配电网接线模式和可靠性

电网接线模式及

用户供电可靠性分析2023/2/6高压配网接线模式分析10kV配电网接线模式分析供电模式及可靠性分析电网接线模式及供电可靠性分析2023/2/6(一）高压配网接线模式分析

2023/2/6220kV高压输电网接线模式

220kV高压输电网络一般以500kV变电站和系统大电厂为核心划分为几个区域，实现分片供电。各分区间正常方式下相对独立,各区之间具备事故情况下相互支援的能力。若规划区中心负荷密度较大，可采用220kV变电站深入负荷中心的供电方式。 220kV变电站一般可分为中心站、中间站和终端站三类，通常采用的接线模式有两种：环网接线模式和中心站加终端站接线模式。2023/2/6220kV高压输电网接线模式

（1）环网接线模式 220kV变电站占地面积较大，一般沿城市外围形成环网供电，在环网的适当地点设置中心站，由中心站向中间站或终端站供电。深入规划区中心的220kV变电站作为终端站，其电源也可取自环网的中间站。

2023/2/6220kV高压输电网接线模式

220kV输电网络一般采用双环网供电，如图1所示。考虑到规划区供电可靠性要求较高时可采用三环网。在图1中，500kV变电站主变一般为3台或4台，220kV变电站主变一般为3台。500kV变电站500kV变电站220kV变电站220kV变电站220kV变电站图1环网接线模式2023/2/6220kV高压输电网接线模式

(2)中心站加终端站接线模式 在中心站加终端站的接线模式中，原则上由500kV变电站和发电厂提供电源，经过220kV大截面的架空（电缆）线路，向220kV中心变电站送电，再从220kV中心站（发电厂）经220kV大截面的电缆（架空）线路，向220kV终端变电站供电。 根据220kV终端站之间是否有联络又可将中心站加终端站的接线模式分为两种。2023/2/6220kV高压输电网接线模式

A.220kV终端站之间有联络在两座500kV变电站之间，以双回电源线路连接4（5）座220kV变电站，组成链式结构。其中，自每座500kV变电站引出双回大容量架空（电缆）线路分别至其相邻的220kV中心变电站，再自这两座220kV中心变电站引出2（3）回220kV电源线路分别至规划区内的2（3）座220kV终端变电站。在规划区内的2（3）座终端变电站之间，敷设2（3）回220kV联络线路，如图2所示。正常方式下，变电站自一个方向供电，开链运行。图2中心站加终端站接线模式（a）500kV变电站500kV变电站220kV中心站220kV终端站站220kV中心站500kV变电站500kV变电站220kV中心站220kV终端站站220kV中心站2023/2/6220kV高压输电网接线模式

B.220kV终端站之间没有联络在这种接线模式中，中心站一般采用双母线三（四）分段接线，终端站一般不设220kV母线，采用线路（电缆）变压器组接线，终端站之间没有联络。为了节省220kV中心站出线仓位及线路走廊（电缆通道），220kV终端站可采用“T”型接线，实现双侧电源供电，但不宜多级串供。2023/2/6220kV高压输电网典型接线模式举例

