配网接线方式对供电可靠性影响分析

配网接线方式对供电可靠性影响分析

于德军

南宁市碧桂园房地产开发有限责任公司

摘要：当前随着用户对供电质量要求的提高，电网系统的可靠性越来越受到各界的关注，电网系统的可靠性与配网的接线方式有着密切的关系，而配网系统中的元件数量很多，结构也很复杂，如何实现对配网系统的可靠性快速准确的评估成为目前迫切需要解决的问题。文中简单论述了配网的基本接线方式，并分析了不同接线方式对配网可靠性影响的大小，有针对性的提出了提高配网可靠性的措施。

关键词：配网接线供电可靠性影响

电力系统可以分为发电、输电、配电三大系统。配电系统是属于电力系统末端，是直接与用户设施相连的环节。一旦配电系统发生故障或进行检修、试验，就会造成系统对用户供电的中断。所谓配网供电可靠性，是指在某一统计期内，电网持续向客户供电能力的量度，是供电服务质量的一项重要指标。随着经济社会的发展，人民生活水平的提高和电器的广泛普及，用户对电力系统供电可靠性的要求也越来越高。配电系统可靠性作为电力系统可靠性的一个重要组成部分，越来越引起人们的重视。

一、配电网的基本接线方式

1、单电源辐射式接线

单电源辐射式接线单电源辐射网是一种接线简单清晰、运行方便、建设投资省的配电网络，当线路或设备故障、检修时，用户停电范围大，系统供电可靠性较差。单电源辐射网主干线路一般要求分3～4段，每段线路配变装接容量应控制在2.5～3MVA，供电半径宜为3～5km。由于辐射网络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，每条线路可满载运行，即正常最大供电负荷不超过该线路安全载流量。

2、“手拉手”式环网接线

“手拉手”环网是目前城市（镇）配电网络中普遍使用的一种接线方式，通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，从而大大提高了供电可靠性。这种接线具有运行方便、结线简单、投资省、建设快等特点，但该接线方式要求每条线路具有50%的备供能力，即正常最大供电负荷只能达到该线路安全载流量的1/2，以满足配电网络N-1安全准则要求;一般每条线路配变装接容量不超过10MVA。

3、“网格式”环网接线

“网格式”环网是在“手拉手”环网的基础上增加每一分段线路与其它线路的联系，实现互为备用，当任一段线路或环网单元故障、检修时，均不影响另一段线路正常供电，尽可能缩小停电范围，提高配电网络供电可靠性。这种接线每条线路只需余留1/3或1/4的备用容量，线路负载率高达67%或75%，大大提高了配电线路利用率；但由于需要架设联络线路，增加线路投资，联络线路应采用就近接。“网格式”环网是配电网络发展到一定程度之后的一种比较完善的接线方式，运行方式高度灵活、供电可靠性高，但网络接线复杂、网络扩展性差。适用于配网自动化水平较高、负荷增长缓慢或趋于饱和的城市（镇）配电网络。

4、电缆单环网

电缆单环网与“手拉手”环网接线方式一样，都通过末端线路之间的直接连接，实行环网连接，开环运行。其主要特点接线简单、清晰，运行方便、灵活;跟“手拉手”一样当其中一段故障时，可通过分段开关切换，实现负荷转移，从而提高供电可靠性。但是也存在线路装接容量低，负载率不高的缺点，由于电缆造价相比架空线路成本较高，所以此种电网结构比较适用于供电可靠性要求高、负荷密度低、用电增长速度快的城镇配电网络。

5、电缆双环网

电缆双环网是电缆单环网的组合，利用二回电缆线路，通过同一开闭所的不同母线，形成“手拉手”供电网络，实行双环网接线。这种接线供电灵活性和可靠性高，能最大限度地确保向用户连续供电，满足重要用户双电源供电要求。电缆双环网具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高、建设投资大等特点，一般适用于城镇繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络。

