1、高壓中壓配電網接線模式分析精第1頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.同電源不同母線T型接線第2頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四3.同電源不同母線并設聯絡線接線第3頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四4.雙側電源輻射接線第4頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四5.不同電源T型接線第5頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四6.雙側電源不同母線型接線第6頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四(二）10kV配電網接線模式分析 10kV中壓配電網由高壓變電所的10kV配電裝置，開關

2、站、配電房和架空線路或電纜線路等部分組成，其功能是將電力安全、可靠、經濟、合理地分配到用戶。一般城市的網絡由架空線和電纜線混合組成。在研究一個特定的供電區域內的10kV配電網的網絡結構時，我們采取架空線路和電纜線路分開進行分析研究的方法，這樣也不失一般性。第7頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四1 架空線路 1.1 單電源線輻射接線模式第8頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四單電源線輻射接線模式這種模式適用于城市非重要負荷架空線和郊區季節性用戶。干線可以分段，其原則是：一般主干線分為2-3段，負荷較密集地區1km分1段，遠郊區和農村地區按所接配電變壓器容

3、量每2-3MVA分1段，以縮小事故和檢修停電范圍。單電源線輻射接線的優點就是比較經濟，配電線路和高壓開關柜數量少、投資小，新增負荷也比較方便。但其缺點也很明顯，主要是故障影響范圍較大，供電可靠性較差。當線路故障時，部分線路段或全線將停電；當電源故障時，將導致整條線路停電。對于這種簡單的接線模式，由于不存在線路故障后的負荷轉移，可以不考慮線路的備用容量，即每條出線（主干線）均可以滿載運行。 第9頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四1.2 不同母線出線的環式接線模式第10頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四不同母線出線的環式接線模式不同母線的環式接線模式（單

4、聯絡）有兩個電源（可以取自同一變電所的不同母線段或不同變電所）。它適用于負荷密度較大且供電可靠率要求高的城區供電，運行方式一般采用開環。這種接線的最大優點是可靠性比單電源線輻射接線模式大大提高，接線清晰、運行比較靈活。線路故障或電源故障時，在線路負荷允許的條件下，通過切換操作可以使非故障段恢復供電。但由于考慮了線路的備用容量，線路投資將比單電源線輻射接線有所增加。在這種接線模式中，線路的備用容量為50%，即正常運行時，每條線路最大負荷只能達到該架空線允許載流量的1/2。若系統中一條線路的電源出現故障時，可將聯絡開關閉合，從另一條線路送電，使相應供電線路達到滿載運行。 第11頁，共78頁，202

5、2年，5月20日，20點4分，星期四1.3 不同母線三回饋線的環式接線模式第12頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四不同母線三回饋線的環式接線模式網絡中有三個電源（可以取自同一變電所的2段母線和不同變電所）。正常運行時聯絡開關都是打開的，當線路1出現故障時，聯絡開關1閉合，由線路2送電；當線路2出現故障時，或聯絡開關1閉合由線路1送電，或聯絡開關2閉合由線路3送電；當線路3出現故障時，聯絡開關2閉合，由線路2送電。可見，在正常運行時，每條線路均應留有50%的裕量。所以，單從經濟角度分析時，這種接線模式和不同母線出線的環式接線一樣。 第13頁，共78頁，2022年，5月20日

6、，20點4分，星期四1.4 分段聯絡接線模式 第14頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四分段聯絡接線模式 A站聯絡1聯絡3聯絡2第15頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四兩分段兩聯絡接線模式這種接線模式，通過在干線上加裝分段斷路器把每條線路分段，并且每一分段都有聯絡線與其他線路相連接，當任何一段出現故障時，均不影響另一段正常供電，這樣使每條線路的故障范圍縮小，提高可靠性。這種接線每條線路應留有1/3或1/4的備用容量。與不同母線出線的環式接線模式和不同母線三回饋線的環式接線模式相比，兩分段兩聯絡的接線模式提高了架空線的利用率（由1/2到2/3），但由于需

7、要在線路間建立聯絡線，加大了線路投資。這種接線模式可應用于城網大部分地區，聯絡線可以就近引接，但須注意要不同變電站配出線或同一變電站的不同母線出線間建立聯絡。 第16頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2 電纜線路 在研究供電區域內的電纜線路的接線模式時，考慮到實際可行性，我們研究了若干類具有代表性的接線模式，如單電源線輻射接線、不同母線出線的環式接線、不同母線出線連接開閉所接線、不同母線環網接線（三座開閉所）和主備接線模式。 第17頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.1 單電源線輻射接線模式第18頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星

