【正文】 第 7章 接線模式對供電可靠性的影響 供電系統(tǒng)用戶供電可靠性 是指 供電系統(tǒng)對用戶持續(xù)供電的能力。 低壓用戶由公用配電變壓器二次側(cè)出線套管外引線開始至低壓用戶的計(jì)量收費(fèi)點(diǎn)為止范圍內(nèi)所構(gòu)成的供電網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)施為連接至接戶線為止的中間設(shè)施。 中壓用戶由各變電站 （ 發(fā)電廠） 10/20kV 出線母線 側(cè)刀閘開始至公用電變壓器二次側(cè)出線套管為止，及 10/20kV 用戶的電氣設(shè)備與供電企業(yè)的管界點(diǎn)為止范圍內(nèi)所構(gòu)成的供電網(wǎng)絡(luò)及其連接的中間設(shè)施 。 高壓用戶由各變電站（發(fā)電廠） 35kV 及以上電壓出線母線側(cè)刀閘開始至 35kV及以上電壓用戶變電站與供電部門的管界點(diǎn)為止范圍內(nèi)所構(gòu)成的供電網(wǎng)絡(luò)及其連接的中間設(shè)施。 從用戶的角度來講，最直接的電源來自于 中壓 配電網(wǎng)或 10kV 變壓器（低壓用戶），所以 10kV 變壓器的接線模式，以及該變壓器所處 10kV 網(wǎng)絡(luò)的模式都將影響到對用戶的供電能力。在不考慮低壓線路（ ）的情況下，用戶是否能夠正常用電，取決于 中壓 配電網(wǎng)絡(luò)以及 10kV 終端變壓器是否正常工作。 我國原能源部制定的“城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則”規(guī)定，配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性是指設(shè)備停運(yùn)時，對用戶連續(xù)供電的可靠程度，應(yīng)該滿足“ N1 安全準(zhǔn)則”和“滿足用戶用電的程度”兩個目標(biāo)的具體規(guī)定，這些規(guī)定還不是到最終用戶的 N1 準(zhǔn)則，而且在不同的網(wǎng)絡(luò)模式及變壓器接線方式下， N1所能夠達(dá)到的級別也不同。 配電網(wǎng)工程師論文 30 a. 從輻射形架空線路取得單側(cè)電源圖 51a b. 從 輻射形電纜線路取得單側(cè)電源圖 51b 在單側(cè)電源供電的配電網(wǎng)絡(luò)中， 10kV 終端變壓器只能夠由上級某一個高壓配電變電站供電，而且路徑也是唯一的，所以用戶也只能由一個方向電源供電。圖 51a 和圖 51b 分別給出了架空線路和電纜線路的單側(cè)電源供電的典型方式。 這種供電模式的線路簡單、負(fù)載率可以較高，比較經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性比較低，配電網(wǎng)絡(luò)無法滿足 N1 原則 實(shí)際運(yùn)行中，無論是用戶到上一級變電站的 10kV 線路任一段發(fā)生故障，還是 10kV 終端變壓器故障 都會影響到用戶的正常用電。 用戶的停電時間是故障的處理時間。在適當(dāng)加裝了分段開關(guān)和分支開關(guān)的情況下，故障段到電源的分段可以在找到故障點(diǎn)并拉開相應(yīng)分段開關(guān)或分支開關(guān)后恢復(fù)供電，這部分用戶的停電時間是故障查找和隔離故障時間；故配電網(wǎng)工程師論文 31 障段以后的分段和分支上用戶的停電時間是故障處理時間（從發(fā)生故障到修復(fù)完成，恢復(fù)用戶供電的時間）。 c. 利用架空或電纜專線取得單側(cè)電源圖 51c 這種專線供電形式雖然就用戶來講依然是單側(cè)電源供電，但是由于無其他用戶共用，線路簡 單，在很大程度上降低了故障發(fā)生的可能性，所以可以具有較前兩種接線更高的供電可靠性。 d. 配變多臺并列接線圖 51d 以上三種接線，在用戶側(cè)均可以采取裝設(shè)多臺變壓器的方式，進(jìn)一步提高供電可靠性。圖 51d 為兩臺配變的接線示意圖，在正常情況下，兩臺變壓器都運(yùn)行，共同承擔(dān)總負(fù)荷；一臺變壓器故障或檢修時，其余變壓器的備用容量可以保證用戶重要負(fù)荷或全部負(fù)荷的供電。而在前述的 10kV 線路故配電網(wǎng)工程師論文 32 障時，用戶停電還是難以避免的，用戶的停電時間同前面的分析相同。 電源環(huán)網(wǎng)接線方式 a. 從架空單環(huán)網(wǎng)線路取得單側(cè)電源圖 52a 單側(cè)電源環(huán)網(wǎng)接線方式相對于單側(cè)電源的接線方式，可以滿足用戶對供電可靠性的更高要求。 