2023/2/6220kV及以上电网接线示意图500kV侧采用一个半断路器接线，500kV母线可分段，新建500kV变电站主变接入断路器串内220kV中心站直接从500kV变电站或220kV主力电厂受电并向其他220kV变电站转供电力220kV终端站可采用T型接线，并实现双侧电源供电2023/2/6220kV及以下城网接线示意图35/110kV变电站最终规模三台主变，可采用线路变压器组接线或T型接线方式10kV侧可采用单母线四分段两台分段断路器接线，或采用单母线六分段三台分段断路器接线2023/2/6220/110/35kV自耦变或三卷变线变组接线双侧电源不同母线辐射接线其中两回进线来自同一变电站的不同母线，另外一回进线来自不同变电站，同时具备了同电源不同母线辐射接线与双侧电源辐射接线的优点2023/2/6220/110/35kV自耦变或三卷变T型接线模式A由于35、110kV侧均采用单母线三分段接线，为在某主变停运时均匀分配负荷，35kV侧进行换线由于35kV侧采用单母线六分段(环形)接线，某主变停运时能实现均匀分配负荷，35、110kV侧均不换线双侧电源不同母线辐射接线。直接在线路上T接2023/2/6220/110/35kV自耦变或三卷变T型接线模式B（电缆）电缆线路环进环出2023/2/6220/110/35kV自耦变或三卷变T型接线模式C（电缆）35kV侧采用单母三分段接线并进行换线110kV侧采用单母线三分段接线2023/2/6220/35kV两卷变，同杆双回架空线T型接线模式D35kV侧采用单母线六分段三台分段断路器（环形）接线直接在线路T接2023/2/6220/35kV两卷变，电缆T型接线模式E电缆环进环出2023/2/6110kV、35kV高压输电网接线模式（1）同电源不同母线辐射接线（变电所设二台变） 这种接线简单实用，正常运行时变电所母线上的断路器开关断开，两条线路分别带50%负荷。当其中一条线路发生故障时，这条线路退出运行，合上变电所母线上的断路器，由剩下的一条正常线路带两台变压器。在这种接线模式中，断路器的故障率通常很小，影响系统可靠性指标的元件主要是线路的故障率和开关的操作时间，因而这种接线模式的可靠性较高。2023/2/6（2）不同电源双T接线（变电所设二台变） 这种模式接线采用变压器母线组的形式，所需的变电站设备投资较少，并且对实施自动化特别有利。这种模式可靠性比第一种接线模式低，当有一条线路发生故障时，所带的变压器必须停电，变压器所带的负荷只能通过低压备用转带，若没有低压备用，则负荷就要停电。2023/2/6（3）同电源不同母线双T接线（变电所设二台变压器） 这种接线的主要优点是简单，投资省，有较高的可靠性。变压器高压侧为线路—变压器组接线，线路和变压器之间可以用断路器或隔离开关。这种模式可靠性与接线模式（2）相近，它们的差别在于：在具体的网络中，高压线路的长度可能不一样。2023/2/6（4）双侧电源不同母线双T接线（变电所设二台变） 这种接线模式又可称为双∏接线，接线模式稍显复杂，设备投资较大，但是灵活性较好，可靠性较高。正常运行时联络线两侧的开关断开，当有一条线路发生故障时，相应的联络线投入从而不会造成长时间断电，停电的时间主要是由倒闸操作时间决定。由于增设了联络线，它的故障率也是影响系统可靠性的因素之一，从而其可靠性比接线模式（1）要低一些。2023/2/6（5）同电源不同母线并设联络线接线（变电所设三台变） 这种接线模式的原理与接线模式（1）基本上相同，不同的是接线模式（1）为变电所设两台变而接线模式（5）为变电所设三台变，并且模式(5)设有联络线。正常运行时L1带一台变压器T1，另一条线路L2带其余的两台变压器T2和T3，联络线L3断开，断路器D1断开。当L2发生故障时,联络线L3投入。当L1发生故障时，断路器D1合上运行。2023/2/6(6)不同电源双T接线（变电所设三台变压器） 这种接线模式接线原理跟接线模式(2)类似。接线模式(2)是两台变压器，而这种模式是三台变压器。10kV变电所的三条进路分别来自两个不同的高压变电站的三段母线，10kV变电所站内是变压器母线组接线。当有一条线路发生故障时，该线路所带的变压器必须停电，变压器所带的负荷只能通过低压备用转带，若没有低压备用，则负荷就要停电。2023/2/6(7)同电源不同母线双T接线（变电所设三台变压器） 这种接线模式特点同接线模式(3)类似。10kV变电所的三条进路来自同一高压变电站的三段不同母线。站内接成变压器母线组的形式。运行简单、可靠。2023/2/6(8)双侧电源不同母线双T接线（变电所设三台变压器） 这种接线模式的特点同接线模式(4)。2023/2/6(9)同电源不同母线辐射接线（进线侧不设开关） 这种接线模式与接线模式(1)相比，最大的特点是在变电站进线侧没有开关。线路平常都带满负荷，当其中的一条线路发生故障,其相应的变压器必须停电，因而其可靠性比接线模式(1)要低。2023/2/6(10)双侧电源辐射接线（变电所采用内桥接线） 这种接线模式与模式(1)和模式(2)都有类似之处。它与模式(1)的区别在于变电所的两条进线来自不同电源，因而其线路长度较长，可靠性比模式(1)要低。与模式(2)相比，模式(10)的变电所采用内桥接线，可靠性比模式(2)高。因此这种接线模式的可靠性处于模式(1)和模式(2)之间。2023/2/6（11）∏T混合接线

