配电网接线方式探讨与配电网自动化

钱汉钊

摘要：选择合适的配电网接线方式，可以保证用户能获得优质的电能，而且能帮助城市建设、促进经济水平和配电网自动化程度的提高。因此，本文基于配电网改造规划原则，分析了几种典型的配电网接线方式及线路分段，提出了配网自动化发展的有关建议，最后介绍了网架设计原则及相关深化设计。

关键词：配电网；接线方式；配电网自动化；通信光纤；系统设计

近年来，城市建设在快速发展，导致用电负荷在稳步提升，用户对用电可靠性和质量的要求也越来越高。实施配电网改造时，应使网损最小、提高供电的可靠性及质量，并实施配电网自动化。而配电网自动化是一种自动化系统，它通过现代电子、网络等技术，实时监控各种电网设备，并对其进行保护和控制。现在，也出现了很多配网自动化的理论及实用方面的研究成果。为此，本文介绍了配电网改造规划原则，和进行配网自动化网架设计的原则，并结合10kV配电网探究了相关实施原则。

1配电网改造规划原则

目前，应规划设计配电网的接线方式，以促进配电网自动化的实施，并将其结合紧密，使整个配电网得以优化。对配电网的改造一般应遵循以下所述原则：

（1）对配电网进行改造后，要实现以下技术指标：电压合格率、供电可靠率、配电网线损；

（2）实施分区配电，应给各个变电站划分明确的供电范围，杜绝重叠交错；

（3）使配电网的主干线路构成网络结构，运行时采用开环，实施计划检修时，通过部分负荷的转供，来使供电范围缩小；

（4）配电网应预留一定的备用容量，符合“N-1”标准，从而保证在负荷进行转移时，载流元件不至于出现过载现象；

（5）配电网建设应便于维护检修和运行；

（6）灵活选择运行方式，使供电可靠性得以保证。2分析配电网的典型接线方式及特点与自动化实施

调研总结发现，目前存在很多种的典型配电网接线方式，基于此，重点分析了架空线及电缆的有关接线方式与自动化的实施。

2.1架空线的接线方式

2.1.1常用的双电源环网

如图1所示，为典型的双电源环网方案示意图。正常情况下，作为联络开关的R0会断开，负荷B1及B2由电源A、B供电。

图1双电源环网示意图

城市配网中，常常优先选择双电源环网接线方案，它具有很多优势：如简单、应用面广、供电可靠性高等。但是运行方式经济化无法实现，而且具有较弱的负荷转移能力。在实际工程中，多采用四分段三开关双电源环网接线方式。

2.1.2常用的环网桥路

如图2所示为环网桥路方案示意图。该方案的供电灵活性程度高，它采用了4电源供电的形式，是通过添加一条联络线路用于连接2个双电源环网的方法实现的。基于双电源环网，再结合相关改造便可形成该方案，而且它的供电可靠性也很高。

图2环网桥路示意图

2.1.3常用的三电源T接

图3为三电源T接方案示意图，三电源能进行互供。它的供电可靠性尤其高，但经济运行不予强调。

图3三电源T接示意图

2.1.4常用的多分段多联络

如图4所示为多分段多联络型接线示意图。它具有很强的电网互供能力，城市大电网常常采用这种接线方式，能进行经济运行，但是网架结构的复杂度高。

图4多分段多联络示意图

2.2电缆的接线方式

2.2.1常用的环网柜接线方式

如图5所示为环网柜方案示意图，其中馈线终端单元用FTU表示。该方案属于普遍类的电缆供电方案，城市建设在不断开发，电缆环网柜方案从而也等到了广泛的应用。在实际建设中，通过环网型箱式改造也可实现该方案。

图5环网柜示意图

2.2.2常用的开闭所接线方式

如图6所示为开闭所方案示意图。开闭所方案可用于城市负荷密集高，要求出线6条以上的地区。该方案的投资大问题限制了它的使用范围。

图6开闭所示意图

以上典型的接线方式，有助于配电网自动化方案的实施。

3配电网线路的分段

对配电网线路的分段也很重要。相关分段原则如下：

（1）对于线路供电，供电半径应在3km以下；对于架空线路，基于柱上负荷开关，实施分段，但是一条线路只能分为3段或以下；各段的安装容量应在4000kVA以下；对于电缆线路，分段开关选用环网柜，并配合电缆分支节点；

