置地方较多的区域，建议以面积3～5 km2为一区。
在区域划分的过程中要重点考虑负荷情况，建议在进行详细空间负荷预测的基础上，调整开闭所及线路的供电范围，按50％负载率调整线路负荷。城市区域负荷建议在12 MVA左右为好，既满足“N-1”供电安全准则转负荷要求，又具有一定的备用负荷。
5 配电网接线方式规划中应注意的问题
在规划配电网接线方式时要考虑以下方面：
a)环网接线方式每一回路的环网节点不宜超过6个。市区高层建筑一般应双电源供电或环网方式供电。
b)对于报装配变容量达到或超过6 MVA且需要专线供电的用户，由变电站直接出专用线路供电。对于单个用户报装容量较大，而又不需要专线供电的用户，可由变电站出专线供2～3个大用户的方式供电。
c) 城市负荷较为集中，且以中小用户为主的区域比较适合采用开闭所供电接线方式供电;对距离变电站较远的区域，建设开闭所供电;对距离变电站较近的区域，采用单联络环网接线方式供电。
6 结束语
供电企业从事着具有社会公益性的事业，承担着向社会供电的责任和义务，不断完善提高供电安全性和供电可靠性是必然要求，也将对社会的发展和人民生活水平的提高起到促进作用。要根据城市发展的实际情况，并结合市政建设改造工程的规划和实施，采用适当的配电网接线方式，做好城市配电网，包括电缆、架空绝缘线、信息网的规划，采用经济适用的设备与技术，处理好树线矛盾，改善和美化城市环境。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词：10kV配电网 接线方式 供电可靠性
城市配电网是中低压电网的重要组成部分，目前，一般城市配电网的结构普遍比较混乱，根本原因是在配电网建设中，缺乏对配电网接线方式规划指导的考虑。随着国家对城市电网改造的不断投入，做好配电网规划，特别是配电网接线方式的调整和改造，使其逐步成为具有现代化的、合理的、可靠的电力网络结构，才能使配电网适应城市现代化建设的要求。配电网接线方式规划主要是指配电网结构规划，应具有前瞻性、可靠性和可操作性。
1 某市配电网现状
近几年，随着国家加大了市区配电网的投资力度，该市引进并使用了一些配电网的新技术、新设备，主线输电“卡脖子”问题已基本解决，但在配电网结构和供电可靠性方面与国内配电网发展较快的城市相比仍有差距。目前，城区的配电网网络混乱，线路负荷分布不均，互供能力差，缺乏整体的结构性规划，存在的问题包括：
a)配电网结构比较混乱，根本原因是配电网建设缺乏考虑对配电网结构的规划指导。在建设中，由于资金严重不足，无法统一规划、统一建设，负荷一增加，就近拉一条线，临时应付，造成网络结构混乱，不仅所投资金难以发挥其应有的效益，有时还给电网的安全经济运行带来麻烦。
b)配电网10 kV线路负荷分布不均，主要原因是10 kV线路区域划分不明确，造成部分线路满载或超载运行。以该市某区10 kV交委开闭所为例，两条300 mm铜质电缆线路的接入负荷达到41．72 MVA，按要求开闭所最大设计容量不宜超过15 MVA，而实际情况却大大超出10 kV线路的负荷要求。
c)互供能力差。部分开闭所或环网线路负荷过重，无法满足“N-1”供电安全准则转负荷要求，严重降低了市区配电网的供电可靠性。以交委开闭所为例，8月份高温负荷期间，两条300 mm铜质电缆线路实际载流量已超过400 A，接近甚至超过干线允许的载流量，根本无法在停电后转供负荷。
d)部分开闭所、配变站电源点多。由于电网结构缺乏统一规划，再加上地理位置所限和电网路径不足，造成部分开闭所、配变站有3、4路10kV电源进入，造成整体网架混乱，并给防误操作带来很大的安全隐患。
2 市区配电网接线方式规划
要提高城市配电网的安全性和供电可靠性，城市配电网建设和改造要与市区配电网接线方式规划相结合。针对市区不同的负荷密度、建筑密度和负荷重要性等现状，采取不同的10 kV线路接线方式，通过分析探讨不同接线方式的优缺点，谋求城市配电网安全性和供电可靠性的最大化。
2．1 辐射式接线方式
一般不建议在城市配电网中规划该接线方式。辐射式接线方式没有环网转供电能力，线路供电可靠性低，一旦主干线或分支线出现故障，必定造成干线全部或部分用户停电。该市郊边地区、负荷较轻和用户负荷性质为三级负荷的区域目前还有使用辐射式接线方式的线路。从长远角度来说，要提高线路的供电可靠性，必须改造为单联络环网接线方式。图1所示为辐射式接线方式。
图1 辐射式接线方式
2．2 单联络环网接线方式
