配電網接線模式和可靠性

電網接線模式及

用戶供電可靠性分析2023/2/6高壓配網接線模式分析10kV配電網接線模式分析供電模式及可靠性分析電網接線模式及供電可靠性分析2023/2/6(一）高壓配網接線模式分析

2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

220kV高壓輸電網絡一般以500kV變電站和系統(tǒng)大電廠為核心劃分為幾個區(qū)域，實現分片供電。各分區(qū)間正常方式下相對獨立,各區(qū)之間具備事故情況下相互支援的能力。若規(guī)劃區(qū)中心負荷密度較大，可采用220kV變電站深入負荷中心的供電方式。 220kV變電站一般可分為中心站、中間站和終端站三類，通常采用的接線模式有兩種：環(huán)網接線模式和中心站加終端站接線模式。2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

（1）環(huán)網接線模式 220kV變電站占地面積較大，一般沿城市外圍形成環(huán)網供電，在環(huán)網的適當地點設置中心站，由中心站向中間站或終端站供電。深入規(guī)劃區(qū)中心的220kV變電站作為終端站，其電源也可取自環(huán)網的中間站。

2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

220kV輸電網絡一般采用雙環(huán)網供電，如圖1所示?？紤]到規(guī)劃區(qū)供電可靠性要求較高時可采用三環(huán)網。在圖1中，500kV變電站主變一般為3臺或4臺，220kV變電站主變一般為3臺。500kV變電站500kV變電站220kV變電站220kV變電站220kV變電站圖1環(huán)網接線模式2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

(2)中心站加終端站接線模式 在中心站加終端站的接線模式中，原則上由500kV變電站和發(fā)電廠提供電源，經過220kV大截面的架空（電纜）線路，向220kV中心變電站送電，再從220kV中心站（發(fā)電廠）經220kV大截面的電纜（架空）線路，向220kV終端變電站供電。 根據220kV終端站之間是否有聯絡又可將中心站加終端站的接線模式分為兩種。2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

A.220kV終端站之間有聯絡在兩座500kV變電站之間，以雙回電源線路連接4（5）座220kV變電站，組成鏈式結構。其中，自每座500kV變電站引出雙回大容量架空（電纜）線路分別至其相鄰的220kV中心變電站，再自這兩座220kV中心變電站引出2（3）回220kV電源線路分別至規(guī)劃區(qū)內的2（3）座220kV終端變電站。在規(guī)劃區(qū)內的2（3）座終端變電站之間，敷設2（3）回220kV聯絡線路，如圖2所示。正常方式下，變電站自一個方向供電，開鏈運行。圖2中心站加終端站接線模式（a）500kV變電站500kV變電站220kV中心站220kV終端站站220kV中心站500kV變電站500kV變電站220kV中心站220kV終端站站220kV中心站2023/2/6220kV高壓輸電網接線模式

B.220kV終端站之間沒有聯絡在這種接線模式中，中心站一般采用雙母線三（四）分段接線，終端站一般不設220kV母線，采用線路（電纜）變壓器組接線，終端站之間沒有聯絡。為了節(jié)省220kV中心站出線倉位及線路走廊（電纜通道），220kV終端站可采用“T”型接線，實現雙側電源供電，但不宜多級串供。2023/2/6220kV高壓輸電網典型接線模式舉例

