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配网接线方式技巧知识

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配网接线方式技巧知识

      配网偏于实践,而配网接线方式,个人认为是配网理论层面的精华。

      国网这块也远远谈不上有固定成熟的成果,所以也是总结一些自己工程或者专题里的东西,仅作参考,应该是目前诸多资料里讲的比较少的。

一、配网接线方式概述

      配网接线方式,说简单点,就是配电网建设的网架如何组织,如何才能实现可靠性和经济性。因为配网的量大且复杂,可靠性和居民生活息息相关,所以配网的接线方式显得尤为重要。


先说说国外的情况。

1)国外配电网接线方式

  • 东京城市配电网


      东京中压配电网中97%为6.6kV不接地电网,3%为22kV小电阻接地电网。6.6kV架空网供电方式采用3分段4联络、6分段3联络的方式;6.6kV电缆网供电方式采用环网的方式。在都市负荷密度高的电缆网地区采用中压为22kV配电方式,接线方式有本线、备线方式和环状供电方式以及网状供电方式。
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主要优点在于:由于多分段多联络的经济性好,所以整体的经济效益保持在一个很高的水平;通过提高设备的安全可靠性和配电自动化系统,极大的提升了配网的可靠性;配变利用率高。

  • 新加坡城市配电网

  • 在城市各分区内,变电站每两回22kV馈线构成环网,形成花瓣结构,称之为梅花状供电模型,不同电源变电站的每两个环网中间又相互连接,组成花瓣式相切的形状,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。两个环网之间的联络处为最重要的负荷所在。

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    优缺点在于:网架结构清晰明确,电网网络设计标准化。属于高压强,中压弱的纵向结构;任意线路出现故障,故障点两端的负荷可实现快速转供,供电可靠性高;线路利用率低,线路负荷率需控制在50%以内,系统短路电流水平较高,二次保护配置比较复杂。

    2)我国配电网接线方式

    国网有这方面的规定,但是规定的很粗,很没有针对性,每个省好像也没有按这个来实施,所以说国网配网接线这块一直很乱,也是如此。规定如下:

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    这里供电区域是根据重要性和负荷密度,分等级的,具体的接线方式下文也会提到。

    我国配网接线方式现状,以湖北为例:

    • 110kV高压配电网(绿色柱条为辐射式供电)


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    湖北省110kV链式接线中,占绝大部分的为单链接线,仅有少量变电站之间形成了双链接线。环网接线中,占绝大部分的为单环网接线,仅有少量变电站之间形成了双环网接线。

    • 10kV中压配电网(分为电缆和架空两类)


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    在A、B类供电区域,电缆网络结构以环网为主,架空网络结构以单联络和多联络为主,但能够满足“N-1”可靠性要求的不到50%,在C、D类供电区域,由于平均负荷密度低、变电站布点稀疏,中压配电网以辐射式接线方式为主,结构薄弱,部分地区线路分段能力较差。

    我国的配网发展也是秉承电网发展的一些理念,比如电压等级“强-弱-强”的理念,220kV强,10kV强,110kV稍弱,这也是合理的。

    二、110kV配网接线方式

    就以国网的供电区域划分为例。

    1)A+、A类供电区域

    由于供电要求较高,一般主要有3T型接线、双链式接线、三链式接线三种接线方式。

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    • 综合比较分析


    对于A、A+类供电区域,对供电可靠性和安全性要求很高,接线方式应以保证高标准的安全可靠供电。对比双链式接线和3T型接线,3T型接线虽然经济性更优,运行也更加灵活,但是在供电可靠性和安全性劣于双链式接线,无法达到足够高的供电安全可靠性要求,所以双链式接线为技术经济性综合最优接线方式,对于部分A+类供电区域,双链式接线亦无法满足供电需求时,可进一步发展为三链式接线。

    • 过渡方案分析


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    2)B类供电区域

    可靠性要求也比较高,一般主要有3T型接线、单链式接线和双环网、双辐射接线这四种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 对于B类供电区域,对供电可靠性和安全性要求较高,接线方式应具有足够的可靠安全供电能力。在3T型、单链式、双环网、双辐射四种典型接线方式中,双环网接线方式的供电安全可靠性能够满足要求,优于双辐射接线和单链式接线,且经济成本不高,优于3T型接线。所以双环网接线为技术经济性综合最优接线方式。