從架空單環(huán)網(wǎng)線路取得單側(cè)電源接線模式，兩條架空主干線路分別來自不同的高壓變電站（或同一高壓變電站的不同母線），通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)站相互聯(lián)絡(luò)，兩條主干線路按照負(fù)荷情況通常分為 2~3 段，正常方式下開環(huán)運(yùn)行。 當(dāng)兩條線路的任何位置發(fā)生故障時，都可以通過開關(guān)的切換，將發(fā)生故障的線路段隔離開，其他非故障段的用戶可以 通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)向鄰近段線路轉(zhuǎn)移，恢復(fù)供電。 故障段用戶的停電時間是故障處理時間，非故障段用戶的停電時間是故障查找和隔離故障時間。 該模式簡單清晰，且能夠保證 10kV主干網(wǎng)絡(luò)滿足導(dǎo)則規(guī)定的 N1要求，但是從用戶的角度來講，用戶所在的分段或分支線路以及 10kV 終端變壓器（單臺配置）故障還是無法隔離，需要忍受較長時間的停電（故障處理時間）。對于重要用戶采用圖 2 所示的多臺變壓器并列接線方式供電，可以在變壓器故障或檢修時互為備用，提高供電可靠性。 配電網(wǎng)工程師論文 33 正常運(yùn)行時，這種模式中各條主干線路負(fù)載率應(yīng)在 50%左右，可以滿足整條線 路互倒負(fù)荷的要求，所以如果完全按照這種接線模式建設(shè)的 10kV 網(wǎng)絡(luò)，能夠保證上一級高壓配電變電站全停情況下的用戶供電。 b. 從不同母線的多條線路相互聯(lián)絡(luò)模式取得單側(cè)電源圖 52b 該接線模式是對手拉手接線模式的簡單擴(kuò)展，當(dāng)一根主干線故障時，可有多條線路作為備用，但并沒有提高正常運(yùn)行時線路的負(fù)載率。 c. 從多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式取得單側(cè)電源圖 52c 這種接線可以將線路的不同分段上的 用戶負(fù)荷，同時由不同的聯(lián)絡(luò)方向轉(zhuǎn)供，這樣可以提高正常運(yùn)行時線路的負(fù)載率（可達(dá) 67%），充分利用線路的負(fù)載能力。 不同母線的多條線路相互聯(lián)絡(luò)接線模式和多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式，雖然形式各異，但是從 N1 的角度來講，與單線手拉手模式所能夠達(dá)到的程度是一樣的，都能夠保證導(dǎo)則要求的配電線路 N1。 而從用戶的角度講，用戶所在的主干線路段或分支以及 10kV 終端變壓配電網(wǎng)工程師論文 34 器（單臺配置）故障時，用戶還是會停電，停電的時間是故障處理時間。 d. 從電纜線路單環(huán)接線模式取得單側(cè)電源圖 52d 從電纜線路單環(huán)接線模式取得單側(cè)電源，是較為典型的電纜接線方式，與手拉手的架空線路相比較，具有明顯的優(yōu)勢。由于各個環(huán)網(wǎng)點(diǎn)都有兩個負(fù)荷開關(guān)（或斷路器），可以隔離任意一段線路的故障，并通過開關(guān)操作恢復(fù)所有用戶的供電。 這種接線方式在線路發(fā)生故障時，線路上所有用戶的停電時間都是故障的查找和隔離的時間。只有在終端變壓器（單臺配置）故障的時候，用戶的停電時間是故障的處理時間。 e. 配變多臺并列接線圖 52e 如果在用戶側(cè)采用圖 52e 所示的多臺變壓器并聯(lián)供電的方式，那么整個是中壓配電網(wǎng)以及配變都可以滿足 N1 的要求，為用戶用電提供較高的可配電網(wǎng)工程師論文 35 靠性保證。 f. 從主備供電模式取得單側(cè)電源圖 52f “ 31”主備模式與圖 53d 單環(huán)模式比較，線路的利用率相對較高（達(dá)到 67%），正常方式下，兩根運(yùn)行線路可以滿負(fù)荷工作。 從用戶供電可靠性方面來說則跟單環(huán)模式一樣，可以做到線路中任意一段發(fā)生故障，都可以把故障隔離開，用戶的停電時間是故障的查找和隔離的時間。 用戶的雙側(cè) 電源接線方式，使用戶可以同時得到兩個方向的電源，即正常方式下，雙側(cè)電源同時為用戶供電，在用戶側(cè)，再配合多臺配變同時運(yùn)行，保證用戶得到真正的雙電源。 在這種供電模式下，可以滿足從上一級高壓配變到中壓配變的整個網(wǎng)絡(luò)的 N1 要求，供電可靠性很高，兩條線路上任一段發(fā)生故障，都可以通過自動或人工的開關(guān)操作而保證用戶的供電。 a. 以雙 T 型接線模式分別從兩條架空線路取得電源圖 53a 配電網(wǎng)工程師論文 36 b. 利用雙放射專線取得雙電源圖 53b c. 