2023/2/6220kV及以上電網接線示意圖500kV側采用一個半斷路器接線，500kV母線可分段，新建500kV變電站主變接入斷路器串內220kV中心站直接從500kV變電站或220kV主力電廠受電并向其他220kV變電站轉供電力220kV終端站可采用T型接線，并實現雙側電源供電2023/2/6220kV及以下城網接線示意圖35/110kV變電站最終規(guī)模三臺主變，可采用線路變壓器組接線或T型接線方式10kV側可采用單母線四分段兩臺分段斷路器接線，或采用單母線六分段三臺分段斷路器接線2023/2/6220/110/35kV自耦變或三卷變線變組接線雙側電源不同母線輻射接線其中兩回進線來自同一變電站的不同母線，另外一回進線來自不同變電站，同時具備了同電源不同母線輻射接線與雙側電源輻射接線的優(yōu)點2023/2/6220/110/35kV自耦變或三卷變T型接線模式A由于35、110kV側均采用單母線三分段接線，為在某主變停運時均勻分配負荷，35kV側進行換線由于35kV側采用單母線六分段(環(huán)形)接線，某主變停運時能實現均勻分配負荷，35、110kV側均不換線雙側電源不同母線輻射接線。直接在線路上T接2023/2/6220/110/35kV自耦變或三卷變T型接線模式B（電纜）電纜線路環(huán)進環(huán)出2023/2/6220/110/35kV自耦變或三卷變T型接線模式C（電纜）35kV側采用單母三分段接線并進行換線110kV側采用單母線三分段接線2023/2/6220/35kV兩卷變，同桿雙回架空線T型接線模式D35kV側采用單母線六分段三臺分段斷路器（環(huán)形）接線直接在線路T接2023/2/6220/35kV兩卷變，電纜T型接線模式E電纜環(huán)進環(huán)出2023/2/6110kV、35kV高壓輸電網接線模式（1）同電源不同母線輻射接線（變電所設二臺變） 這種接線簡單實用，正常運行時變電所母線上的斷路器開關斷開，兩條線路分別帶50%負荷。當其中一條線路發(fā)生故障時，這條線路退出運行，合上變電所母線上的斷路器，由剩下的一條正常線路帶兩臺變壓器。在這種接線模式中，斷路器的故障率通常很小，影響系統(tǒng)可靠性指標的元件主要是線路的故障率和開關的操作時間，因而這種接線模式的可靠性較高。2023/2/6（2）不同電源雙T接線（變電所設二臺變） 這種模式接線采用變壓器母線組的形式，所需的變電站設備投資較少，并且對實施自動化特別有利。這種模式可靠性比第一種接線模式低，當有一條線路發(fā)生故障時，所帶的變壓器必須停電，變壓器所帶的負荷只能通過低壓備用轉帶，若沒有低壓備用，則負荷就要停電。2023/2/6（3）同電源不同母線雙T接線（變電所設二臺變壓器） 這種接線的主要優(yōu)點是簡單，投資省，有較高的可靠性。變壓器高壓側為線路—變壓器組接線，線路和變壓器之間可以用斷路器或隔離開關。這種模式可靠性與接線模式（2）相近，它們的差別在于：在具體的網絡中，高壓線路的長度可能不一樣。2023/2/6（4）雙側電源不同母線雙T接線（變電所設二臺變） 這種接線模式又可稱為雙∏接線，接線模式稍顯復雜，設備投資較大，但是靈活性較好，可靠性較高。正常運行時聯絡線兩側的開關斷開，當有一條線路發(fā)生故障時，相應的聯絡線投入從而不會造成長時間斷電，停電的時間主要是由倒閘操作時間決定。由于增設了聯絡線，它的故障率也是影響系統(tǒng)可靠性的因素之一，從而其可靠性比接線模式（1）要低一些。2023/2/6（5）同電源不同母線并設聯絡線接線（變電所設三臺變） 這種接線模式的原理與接線模式（1）基本上相同，不同的是接線模式（1）為變電所設兩臺變而接線模式（5）為變電所設三臺變，并且模式(5)設有聯絡線。正常運行時L1帶一臺變壓器T1，另一條線路L2帶其余的兩臺變壓器T2和T3，聯絡線L3斷開，斷路器D1斷開。當L2發(fā)生故障時,聯絡線L3投入。當L1發(fā)生故障時，斷路器D1合上運行。2023/2/6(6)不同電源雙T接線（變電所設三臺變壓器） 這種接線模式接線原理跟接線模式(2)類似。接線模式(2)是兩臺變壓器，而這種模式是三臺變壓器。10kV變電所的三條進路分別來自兩個不同的高壓變電站的三段母線，10kV變電所站內是變壓器母線組接線。當有一條線路發(fā)生故障時，該線路所帶的變壓器必須停電，變壓器所帶的負荷只能通過低壓備用轉帶，若沒有低壓備用，則負荷就要停電。2023/2/6(7)同電源不同母線雙T接線（變電所設三臺變壓器） 這種接線模式特點同接線模式(3)類似。10kV變電所的三條進路來自同一高壓變電站的三段不同母線。站內接成變壓器母線組的形式。運行簡單、可靠。2023/2/6(8)雙側電源不同母線雙T接線（變電所設三臺變壓器） 這種接線模式的特點同接線模式(4)。2023/2/6(9)同電源不同母線輻射接線（進線側不設開關） 這種接線模式與接線模式(1)相比，最大的特點是在變電站進線側沒有開關。線路平常都帶滿負荷，當其中的一條線路發(fā)生故障,其相應的變壓器必須停電，因而其可靠性比接線模式(1)要低。2023/2/6(10)雙側電源輻射接線（變電所采用內橋接線） 這種接線模式與模式(1)和模式(2)都有類似之處。它與模式(1)的區(qū)別在于變電所的兩條進線來自不同電源，因而其線路長度較長，可靠性比模式(1)要低。與模式(2)相比，模式(10)的變電所采用內橋接線，可靠性比模式(2)高。因此這種接線模式的可靠性處于模式(1)和模式(2)之間。2023/2/6（11）∏T混合接線