8、期四單電源線輻射接線模式和架空線的單電源線輻射接線一樣，電纜線路的單電源線輻射接線的優點就是比較經濟，配電線路較短，投資小，新增負荷時連接也比較方便。缺點也很明顯，主要是電纜故障多為永久性故障，故障影響時間長、范圍較大，供電可靠性較差。當線路故障時會導致全線停電；當電源故障時也將導致全線癱瘓。對于這種簡單的接線模式，不考慮線路的備用容量，即每條出線（主干線）均是滿載運行。第19頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.2 不同母線出線的環式接線模式第20頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四不同母線出線的環式接線模式與架空線的不同母線的環式接線一樣，電纜線路

9、的這一接線形式中有兩個電源（可以取自同一變電所的2段母線或不同變電所），正常情況下，一般采用開環運行方式，其供電可靠性較高，運行比較靈活。在實際應用中，正常運行時，每條線路均留有50%的裕量。 在供電可靠性要求較高的地區均可采用.可以在雙電源用戶較多的地區采用雙環網提高供電可靠性。第21頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.3 雙電源雙輻射接線（電纜） 第22頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四 雙電源雙輻射接線（電纜） 特點：適于向對供電可靠性有較高要求的用戶供電。這種接線模式可以使客戶同時得到兩個方向的電源，滿足從上一級10kV線路到客戶側10kV

10、配電變壓器的整個網絡的N-1要求，供電可靠性很高。適用場合：適用于對供電可靠性要求很高的供電區域，如城市核心區，重要負荷密集區域等。第23頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.4 兩聯絡雙接線模式（電纜） 第24頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四 兩聯絡雙接線模式（電纜） 特點：類似于架空線路的分段聯絡接線模式，當其中一條線路故障時，整條線路可以劃分為若干部分被其余線路轉供，供電可靠性較高，運行較為靈活。適用場合：它適用于城市核心區、繁華地區，負荷密度發展到相對較高水平的區域。第25頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.5 不同

11、母線出線連接開閉所接線模式 第26頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四不同母線出線連接開閉所接線模式這種接線模式實際上就是從同一變電所的不同母線或不同變電所引出主干線連接至開閉所，再從開閉所引出電纜線路帶負荷（一般從開閉所出線的電纜型號比主干線電纜型號小一些）。在這里每個開閉所具有兩回進線，開閉所出線采用輻射狀接線方式供電。開閉所出線間也可以形成小環網，進一步提高可靠性。為了滿足N1準則，當開閉所兩回進線中的一回進線出現故障時，另一回進線應能帶起全部負荷，這樣正常運行時，每回進線應有50%的備用容量。開閉所的容量可按一回進線的安全允許容量來選擇。在開閉所出線為放射狀時，開閉

12、所的出線均可滿載運行。 用于負荷中心距電源較遠，或出線倉位、線路走廊困難時。第27頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.6 不同母線環網接線（三座開閉所）模式 第28頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四不同母線環網接線（三座開閉所）模式這種接線形式是指來自同一變電所不同母線或不同變電所的三條主干線，分別連接三個開閉所，每個開閉所之間均設有聯絡線。正常運行時，開閉所的母聯均斷開運行。為了提高可靠性，每條主干線留有1/3的備用容量。當一條主干線出現故障時，將其所供開閉所的兩個母聯都閉合，使故障線路所帶的負荷平均分配到另外兩條主干線。易知開閉所的容量為每條主

13、干線容量的2/3。開閉所出線可采用輻射狀接線或環網接線方式。第29頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2.7 “N-1”主備接線模式 所謂“N-1”主備接線模式，就是指N條電纜線路連成電纜環網，其中有1條線路作為公共的備用線路正常時空載運行，其它線路都可以滿載運行，若有某1條運行線路出現故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運行。第30頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四“3-1”主備接線模式 第31頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四“4-1”主備接線模式 第32頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四“N-1”主備

14、接線模式該種模式隨著“N”值的不同，其接線的運行靈活性、可靠性和線路的平均負載率均有所不同，一般以“3-1”和“4-1”模式比較理想，總的線路利用率分別為67%和75%，“5-1”以上的模式接線比較復雜，操作也比較繁瑣，同時聯絡線的長度較長，投資較大，線路載流量的利用率提高已不明顯。“N-1”主備接線模式的優點是供電可靠性較高，線路的理論利用率也較高。該方式適用于負荷發展已經飽和、網絡按最終規模一次規劃建成的地區。 第33頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四 末端環網“3-1”環網接線模式 第34頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四末端環網“3-1”環網