为了满足“N-1” 的要求，单联络环网接线方式的负荷水平不能超过50％，当环网中任何一段电缆发生故障时，可由人工倒闸转供电。该接线方式网架直观，电源点清晰，操作方便，既能保证一定的供电可靠性，又能提高供电安全性，降低运行操作时出错的概率，且建设和改造方便。应在一般居民区和较为密集多层建筑区域内大力推广该接线方式。单联络环网接线方式是城市配电网的主要接线方式之一，如图2所示。
2．3 开闭所环网接线方式
与单联络环网接线方式一样，开闭所环网接线方式单回线路负载率不能超过50％ 。单个开闭所可提供6～10回出线，不同母线段的出线可以组成二级单环网，比较适宜在负荷点多、相对密集的城市中心区域供电。该接线方式网架相对直观，主要操作集中在开闭所， 比较有利于提高操作的安全性。图3所示为开闭所环网接线方式。
2．4 专用备用线环网接线方式
对负荷点集中、建筑群密集的城市核心区域，建议采用专用备用线环网接线方式。正常情况下，其中两回线路供电的最高负荷可达到电缆安全载流量的100％，剩下的一回线路做备用。该接线方式大大提高了线路负载率，专用备用线路在两回线路各一段电缆同时出现故障，亦可通过人工倒闸转供电，供电可靠性高。图4所示为专用备用线环网接线方式。
2．5 双电源(双T)接线方式
对于经常需要保供电的重要用户采用双电源接线方式。使用该接线方式的每一负载用户在正常情况下由一电源供电，另一电源备用保供电，且负载用户间不会相互影响，是供电可靠性较高的配电网接线方式之一。两回线路共同接入最高负荷，载流量不超过两线路安全载流量的最小值重点在特级负荷和一级负荷用户供电中采用該接线方式，如市政府、公安局、医院等。图5所示为双电源接线方式。
3 市区用户供电方式
电力用户按其负荷性质和重要程度分为特级用户、一级用户、二级用户和三级用户(即普通用户)。重要用户由电网提供与其供电可靠性相对应的供电电源，结合不同配电网接线方式的优缺点，采用双回路或者多回路由不同方向供电电源供电，外接电源按如下原则考虑：
a)特级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电并由电源点直配出线。用户自身应配备保安电源，并根据负荷性质配备不问断电源。该市区暂没有特级负荷。
b)一级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电，其中一回以上由电源点直接出线，用户自身应自配保安电源。
c)二级负荷按双电源接线方式设计，采用双回路或多回路供电。
d)三级负荷根据用户供电可靠性要求选择与之相对应的供电方式。
4 城市配电网区域划分原则
城市配电网应根据高压变电站布点、负荷密度和运行管理的需要划分成若干个相对独立的区域，每个区域应有较为明显的供电范围，一般以城市街道划分，不应该交错重叠，并按负荷密度和负荷性质等级来区分、挑选配电网接线方式，最大程度地满足城市配电网安全性和供电可靠性。高层建筑密集地区、建筑容积率高、平均负荷密度大、负荷等级要求高的区域建议以面积1 km 左右为一区；一般居民区或旧城区，对多层、较密集建筑区域，建议以面积2～3 km 为一区；对城郊地区或空置地方较多的区域，建议以面积3～5 km2为一区。
在区域划分的过程中要重点考虑负荷情况，建议在进行详细空间负荷预测的基础上，调整开闭所及线路的供电范围，按50％负载率调整线路负荷。城市区域负荷建议在12 MVA左右为好，既满足“N-1”供电安全准则转负荷要求，又具有一定的备用负荷。
5 配电网接线方式规划中应注意的问题
在规划配电网接线方式时要考虑以下方面：
a)环网接线方式每一回路的环网节点不宜超过6个。市区高层建筑一般应双电源供电或环网方式供电。
b)对于报装配变容量达到或超过6 MVA且需要专线供电的用户，由变电站直接出专用线路供电。对于单个用户报装容量较大，而又不需要专线供电的用户，可由变电站出专线供2～3个大用户的方式供电。
c) 城市负荷较为集中，且以中小用户为主的区域比较适合采用开闭所供电接线方式供电;对距离变电站较远的区域，建设开闭所供电;对距离变电站较近的区域，采用单联络环网接线方式供电。
6 结束语
供电企业从事着具有社会公益性的事业，承担着向社会供电的责任和义务，不断完善提高供电安全性和供电可靠性是必然要求，也将对社会的发展和人民生活水平的提高起到促进作用。要根据城市发展的实际情况，并结合市政建设改造工程的规划和实施，采用适当的配电网接线方式，做好城市配电网，包括电缆、架空绝缘线、信息网的规划，采用经济适用的设备与技术，处理好树线矛盾，改善和美化城市环境。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开