深入了解配电网接线方式：基础知识及应用案例

时间：2024-08-19来源：佚名

配电网是电力系统的重要组成部分，负责将电能高效、安全地输送到用户端。在配电网的设计中，接线方式的选择至关重要，不仅影响供电的可靠性和经济性，还关系到运行维护的便利性。本篇文章将详细介绍配电网的常见接线方式及其优缺点，同时对国内高可靠性配电网接线方式的案例进行介绍，通过本文，您将对配电网的接线方式有最基础的认识，干货多多，请仔细阅读。

一、放射式接线

1.架空线路的放射式接线

在负荷密度不高、用户分布较分散或供电用户属一般用户的地区,例如一般的居民区、小型城市近郊、农村地区,采用单射式接线,如图1(a)所示。为减少故障停电范围,常常在线路中间或分支线上安装分段开关。

放射式接线的优点是可根据用户的发展随时扩展,就近接电,但存在供电可靠性和电压质量不高等问题。对重要用户可采用双射式接线以提高供电可靠性,如图1(b)所示。

图1：架空线路放射式接线

2.电缆线路的双射式与对射式接线

双射式即双辐射式接线方式，2条线路的电源分别取自一个变电站的不同母线,如图2所示。用于负荷密度高、需双电源供电的重要用户多的大城市中心区,不足之处是容量利用率只有50%。

图2：电缆双射式接线

对射式接线与双射式接线类似,不同之处是2个电源取自不同的变电站,如图3-3所示。它有着更高的供电可靠性。

图3：电缆对射式接线

二、环式接线

1.架空线路的环式接线

由同一变电站的不同母线或不同的变电站母线的2条或多条馈线连接形成配电环网,给沿线用户供电,中间采用分段开关将环网分成若干个供电区段。正常运行时,适当选择其中的一个分段开关作为联络开关(正常处于断开状态),环网呈开环运行状态。在环路中某区段发生故障或检修时,利用分段开关将该区段隔离,其他区段可继续供电。环式接线的供电可靠性高,适用于对供电质量要求较高的城市地区。

图4为一个典型的架空线路“手拉手”单环网接线图,中间采用负荷开关分段。当线路发生故障时,通过人工或遥控操作,打开故障点两侧的开关隔离故障区段,合上联络开关,恢复其他非故障区段的正常供电。

图4：架空线路“手拉手”单环网接线

单环网接线方式的电源一般取自不同变电站母线或同一变电站的不同母线。没有条件时,电源亦可取自同一条母线,但这样在母线停运时要造成停电,供电可靠性相应地降低。

单环网接线方式的结构简单清晰、可靠性高,但线路载流量要按能够为环网中所有负荷安全供电进行设计,预留1/2的容量为备用容量,容量利用率只有50%。

2.电缆线路的环式接线

电缆线路故障率低、供电可靠性高、不占用地面空间、不影响环境美观,广泛用于城市配电网中。

单环网：电缆单环网接线图如图5所示，中间采用环网开关分段。当线路中发生故障时,打开故障点两侧的开关,将带有故障的电缆区段退出运行,而环路上所有的环网柜可继续由非故障电缆正常供电,达到“N-1”的供电可靠性效果。

图5：电缆单环网接线

电缆单环网络结构简单,在电缆网络中有着大量的应用;其不足之处是电缆容量利用率较低。

双环网：电缆双环网结构如图6所示。它可以为每个用户提供2路电源,并且每路电源都有2路进线,因此有着更高的供电可靠性;但其设备利用率很低、造价很高。

图6：电缆双环网接线

三、闭环运行网络

近几年，随着技术的发展和对供电可靠性要求的提高，闭环配电网开始被提出并试运行。闭环配电网的核心优势在于其能够实现更高的供电可靠性和更好的潮流控制能力。例如，柔性配电网（FDN）是闭环配电网的一种，它不仅具有闭环特征，还具备柔性特征，即某些节点可以对负荷波动进行有效控制，从而避免短时停电。

闭环运行网络在国内还少有应用,在新加坡以及美国的奥兰多等都有应用。图7为新加坡的22kV配电网典型接线。采用以变电站为中心的花瓣形接线,即同一个双电源变压器并联运行的变电站(66/22kV)的每两回馈线构成一个环网,闭环运行。其中引自不同分区变电站的每两个环网中间又相互联络,开环运行,形成花瓣式相切的形式。其网络接线实际上是由变电站间单联络和变电站内单联络组合而成。站间联络部分开环运行,站内联络部分闭环运行。通常两个环网之间的联络处为该环网最重要的负荷。

图7：花瓣形接线示意图

四、国内高可靠性接线方式应用案例

1.钻石型接线方式

钻石型配电网是一种以10千伏开关站为核心节点、双侧电源供电、配置自愈功能的双环网结构，如图8所示。这种结构具有全互联、全电缆、全断路器、全自愈的技术特征，显著提升了供电可靠性和负荷转供能力。其拓扑结构类似于“钻石”形状，包括10kV主干网和10kV次干网两个层级，不同层级的电网采用不同的接线模式和二次系统配置。