    • 过渡方案分析


    工程项目管理软件3)C类供电区域

    一般是双环网接线、单环网接线和双辐射接线这三种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 对于C类供电区域,需要兼顾供电安全可靠性和经济性,应选择满足一定的供电可靠安全性前提下经济性最优的接线方式。在单环网、双辐射和双环网这三种典型接线方式中,双环网接线虽然供电安全性和可靠性很高,但是投资经济性太大,一般情况下不推荐采用。在单环网和双辐射这两种典型接线方式的可靠性和安全性差别并不大,均能够满足基本的供电安全可靠要求。最优接线方式的选取主要由投资建设的经济性决定,所以在均匀分布下,适合采用单环网式接线;而在条状分布下,适合采用双辐射接线。

    • 过渡方案分析


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    4)D类供电区域

    一般是单环网接线和单辐射这两种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 对于D类供电区域,接线方式的选取应该以经济性为主,可降低对供电可靠性和安全性的要求。单辐射供电可靠性差,且不具备负荷的安全转供能力,相对而言,单环网接线的经济成本虽然略高于单辐射接线,但是会带来显著的供电效益,故单环网接线为技术经济性综合最优接线方式。

    • 过渡方案分析


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    三、10kV配网接线方式

    1)A+、A类供电区域

    针对此供电区域的中压配网,一般是电缆双环网和N供1备(N=3)两种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 双环网可靠性和安全性能够实现高标准的供电安全可靠性,且经济性优于N供1备接线方式,运行更加简单可靠,故为技术经济性综合最优接线方式。电缆线N供1备接线方式适用于极少数负荷极大的供电区域,以满足负荷的安全转移的要求。

    • 过渡方案分析


    工程项目管理软件2)B类供电区域

    一般是电缆单环网、N供1备(N=3)和架空线多分段适度联络这三种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 电缆线单环网的供电可靠安全性明显优于架空线多分段适度联络,能够满足该类供电区域的供电要求,且经济成本也不高,便于改造扩展、运行难度小,故电缆线单环网为技术经济性综合最优接线方式。

    • 过渡方案分析


    工程项目管理软件3)C类供电区域

    一般是单环网和架空线多分段适度联络、架空线双辐射.这三种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 由于架空线多分段适度联络和双辐射接线的经济造价差别不大,但架空线多分段适度联络具有更好的供电安全性,且运行难以程度和改造难度更优,所以架空线多分段适度联络为技术经济性综合最优接线方式。

    • 过渡方案分析


    工程项目管理软件4)D类供电区域

    一般是架空线多分段适度联络、架空线单辐射.这三种接线方式。

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  • 综合比较分析

  • 对于D类供电区域,虽然架空线多分段适度联络的供电安全可靠性更高,但是经济成本远高于架空线单辐射接线,而且单辐射接线便于改造扩展、运行难度小,故架空线单辐射接线为技术经济性综合最优接线方式。

    • 过渡方案分析

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    四、分布式电源接入和配网接线方式

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    分布式电源接入对配网接线方式有一定影响。

    1)对可靠性的影响

    • 随着分布式电源的接入,A类场景下各接线方式的可靠性提高,具体表现为系统平均停电持续时间减小,系统平均供电可用率提高。因为分布式电源在故障时能够孤岛运行,继续维持一些重要负荷的供电。

    • 对于A/A+类、B类区域中压配电网,两种接线方式下DG集中接入比DG均匀接入的平均故障次数、平均故障时间和系统等效停电小时数低。对于C类、D类区域中压配电网,两种接线方式下DG均匀接入比DG集中接入的平均故障次数、平均故障时间和系统等效停电小时数低。

    • 从可靠性提高角度来说,DG更适合与可靠性较低的接线方式配合。

    • 对于可靠性要求较高的区域可以考虑以DG集中的方式接入电缆线路双环网接线。对于可靠性要求较高的B类区域可以考虑以DG集中的方式接入电缆线路单环网接线以及3供一备接线,对于可靠性要求相对较低但DG接入后可靠性提高幅度大的B类区域建议DG以集中接入的方式与架空线路多分段适度联络接线方式结合起来。对于D类区域下可靠性要求高的区域建议以DG均匀接入架空线路多分段适度联络接线;对于可靠性提高角度来说,建议以DG均匀方式接入架空线路单辐射接线。


    2)对经济性的影响
    • 对于A类中压配电网,电缆双环网接线的经济性效益较差、电缆3供一备接线的经济性效益较好。这是因为DG的接入对电缆3供一备接线的可靠性效益增加大于电缆双环网接线;同时,DG接入对电缆3供一备接线带来的网损效益大于电缆双环网接线。因此A类中压配电网中建议DG集中接入电缆线路的3供一备接线方式中。