这种接线模式为两座220kV变电站间串入三座高压配电变电站，其中两侧的配电变电站采用T接方式，而中间的配电变电站采用∏接方式。该接线模式可靠性较高。2023/2/64泰安网架结构的问题分析电网接线结构的特点变电站接线结构的特点2023/2/61泰城高压配电网现状网分析2023/2/61、110kV电网系统现状特点一、课题的提出●泰城电网由于地域的影响，出线走廊南北狭窄，东西顺畅，造成以往电网改造时T型接线较多，最多一条接线有5个T型接线情况，为了提高电网供电能力和可靠性，并兼顾近远衔接、新建和改造结合，既立足于解决现有电网薄弱环节，又充分考虑到未来电网的负荷增长趋势，根据城市电网规划建设准则，从调查现有电网入手，分析区域内的负荷增长趋势，立足于解决现有电网薄弱环节、在科学计算的基础上，建立数学模型，制定多种规划方案，并进行指标校验和技术经济比较，最终确定电网优化规划方案和逐年过渡实施计划。

2023/2/62、网架结构特点●

110kV线路T接点过多，安全隐患大●

部分110kV变电站供电可靠性低以及变电站内部结构的规范化●

不能满足未来负荷发展的需要一、课题的提出2023/2/62）典型电网结构图

双T接接线改造方案

双电源双T接线

双电源“两站三线”接线电力网的基本结构2023/2/63）典型电网结构图

电力网的优缺点比较两站三线”接接线改造方案

供电可靠性很高高运行灵活性灵活一般经济性投资很大投资较少

双电源双T接线双电源“两站三线”接线保护设置难度困难容易2023/2/6（1）放射型网架结构的特点放射型接线形式简单，整体上采取适当措施（和“T”型接线相结合，变压器取低负荷率），可靠性可满足一般用户要求，并且对实施自动化有利。香港电网接线基本上都是单电源放射式和“T”接法，由于变压器取低负荷率，线路容量和变压器相匹配，可靠性较高。2023/2/6(2）环形网架结构的特点环型接线方式具有可靠性高的优点，能防止大面积停电。此结构在大容量城网中必须开环运行，必须限制短路容量在电气设备允许范围内。对于规模大的城网有时必须分片运行，可形成几个环型结构电网，彼此相对独立，互相支援。环型接线的缺点：当某一线路退出运行后，电压质量可能较差。2023/2/6(3)单电源3“T”网架结构的特点这种接线方式的特点是：任一电源线路发生故障或者停运时，只需在受端变电所内做适当操作，把接于停运线路变压器的负荷转移给其余两台变压器。2023/2/6(4)双“T”网架结构的特点单侧电源双“T”接线继电保护方式简单可靠，对架空线路装设自动重合闸装置。备用电源自动投切。并且考虑到一回路停电时的影响范围，接在每回线路上的变压器台数不宜多。2023/2/6(5)双电源双“T”网架结构的特点双侧电源双“T”的特点是其提高了运行的可靠性和灵活性，任一段线路发生故障退出运行，都不影响变电所的正常运行。值得注意的是：首先，考虑到线路上的负荷转移，要求各段导线的截面积必须相同；其次，继电保护必须考虑双侧电源。2023/2/6(6)双电源3“T”网架结构的特点2023/2/6常见网络接线方式技术经济比较表接线方式复杂性可靠性投资运行方式放射型接线简单较低小不灵活环形网络接线复杂性较高大灵活“T”接线较简单高较大较灵活手拉手接线复杂高大灵活2023/2/6(二）10kV配电网接线模式分析 10kV中压配电网由高压变电所的10kV配电装置，开关站、配电房和架空线路或电缆线路等部分组成，其功能是将电力安全、可靠、经济、合理地分配到用户。一般城市的网络由架空线和电缆线混合组成。在研究一个特定的供电区域内的10kV配电网的网络结构时，我们采取架空线路和电缆线路分开进行分析研究的方法，这样也不失一般性。2023/2/61架空线路