這種接線模式為兩座220kV變電站間串入三座高壓配電變電站，其中兩側的配電變電站采用T接方式，而中間的配電變電站采用∏接方式。該接線模式可靠性較高。2023/2/64泰安網架結構的問題分析電網接線結構的特點變電站接線結構的特點2023/2/61泰城高壓配電網現狀網分析2023/2/61、110kV電網系統(tǒng)現狀特點一、課題的提出●泰城電網由于地域的影響，出線走廊南北狹窄，東西順暢，造成以往電網改造時T型接線較多，最多一條接線有5個T型接線情況，為了提高電網供電能力和可靠性，并兼顧近遠銜接、新建和改造結合，既立足于解決現有電網薄弱環(huán)節(jié)，又充分考慮到未來電網的負荷增長趨勢，根據城市電網規(guī)劃建設準則，從調查現有電網入手，分析區(qū)域內的負荷增長趨勢，立足于解決現有電網薄弱環(huán)節(jié)、在科學計算的基礎上，建立數學模型，制定多種規(guī)劃方案，并進行指標校驗和技術經濟比較，最終確定電網優(yōu)化規(guī)劃方案和逐年過渡實施計劃。

2023/2/62、網架結構特點●

110kV線路T接點過多，安全隱患大●

部分110kV變電站供電可靠性低以及變電站內部結構的規(guī)范化●

不能滿足未來負荷發(fā)展的需要一、課題的提出2023/2/62）典型電網結構圖

雙T接接線改造方案

雙電源雙T接線

雙電源“兩站三線”接線電力網的基本結構2023/2/63）典型電網結構圖

電力網的優(yōu)缺點比較兩站三線”接接線改造方案

供電可靠性很高高運行靈活性靈活一般經濟性投資很大投資較少

雙電源雙T接線雙電源“兩站三線”接線保護設置難度困難容易2023/2/6（1）放射型網架結構的特點放射型接線形式簡單，整體上采取適當措施（和“T”型接線相結合，變壓器取低負荷率），可靠性可滿足一般用戶要求，并且對實施自動化有利。香港電網接線基本上都是單電源放射式和“T”接法，由于變壓器取低負荷率，線路容量和變壓器相匹配，可靠性較高。2023/2/6(2）環(huán)形網架結構的特點環(huán)型接線方式具有可靠性高的優(yōu)點，能防止大面積停電。此結構在大容量城網中必須開環(huán)運行，必須限制短路容量在電氣設備允許范圍內。對于規(guī)模大的城網有時必須分片運行，可形成幾個環(huán)型結構電網，彼此相對獨立，互相支援。環(huán)型接線的缺點：當某一線路退出運行后，電壓質量可能較差。2023/2/6(3)單電源3“T”網架結構的特點這種接線方式的特點是：任一電源線路發(fā)生故障或者停運時，只需在受端變電所內做適當操作，把接于停運線路變壓器的負荷轉移給其余兩臺變壓器。2023/2/6(4)雙“T”網架結構的特點單側電源雙“T”接線繼電保護方式簡單可靠，對架空線路裝設自動重合閘裝置。備用電源自動投切。并且考慮到一回路停電時的影響范圍，接在每回線路上的變壓器臺數不宜多。2023/2/6(5)雙電源雙“T”網架結構的特點雙側電源雙“T”的特點是其提高了運行的可靠性和靈活性，任一段線路發(fā)生故障退出運行，都不影響變電所的正常運行。值得注意的是：首先，考慮到線路上的負荷轉移，要求各段導線的截面積必須相同；其次，繼電保護必須考慮雙側電源。2023/2/6(6)雙電源3“T”網架結構的特點2023/2/6常見網絡接線方式技術經濟比較表接線方式復雜性可靠性投資運行方式放射型接線簡單較低小不靈活環(huán)形網絡接線復雜性較高大靈活“T”接線較簡單高較大較靈活手拉手接線復雜高大靈活2023/2/6(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(qū)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。2023/2/61架空線路

1.1單電源線輻射接線模式2023/2/6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(qū)季節(jié)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(qū)1km分1段，遠郊區(qū)和農村地區(qū)按所接配電變壓器容量每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(yōu)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。