    • 对于B类中压配电网,电缆单环网接线与电缆3供一备接线的经济性效益较差、架空线多分段适度联络接线的经济性效益较好。这是因为DG接入对架空线路多分段适度联络接线的可靠性效益增加量大于电缆单环网接线与3供一备接线;同时,DG接入对架空线路多分段适度联络接线的网损效益增加量大于电缆单环网接线与3供一备接线。因此,B类中压配电网中建议DG集中接入架空线路下的多分段适度联络接线方式中。文章来源www.jrsoft.cc

    • 对于C类中压配电网,电缆单环网接线的经济性效益<架空线双辐射接线<架空线多分段适度联络接线。这是因为dg接入对架空线路多分段适度联络接线的可靠性效益>电缆单环网接线>架空线双辐射接线;同时,DG接入对架空线路多分段适度联络接线的网损效益>电缆单环网接线>架空线双辐射接线。因此,C类中压配电网中建议DG接入架空线路下的多分段适度联络接线方式中。

    • 对于D类中压配电网,架空线单辐射接线的经济性效益>架空线多分段适度联络接线。这是因为DG接入对架空线单辐射接线的可靠性效益>架空线路多分段适度联络接线;同时,DG接入对架空线单辐射接线的网损效益>架空线路多分段适度联络接线。

    • 同一接线方式下,经济性随变电站容量的变大而增加。DG接入后系统的网损随着变电站容量的增加而减小;同时,变电站容量的增加使DG接入后带来的可靠性效益增加。因此,在分布式电源单位负荷造价不变的情况下,系统的经济性变好。

    • 各接线方式的经济性,随着负荷密度的增大而提高,因为负荷密度越高,则线路长度越短,线路投资及运行费用也越少;


    五、配网自动化和配网接线方式

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    配网自动化对对配网接线方式也有一定要求,主要就是接线方式不要太多太复杂。

    1)对可靠性的影响

    • 同一种接线模式下,计及配电自动化系统的可靠性随着负荷密度的增大而提高。这是因为在变电站容量一定的提前下,负荷密度越大,供电半径越小,从而线路的故障率越低,表现为可靠性越高;

    • 加入配电自动化系统后,系统平均停电次数增加。

    • 对于A/A+类中压配电网,总体上说,计及配电自动化系统的电缆线双环网接线可靠性性能远高于电缆线N供一备接线。

    • 对于B类中压配电网,总体上说,计及配电自动化系统的电缆线单环网接线与N供一备接线可靠性性能远高于架空线多分段适度联络接线。

    • 对于C类中压配电网,总体上说,计及配电自动化系统的电缆线单环网接线的可靠性水平高于架空线双辐射接线高于架空线多分段适度联络接线。

    • 对于D类中压配电网,总体上说,计及配电自动化系统的架空线线多分段适度联络接线方式的可靠性水平高于架空线单辐射接线。


    2)对经济性的影响
    • 同一种接线模式下,配电自动化系统带来的收益成本随着负荷密度的增大而提高。这是因为同一接线方式在变电站容量一定的提前下,负荷密度越大,供电可靠性越高,获得的可靠性效益越好。

    • 对于A类中压配电网,增加配电自动化系统的电缆线双环网接线比电缆3供一备接线获得的经济性效益更好。这是因为配电自动化系统的增加使电网自身成本增加,但各接线方式下配电自动化系统的自身成本基本相同;而双环网下配电自动化系统带来的可靠性效益高于3供一备接线因此,电缆双环网接线实施配电自动化系统获得的经济性效益更明显。

    • 对于B类中压配电网,增加配电自动化系统获得的年均效益:电缆线3供一备接线<电缆线单环网接线<架空线多分段适度联络接线。因此,B类中压配电网架空线多分段适度联络接线实施配电自动化系统获得的经济性效益更明显,可以优先对其进行配电自动化系统的改造。

     

    • 对于C类中压配电网,增加配电自动化系统获得的年均效益:架空线双辐射接线<电缆线单环网接线<架空线多分段适度联络接线。因此,C类中压配网架空线多分段适度联络接线可以优先对其进行配电自动化改造。

    • 对于D类中压配电网,增加配电自动化系统获得的年均效益:架空线单辐射接线<架空线多分段适度联络接线。因此,D类中压配电网架空线多分段适度联络接线可以优先对其进行自动化改造。

  • 文章来源:国孚(小建注)

 


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