1.1单电源线辐射接线模式2023/2/6单电源线辐射接线模式这种模式适用于城市非重要负荷架空线和郊区季节性用户。干线可以分段，其原则是：一般主干线分为2-3段，负荷较密集地区1km分1段，远郊区和农村地区按所接配电变压器容量每2-3MVA分1段，以缩小事故和检修停电范围。单电源线辐射接线的优点就是比较经济，配电线路和高压开关柜数量少、投资小，新增负荷也比较方便。但其缺点也很明显，主要是故障影响范围较大，供电可靠性较差。当线路故障时，部分线路段或全线将停电；当电源故障时，将导致整条线路停电。对于这种简单的接线模式，由于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，即每条出线（主干线）均可以满载运行。

2023/2/61.2不同母线出线的环式接线模式2023/2/6不同母线出线的环式接线模式不同母线的环式接线模式（单联络）有两个电源（可以取自同一变电所的不同母线段或不同变电所）。它适用于负荷密度较大且供电可靠率要求高的城区供电，运行方式一般采用开环。这种接线的最大优点是可靠性比单电源线辐射接线模式大大提高，接线清晰、运行比较灵活。线路故障或电源故障时，在线路负荷允许的条件下，通过切换操作可以使非故障段恢复供电。但由于考虑了线路的备用容量，线路投资将比单电源线辐射接线有所增加。在这种接线模式中，线路的备用容量为50%，即正常运行时，每条线路最大负荷只能达到该架空线允许载流量的1/2。若系统中一条线路的电源出现故障时，可将联络开关闭合，从另一条线路送电，使相应供电线路达到满载运行。2023/2/61.3不同母线三回馈线的环式接线模式2023/2/6不同母线三回馈线的环式接线模式网络中有三个电源（可以取自同一变电所的2段母线和不同变电所）。正常运行时联络开关都是打开的，当线路1出现故障时，联络开关1闭合，由线路2送电；当线路2出现故障时，或联络开关1闭合由线路1送电，或联络开关2闭合由线路3送电；当线路3出现故障时，联络开关2闭合，由线路2送电。可见，在正常运行时，每条线路均应留有50%的裕量。所以，单从经济角度分析时，这种接线模式和不同母线出线的环式接线一样。2023/2/61.4分段联络接线模式

2023/2/6分段联络接线模式

A站联络1联络3联络22023/2/6两分段两联络接线模式这种接线模式，通过在干线上加装分段断路器把每条线路分段，并且每一分段都有联络线与其他线路相连接，当任何一段出现故障时，均不影响另一段正常供电，这样使每条线路的故障范围缩小，提高可靠性。这种接线每条线路应留有1/3或1/4的备用容量。与不同母线出线的环式接线模式和不同母线三回馈线的环式接线模式相比，两分段两联络的接线模式提高了架空线的利用率（由1/2到2/3），但由于需要在线路间建立联络线，加大了线路投资。这种接线模式可应用于城网大部分地区，联络线可以就近引接，但须注意要不同变电站配出线或同一变电站的不同母线出线间建立联络。2023/2/62电缆线路

在研究供电区域内的电缆线路的接线模式时，考虑到实际可行性，我们研究了若干类具有代表性的接线模式，如单电源线辐射接线、不同母线出线的环式接线、不同母线出线连接开闭所接线、不同母线环网接线（三座开闭所）和主备接线模式。