（2）应按0.4的负荷同时率设计线路装接总容量，以其50%作为备用容量，总容量应低于9000kVA；

（3）应采用无油化负荷的开关，辅助接点应提供2组。多采用环网柜。

4配网自动化技术发展和应用的相关建议

4.1对配网改造的投入应加大，配网建设应加速

有关部门单位应高度重视配网改造的实施，增加电网建设的投入。供电企业应仔细研究地区配网的实际运行情况，找出配网中出现的问题，对配网进行合理的改造。完善电网结构，增大配网投资，积极开发引入先进设备及高新技术，并提高通信光纤的质量。另外，对计量装置的实时监察也很重要。

4.2加强可靠性高的配网硬件支持系统的建设

可从以下两个方向，对配网硬件支持系统进行建设：

4.2.1加强配网用电管理修复系统的建设

通过网络信息系统，可实时监督并修复配网的用电管理，自动检测用电异常现象，从而促进配网用电管理修复系统的建设。一旦发生异常，该系统便会自动发出报警信息，以防发生事故，确保用户安全。同时可以提高配网数据的准确性和其工作效率。

4.2.2建立配网市场预测的硬件系统

通过建立配网市场预测的硬件系统，能实现数据采集的科学化，准确把握数据的相关变化趋势，进而可较为准确的预测未来电力负荷的需求变化情况和电量的分布情况，使配网供电的可靠性与质量得以提高。

5有关设计配网自动化系统网架的原则

总结近些年来建设配网自动化工程的实际经验，提出配网自动化系统网架的有关设计原则：

（1）对于配电网的线路和设备及电源点的主变等，备用容量应足够，基于远期负荷预测，一次选定发展规划，以解决短期内重复投资问题；

（2）对于10kV主干线和配电网电源点的主变，应具备转移负荷能力。对于10kV主干线路，应控制正常负荷保持在2/3～1/2额定值间，且备用容量应足够，用以转移故障线路负荷。中压配电网的实际供电中，独立电源应不少于两个；

（3）应优先选择开环运行、双电源接线；

（4）馈线分段应恰当，分段过多只会加大供电成本，并不能成比例地增强供电可靠性。应对10kV馈线，进行合理的分段；

（5）线路长度短于5km时，分2～3段较佳，更长时，也不宜分为5段以上。10kV的线路负荷应在6000kVA以下；

（6）应适当地调整过长的分支线路，进行避免分支线路发生故障。

6深化设计和测算网架

对于配电网10kV线路，制定相关分段和联络方案后，还应进行深化设计和详细测算。

6.1分析供电方式

分析配网供电方式，应从其故障、正常运行及计划检修三种工况的分析入手。

6.2测算负荷电流和短路电流

对线路负荷电流和短路电流的测算很重要，通过这些测算预测所用供电方式的实际运行情况是否正常，进而选出最佳的供电方式。拟订供电方式并验算对网格状电网尤为重要。避免工程结束后，却不能实现全面供电，无法进行网络重构和互供等。

6.3测算线路电压降

电压合格率是衡量电能质量的重要指标之一。无功补偿点可以通过测算线路电压降来确定，线路电压降的测算也有助于对线路分段联络方案的调整。

7结论

选择合适的配电网的接线方式对于配电网建设和改造很重要，而配电网自动化的实现也是基于配电网的接线方式的。为此，本文分析了配电网接线的相关典型方式，总结出了接线方式选择及配网自动化网架的有关原则，给出了配网自动化技术发展和应用的建议，供配网自动化工程参考使用。

参考文献：

[1]程相敏.对配电网自动化建设的配网接线方式研究[J].移动信息，2015（11）：39-40.

[2]何智祥.配电网目标网架实施策略研究[D].华南理工大学，2014.

[3]侯茜，李向奎.城市配电网接线方式探讨[C]//中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会.2004：69-70.

[4]张贵鹏.城市配电网接线方式的优化策略探讨[J].电源技术应用，2013.