15、接線模式此種接線模式正常運行時每條線路各承擔2/3線路負荷，并將3條線路中的1條（如線路B）按負荷均勻地分為甲、乙兩段，并與其余2條線路在末端進行環網，在各聯絡開關房分別設立環網開環點。本接線的特點在于通過合理調整環網網架，每條線路都無需走回頭路進行環網，而改在不同電源線路間進行末端環網，從而避免了較長的專用聯絡電纜。另外，該方式避免了兩條線路滿載而一條線路空載的運行情況。該模式的缺點是故障時線路之間的負荷轉移較復雜，并且只適合于“3-1”主備模式，若條件具備，不失為一種較好的電纜配網接線模式。 第35頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四互為備用的主備接線模式 第36頁，共

16、78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四互為備用的主備接線模式電源二電源一電纜重環網接線第37頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四互為備用的主備接線模式在該模式中，每一條饋線都在線路中間以及末端裝設開關互相連接。正常情況下，每條饋線的最高負荷可以控制在該電纜安全載流量的67%。該模式相當于電纜線路的分段聯絡接線模式，比較適合于架空線路逐漸發展成電纜網的情況。 第38頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四3 國外接線模式簡介第39頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四第40頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四第

17、41頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四第42頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四第43頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四 3分段4連接方式（日本） 第44頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四香港中華電力公司的典型閉環網（電纜） 第45頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四新加坡環式接線（電纜） 第46頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四接線模式小結架空線路單電源線輻射接線不同母線出線的環式接線分段聯絡接線 電纜線路單電源線輻射接線不同母線出線的環式接線不同母線出線連接開閉所

18、接線不同母線環網接線（三座開閉所）主備接線模式。第47頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四(三) 用戶的供電模式及可靠性分析用戶按電壓等級的不同分為高壓用戶（10kV）和低壓用戶，從用戶的角度來講，最直接的電源來自于10kV網絡(高壓用戶)或10kV變壓器（低壓用戶），所以10kV變壓器的接線模式，以及該變壓器所處10kV網絡的模式都將影響到用戶的用電可靠性。在不考慮低壓線路（380V/220V）的情況下，用戶是否能夠正常用電，取決于10kV網絡以及10kV終端變壓器是否正常工作。第48頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四我國原能源部制定的“城市電力網規

19、劃設計導則”規定，配電網絡的供電可靠性是指設備停運時，對用戶連續供電的可靠程度，應該滿足“N-1安全準則”和“滿足用戶用電的程度”兩個目標的具體規定，這些規定還不是到最終用戶的N-1準則，而且在不同的網絡模式及變壓器接線方式下，N-1所能夠達到的級別也不同。我們將從用戶的角度對不同網絡模式進行分析。第49頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四1 單側電源接線方式在單側電源供電的配電網絡中，10kV終端變壓器只能夠由上級某一個高壓配電變電站供電，而且路徑也是唯一的，所以用戶也只能由一個方向電源供電。圖1-a和圖1-b分別給出了架空線路和電纜線路的單側電源供電的典型方式。 第50

20、頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖1-a 用戶從輻射形架空線路取得單側電源 第51頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖1-b 用戶從輻射形電纜線路取得單側電源 第52頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四單側電源接線方式這種供電模式的線路簡單、負載率可以較高，比較經濟，但供電可靠性比較低，配電網絡無法滿足N-1原則實際運行中，無論是用戶到上一級變電站的10kV線路任一段發生故障，還是10kV終端變壓器故障都會影響到用戶的正常用電。用戶的停電時間是故障的處理時間。在適當加裝了分段開關和分支開關的情況下，故障段到電源的分段可以在找到故

21、障點并拉開相應分段開關或分支開關后恢復供電，這部分用戶的停電時間是故障查找和隔離故障時間；故障段以后的分段和分支上用戶的停電時間是故障處理時間（從發生故障到修復完成，恢復用戶供電的時間）。第53頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖1-c 用戶利用架空或電纜專線取得單側電源 這種專線供電形式雖然就用戶來講依然是單側電源供電，但是由于無其他用戶共用，線路簡單，在很大程度上降低了故障發生的可能性，所以可以具有較前兩種接線更高的供電可靠性。 第54頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四單側電源接線方式以上三種接線，在用戶側均可以采取裝設多臺變壓器的方式，進一步提

22、高供電可靠性。圖2為兩臺配變的接線示意圖，在正常情況下，兩臺變壓器都運行，共同承擔總負荷；一臺變壓器故障或檢修時，其余變壓器的備用容量可以保證用戶重要負荷或全部負荷的供電。而在前述的10kV線路故障時，用戶停電還是難以避免的，用戶的停電時間同前面的分析相同。 圖2 用戶10kV變壓器多臺并列接線 第55頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四2 單側電源環網接線方式 單側電源環網接線方式相對于單側電源的接線方式，可以滿足用戶對供電可靠性的更高要求。 第56頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖3-a 用戶從架空單環網線路取得單側電源 第57頁，共78頁，20