2023/2/62.1单电源线辐射接线模式2023/2/6单电源线辐射接线模式和架空线的单电源线辐射接线一样，电缆线路的单电源线辐射接线的优点就是比较经济，配电线路较短，投资小，新增负荷时连接也比较方便。缺点也很明显，主要是电缆故障多为永久性故障，故障影响时间长、范围较大，供电可靠性较差。当线路故障时会导致全线停电；当电源故障时也将导致全线瘫痪。对于这种简单的接线模式，不考虑线路的备用容量，即每条出线（主干线）均是满载运行。2023/2/62.2不同母线出线的环式接线模式2023/2/6不同母线出线的环式接线模式与架空线的不同母线的环式接线一样，电缆线路的这一接线形式中有两个电源（可以取自同一变电所的2段母线或不同变电所），正常情况下，一般采用开环运行方式，其供电可靠性较高，运行比较灵活。在实际应用中，正常运行时，每条线路均留有50%的裕量。在供电可靠性要求较高的地区均可采用.可以在双电源用户较多的地区采用双环网提高供电可靠性。2023/2/62.3双电源双辐射接线（电缆）

2023/2/6双电源双辐射接线（电缆）

特点：适于向对供电可靠性有较高要求的用户供电。这种接线模式可以使客户同时得到两个方向的电源，满足从上一级10kV线路到客户侧10kV配电变压器的整个网络的N-1要求，供电可靠性很高。适用场合：适用于对供电可靠性要求很高的供电区域，如城市核心区，重要负荷密集区域等。2023/2/62.4两联络双∏接线模式（电缆）

2023/2/6

两联络双∏接线模式（电缆）

特点：类似于架空线路的分段联络接线模式，当其中一条线路故障时，整条线路可以划分为若干部分被其余线路转供，供电可靠性较高，运行较为灵活。适用场合：它适用于城市核心区、繁华地区，负荷密度发展到相对较高水平的区域。2023/2/62.5不同母线出线连接开闭所接线模式

2023/2/6不同母线出线连接开闭所接线模式这种接线模式实际上就是从同一变电所的不同母线或不同变电所引出主干线连接至开闭所，再从开闭所引出电缆线路带负荷（一般从开闭所出线的电缆型号比主干线电缆型号小一些）。在这里每个开闭所具有两回进线，开闭所出线采用辐射状接线方式供电。开闭所出线间也可以形成小环网，进一步提高可靠性。为了满足N－1准则，当开闭所两回进线中的一回进线出现故障时，另一回进线应能带起全部负荷，这样正常运行时，每回进线应有50%的备用容量。开闭所的容量可按一回进线的安全允许容量来选择。在开闭所出线为放射状时，开闭所的出线均可满载运行。

用于负荷中心距电源较远，或出线仓位、线路走廊困难时。2023/2/62.6不同母线环网接线（三座开闭所）模式

2023/2/6不同母线环网接线（三座开闭所）模式这种接线形式是指来自同一变电所不同母线或不同变电所的三条主干线，分别连接三个开闭所，每个开闭所之间均设有联络线。正常运行时，开闭所的母联均断开运行。为了提高可靠性，每条主干线留有1/3的备用容量。当一条主干线出现故障时，将其所供开闭所的两个母联都闭合，使故障线路所带的负荷平均分配到另外两条主干线。易知开闭所的容量为每条主干线容量的2/3。开闭所出线可采用辐射状接线或环网接线方式。2023/2/62.7“N-1”主备接线模式

所谓“N-1”主备接线模式，就是指N条电缆线路连成电缆环网，其中有1条线路作为公共的备用线路正常时空载运行，其它线路都可以满载运行，若有某1条运行线路出现故障，则可以通过线路切换把备用线路投入运行。2023/2/6“3-1”主备接线模式

2023/2/6“4-1”主备接线模式

2023/2/6“N-1”主备接线模式该种模式随着“N”值的不同