二、配网接线方式对供电可靠性影响

1、线路故障率及故障修复时间

由于配电网长期处于露天运行，又具有点多、线长、面广等特点。配电线路在运行中经常发生跳闸事故，严重影响配电网供电可靠性，不但给供电企业造成经济损失，而且还影响了广大城乡居民的正常生产和生活用电。

线路故障可能是由于绝缘损坏、雷害、自然劣化或其他等原因造成，例如：a.绝缘损坏是指高空落物，树木与线路安全距离不足等造成的故障，与沿线地理环境有关；一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比；b.雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关；雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比，与避雷器自身故障率成正比；c.自然老化引起的故障与线路设备、材料有关；对同一类设备、材料，自然老化率与线路长度成正比；d.其他原因主要是指外力破坏，人为过失等造成的故障；e.故障修复时间与运行管理水平，网络结构，以及配电网自动化水平有关。因为正确、迅速地判明故障点，可大大缩短故障停电时间。对同一网络结构，运行管理水平、自动程度相同的配电网，故障修复时间取平均值。

2、用户密度与分布用户密度是指每单位长度线路所接用户数

因用户负荷的不同，各回线路用户密度一般也不相同。在估计接线方式对供电可靠性的影响时，可取平均密度。按现行供电可靠性统计指标，对同一接线方式，用户分布情况不同，可有不同配电质量服务指标。按用户分布模式分析，用户大部分分布在线路前段，线路中、后段故障可通过分段断路器隔离，从而前段线路可恢复运行，故有最佳的评估结果，用户大部分在线路中段的模式次之，用户集中在线路末端的分布模式最差。

三、提高供电可靠性的电网优化措施

1、配网规划

(1)配电网规划应根据供电区内负荷分布、密度和运行管理的需要等对中低压网络接线、分区供电进行研究，使供电范围清晰不重叠，供电的可靠性满足有关导则、规范要求，并应逐步实现配电网自动化。

(2)结合本地区配电网络的实际情况进行配电自动化规划、设计和实施;新建配电设施(开闭所、配电所等)在设计和安装时，应充分考虑配电自动化的需求，预留实施空间、二次回路接口、控制电缆敷设信道，避免二次改造，导致重复停电。

2、电网结构设计

(1)提高中压网的主干环网率与合理规划网络使线路基本满足可转供要求;提高配电装置的质量与加强线路绝缘等，尽量采用免(少)维设备。

(2)市中心区中压配电网络应采用多分段、多连接开式运行系统，相邻的馈线应装设联络开关，以便于灵活运行操作，在检修或故障时，迅速转移负荷，缩小停电范围。郊区根据实际情况，也可以采用放射式结线，线路上增设分段开关，以便于检修或故障时，灵活运行操作或迅速隔离故障点，缩小停电范围。

(3)对于架空线路或架空电缆混和线路，优先选用“手拉手”环网作为近期配电网络建设改造目标。为了满足配电网络N-1安全准则要求，每条10kV主干线路应设置若干个分段开关，一般为3～4段为宜，每条10kV线路配变装接容量不得超过10MVA，每段线路配变装接容量应控制在2.5～3MVA。

(4)对于10kV电缆线路，应根据负荷密度大小和用户供电可靠性的要求，分别选用电缆单环网或电缆双环网接线方式。对于负荷密度较高、以双电源供电为主的市中心区应优先选用电缆双环网接线。根据城市配电网络优化设计原则，环网单元应优先考虑室内开闭所，对于特殊用户可采用户外环网柜或环网型高配室。

四、结束语

在评估配电系统可靠性的时候仅仅考察相关的指标是远远不够的，元件的故障率和元件的故障时间以及不同的接线方式都会影响配电系统的可靠性，针对上述问题本文提出改善配电系统结构、选择高质量的元件、采用配电系统自动化和带电作业等几中措施来提高系统的可靠性，当电力企业联网技术发展成熟应尽快实现配网系统的联络，从根本上提高配网供电的可靠性。

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