從兩個電纜環(huán)網(wǎng)取得雙電源圖 53c 雙側(cè)電源配變接線方式圖 5a、圖 5b、圖 5c 圖 55a、圖 55b 和圖 55c 給出了用戶側(cè)配電房的不同接線模式，幾種模式都能夠滿足變壓器等級的 N1 要求。三種接線模式當(dāng)中，圖 55a 和圖55b 所示的接線模式，在一條線路或變壓器發(fā)生故障時，可以通過低壓的聯(lián)配電網(wǎng)工程師論文 37 絡(luò)線或分段母線提供備用。圖 55c 所示的接線模式 ，在任意一條線路發(fā)生故障時，即可以通過高壓側(cè)也可以通過低壓側(cè)提供備用；在任意一臺變壓器發(fā)生故障時，則可以通過低壓側(cè)母線分段提供備用，相比較而言方式更為靈活。三種接線的變壓器容量配置視低壓負(fù)荷中的重要負(fù)荷的情況而定，若都為重要負(fù)荷，則兩臺變壓器的容量應(yīng)該按照每一臺變壓器都可以帶全部負(fù)荷考慮。 a. 雙放射開閉所供電模式圖 54a b. 大型開閉所供電模式圖 54b c. 從開 閉所級聯(lián)供電模式取得電源圖 54c 配電網(wǎng)工程師論文 38 在這幾種開閉所接線模式中，開閉所進(jìn)線側(cè)都可以滿足 N1 的要求，即開閉所的兩回進(jìn)線任意一回發(fā)生故障時，通過開閉所的分段開關(guān)投入或備用線投入仍可保證所有用戶的供電。 但是對于用戶來講，開閉所出線的模式又是多種多樣的，可以是單射模式、雙射模式，也可以是環(huán)型模式，但應(yīng)與上面講到的幾種模式類似。所以開閉所出線及 10kV 終端變壓器故障對用戶的影響，可以把開閉所的每一條母線視同變電站的母線，再參照上面講到的幾種模式進(jìn)行 具體分析 。 配電接線模式與供電可靠性分析可歸納以下 4 類 ① 單側(cè)電源接線方式 ② 單側(cè)電源環(huán)網(wǎng)接線方式 ③ 雙側(cè)電源接線方式 ④ 開閉所接線方式 配電網(wǎng)工程師論文 39 結(jié) 論 以減少客戶停電時間為目的，瞄準(zhǔn)國內(nèi)領(lǐng)先目標(biāo)，突出抓好基礎(chǔ)管理、電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行管理、技術(shù)進(jìn)步等五個重點(diǎn)領(lǐng)域工作，大力提高供電可靠率指標(biāo)，全面提升公司系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行技術(shù)、管理理念等各方面水平。 供電 可靠性管理是電力系統(tǒng)和設(shè)備的全面質(zhì)量管理和全過程的安全管理，是適合現(xiàn)代化電力行業(yè)特點(diǎn)的科學(xué)管理方法之一，是電 力工業(yè)現(xiàn)代化管理的一個重要的組成部分。 由于進(jìn)人新世紀(jì)以來，用電需求大大增加，國家電網(wǎng)建設(shè)力度的不斷加大，過去的配電方法越來越不適合新時代，配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化。 優(yōu)化的核心思想是“隨機(jī)應(yīng)變”，隨時根據(jù)用電負(fù)荷的不斷變化而調(diào)整相應(yīng)的配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。優(yōu)化的目標(biāo)是節(jié)約成本，減少整個配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的投入，更加合理地配置網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，最終使配電網(wǎng)在滿足供電需求和發(fā)展需的同時，使資源達(dá)到最合理的利用。網(wǎng)架優(yōu)化是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，優(yōu)化的目標(biāo)性以及階段性很強(qiáng)，需要多種方式、多種手段共同作用才能真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。 配電網(wǎng)工程師論文 40 致 謝 本文的研究工作是在張良棟教授、黃遠(yuǎn)明副教授、李愛輝副教授、劉天泉副教授的指導(dǎo)下完成的。 導(dǎo)師們淵博的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和認(rèn)真細(xì)致的辦事風(fēng)格給我的影響必將令我受益終身，導(dǎo)師們的指導(dǎo)在我的研究生生涯中意義非凡。在此謹(jǐn)向?qū)焸儽硎局孕牡母兄x和致以崇高的敬意！