23、22年，5月20日，20點4分，星期四用戶從架空單環網線路取得單側電源用戶從架空單環網線路取得單側電源接線模式，兩條架空主干線路分別來自不同的高壓變電站（或同一高壓變電站的不同母線），通過聯絡開關站相互聯絡，兩條主干線路按照負荷情況通常分為23段，正常方式下開環運行。當兩條線路的任何位置發生故障時，都可以通過開關的切換，將發生故障的線路段隔離開，其他非故障段的用戶可以通過聯絡開關向鄰近段線路轉移，恢復供電。故障段用戶的停電時間是故障處理時間，非故障段用戶的停電時間是故障查找和隔離故障時間。第58頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四 用戶從架空單環網線路取得單側電源該模式簡單

24、清晰，且能夠保證10kV主干網絡滿足導則規定的N-1要求，但是從用戶的角度來講，用戶所在的分段或分支線路以及10kV終端變壓器（單臺配置）故障還是無法隔離，需要忍受較長時間的停電（故障處理時間）。對于重要用戶采用圖2所示的多臺變壓器并列接線方式供電，可以在變壓器故障或檢修時互為備用，提高供電可靠性。正常運行時，這種模式中各條主干線路負載率應在50%左右，可以滿足整條線路互倒負荷的要求，所以如果完全按照這種接線模式建設的10kV網絡，能夠保證上一級高壓配電變電站全停情況下的用戶供電。 第59頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖3-b 用戶從不同母線的多條線路相互聯絡模式取得

25、單側電源 該接線模式是對手拉手接線模式的簡單擴展，當一根主干線故障時，可有多條線路作為備用，但并沒有提高正常運行時線路的負載率。第60頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖 3-c 用戶從多分段多聯絡接線模式取得單側電源 這種接線可以將線路的不同分段上的用戶負荷，同時由不同的聯絡方向轉供，這樣可以提高正常運行時線路的負載率（可達67%），充分利用線路的負載能力。 第61頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四單側電源環網接線方式不同母線的多條線路相互聯絡接線模式和多分段多聯絡接線模式，雖然形式各異，但是從N-1的角度來講，與單線手拉手模式所能夠達到的程度是一

26、樣的，都能夠保證導則要求的配電線路N-1。而從用戶的角度講，用戶所在的主干線路段或分支以及10kV終端變壓器（單臺配置）故障時，用戶還是會停電，停電的時間是故障處理時間。第62頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖3-d 用戶從電纜線路單環接線模式取得單側電源 第63頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四用戶從電纜線路單環接線模式取得單側電源用戶從電纜線路單環接線模式取得單側電源，是較為典型的電纜接線方式，與手拉手的架空線路相比較，具有明顯的優勢。由于各個環網點都有兩個負荷開關（或斷路器），可以隔離任意一段線路的故障，并通過開關操作恢復所有用戶的供電。這種

27、接線方式在線路發生故障時，線路上所有用戶的停電時間都是故障的查找和隔離的時間。只有在終端變壓器（單臺配置）故障的時候，用戶的停電時間是故障的處理時間。第64頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖3-e 用戶10kV變壓器多臺并列接線如果在用戶側采用圖3-e所示的多臺變壓器并聯供電的方式，那么整個10kV網絡以及10kV變壓器都可以滿足N-1的要求，為用戶用電提供較高的可靠性保證。第65頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖3-f 用戶從主備供電模式取得單側電源 第66頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四用戶從主備供電模式取得單側電源“

28、3-1”主備模式與圖3-d單環模式比較，線路的利用率相對較高（達到67%），正常方式下，兩根運行線路可以滿負荷工作。從用戶供電可靠性方面來說則跟單環模式一樣，可以做到線路中任意一段發生故障，都可以把故障隔離開，用戶的停電時間是故障的查找和隔離的時間。 第67頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四3 雙側電源接線方式用戶的雙側電源接線方式，使用戶可以同時得到兩個方向的電源，即正常方式下，雙側電源同時為用戶供電，在用戶側，再配合以多臺10kV變壓器同時運行，保證用戶得到真正的雙電源。在這種供電模式下，可以滿足從上一級高壓配電變壓器到10kV配電變壓器的整個網絡的N-1要求，供電可靠性很高，兩條線路上任一段發生故障，都可以通過自動或人工的開關操作而保證用戶的供電。 第68頁，共78頁，2022年，5月20日，20點4分，星期四圖4-a 用戶以雙T型接線模式分別從兩條架空線路取得電源 第69頁，共78頁，2022年，