2023/2/61.2不同母線出線的環(huán)式接線模式2023/2/6不同母線出線的環(huán)式接線模式不同母線的環(huán)式接線模式（單聯絡）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(qū)供電，運行方式一般采用開環(huán)。這種接線的最大優(yōu)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(tǒng)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。2023/2/61.3不同母線三回饋線的環(huán)式接線模式2023/2/6不同母線三回饋線的環(huán)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(huán)式接線一樣。2023/2/61.4分段聯絡接線模式

2023/2/6分段聯絡接線模式

A站聯絡1聯絡3聯絡22023/2/6兩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(huán)式接線模式和不同母線三回饋線的環(huán)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(qū)，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。2023/2/62電纜線路

在研究供電區(qū)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(huán)式接線、不同母線出線連接開閉所接線、不同母線環(huán)網接線（三座開閉所）和主備接線模式。

2023/2/62.1單電源線輻射接線模式2023/2/6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(yōu)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。2023/2/62.2不同母線出線的環(huán)式接線模式2023/2/6不同母線出線的環(huán)式接線模式與架空線的不同母線的環(huán)式接線一樣，電纜線路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(huán)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(qū)均可采用.可以在雙電源用戶較多的地區(qū)采用雙環(huán)網提高供電可靠性。2023/2/62.3雙電源雙輻射接線（電纜）

2023/2/6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(qū)域，如城市核心區(qū)，重要負荷密集區(qū)域等。2023/2/62.4兩聯絡雙∏接線模式（電纜）

2023/2/6

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(qū)、繁華地區(qū)，負荷密度發(fā)展到相對較高水平的區(qū)域。2023/2/62.5不同母線出線連接開閉所接線模式

2023/2/6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(huán)網，進一步提高可靠性。為了滿足N－1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。2023/2/62.6不同母線環(huán)網接線（三座開閉所）模式

2023/2/6不同母線環(huán)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干線容量的2/3。開閉所出線可采用輻射狀接線或環(huán)網接線方式。2023/2/62.7“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(huán)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。2023/2/6“3-1”主備接線模式

2023/2/6“4-1”主備接線模式

2023/2/6“N-1”主備接線模式該種模式隨著“N”值的不同