劉 越

（國網(wǎng)太原供電公司，山西 太原 030001）

0 引言

在區(qū)域發(fā)展和城市擴建的過程中，大型居民小區(qū)和商業(yè)樓宇逐漸增多，為滿足中壓電纜配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷需求，開關(guān)站逐漸建設(shè)和投運。開關(guān)站在建設(shè)初期大部分是單射、雙射、對射的簡單接線形式，同時開關(guān)站之間的聯(lián)絡(luò)較少，嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)的可靠性及靈活性。隨著電力用戶對供電可靠性的要求越來越高，中壓配電網(wǎng)的接線形式也從單電源的輻射式接線向單環(huán)網(wǎng)、多環(huán)網(wǎng)等目標(biāo)接線形式發(fā)展[1-2]。通過將多座環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重組，以提高開關(guān)站的運行靈活性和供電可靠性。

1 “N供一備”接線形式

1.1 “N供一備”單環(huán)網(wǎng)接線

“N供一備”單環(huán)網(wǎng)接線的形式是用N條電纜線路連接形成電纜環(huán)網(wǎng)運行，另外1條電纜線路作為備用線路使用。下面以“二供一備”單環(huán)網(wǎng)接線（如圖1所示）為例分析其運行方式。

圖1 “二供一備”單環(huán)網(wǎng)接線拓?fù)鋱D

a）正常運行方式。線路1作為開關(guān)站1的主供電源，線路2作為開關(guān)站2的主供電源，線路3作為開關(guān)站1、2的公共備供電源。

b）正常運行方式下發(fā)生N-1故障。當(dāng)主供電源線路1（或線路2）故障時，可由備用電源線路3經(jīng)過環(huán)網(wǎng)柜供開關(guān)站1（或開關(guān)站2）全部負(fù)荷。

c）正常運行方式下發(fā)生N-2故障。當(dāng)主供電源線路1和線路2均故障時，可由線路3經(jīng)過環(huán)網(wǎng)柜供開關(guān)站1和開關(guān)站2的全部負(fù)荷。

d）檢修方式下發(fā)生N-1故障。當(dāng)主供電源線路1（或線路2）檢修，同時線路2（或線路1）發(fā)生故障時，可由線路3經(jīng)過環(huán)網(wǎng)柜供開關(guān)站1和開關(guān)站2的全部負(fù)荷。

1.2 “N供一備”雙環(huán)網(wǎng)接線

雙環(huán)網(wǎng)接線可以給電力用戶提供雙向電源，滿足N-1的運行要求，供電可靠性較高，運行方式較靈活。下面以3個開關(guān)站組成的雙環(huán)網(wǎng)接線（如圖2所示）為例對其運行方式[3]進(jìn)行分析。將圖2中的開關(guān)站1和開關(guān)站3稱作“一級開關(guān)站”，這2座開關(guān)站的2路進(jìn)線電源均直接引自上級變電站；開關(guān)站2稱作“二級開關(guān)站”，與之相鄰的開關(guān)站1和開關(guān)站3各有2路線路聯(lián)絡(luò)。

圖2 雙環(huán)式接線拓?fù)鋱D

a）正常運行方式。在正常運行方式下，雙環(huán)網(wǎng)接線形成2條獨立的鏈，每條鏈都是開環(huán)運行。為考慮負(fù)荷的平衡，開環(huán)點一般選在中間的環(huán)出開關(guān)，此環(huán)出開關(guān)作為常開點。

b）正常運行方式下發(fā)生N-1故障。當(dāng)雙環(huán)網(wǎng)接線的某一開關(guān)站的一路主供電源發(fā)生故障，需要合上母線分段開關(guān)，由該開關(guān)站的另一路進(jìn)線電源供全站負(fù)荷。

c）正常運行方式下發(fā)生N-2故障。雙環(huán)網(wǎng)接線中的同一開關(guān)站的兩路主供電源進(jìn)線同時故障，并退出運行，斷開故障的2路主供電源進(jìn)線兩側(cè)的開關(guān)，隔離故障點，合上2條鏈的常開開關(guān)，完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供。

d）檢修方式下發(fā)生N-1故障。若一級開關(guān)站的任一主供電源檢修時，合上該開關(guān)站的母線分段開關(guān)，可以完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供；若該開關(guān)站的另一電源故障時，則需打開該開關(guān)站的母線分段開關(guān)，合上2條鏈上的常開開關(guān)。若二級開關(guān)站的任一主供電源檢修時，斷開檢修線路兩側(cè)的開關(guān)，合上檢修線路所在鏈的常開開關(guān)，并保持該開關(guān)站母線分段開關(guān)的開斷狀態(tài)；若該開關(guān)站的另一電源故障時，則合上該開關(guān)站母線分段開關(guān)。

2 案例分析

2.1 工程一：10 kV格林線1號環(huán)網(wǎng)柜更換工程

2.1.1 開關(guān)站原運行方式

格林花園開關(guān)站：220 kV長風(fēng)站10 kV格林線為格林線1號環(huán)網(wǎng)柜主供，格林線1號環(huán)網(wǎng)柜出線10 kV格林開閉所1號線供格林花園開關(guān)站，單電源運行，無備投。

天鵝堡開關(guān)站：220 kV長風(fēng)站10 kV格林線為格林線1號環(huán)網(wǎng)柜主供，格林線1號環(huán)網(wǎng)柜出線10 kV天鵝堡線供天鵝堡開關(guān)站，110 kV金勝站、10 kV武家莊2號線為天鵝堡開關(guān)站提供備供，具備雙電源。

2.1.2 存在的問題

問題1：10 kV格林花園配電室為單電源，供電可靠性不高；問題2：10 kV格林線1號環(huán)網(wǎng)柜10 kV格林開閉1號線和10 kV天鵝堡線開關(guān)無保護，格林花園和天鵝堡小區(qū)存在停電關(guān)聯(lián)問題。

2.1.3 工程實施后一次接線圖

10 kV格林線1號環(huán)網(wǎng)柜更換工程實施后的一次接線情況如圖3所示。

圖3 10 kV格林線1號環(huán)網(wǎng)柜更換工程后一次接線圖

2.1.4 工程改建成效

成效1：格林花園開關(guān)站從10 kV環(huán)湖1號線引接二電源；成效2：更換10 kV格林線1號環(huán)網(wǎng)柜，10 kV格林開閉1號線和10 kV天鵝堡線開關(guān)增設(shè)保護。

2.1.5 供電能力分析

負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力取決于備供線路能提供備用容量的多少，同時考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)供后線路是否重過載及線路保護是否誤動作。以夏季線路運行情況為例，分析“二供一備”接線的供電能力情況。夏季線路供電能力如表1所示，其中N-1故障和N-2故障只列出轉(zhuǎn)供線路的負(fù)荷情況。

通過表1的校核分析，該“二供一備”單環(huán)網(wǎng)接線發(fā)生N-1故障和N-2故障時，負(fù)荷轉(zhuǎn)供均不會超過線路運行電流限值，用戶均不會停電，線路沒有過載的風(fēng)險。另外，負(fù)荷轉(zhuǎn)供時，均不會導(dǎo)致進(jìn)線過流保護誤動作，改善了工程實施前格林花園小區(qū)單電源的不足，改造后格林花園小區(qū)和天鵝堡小區(qū)也不存在同時停電關(guān)聯(lián)的風(fēng)險。

表1 夏季線路供電能力

2.2 工程二：某小區(qū)開關(guān)站10 kV電源完善工程

2.2.1 開關(guān)站原運行方式

世紀(jì)城1號開關(guān)站：220 kV長風(fēng)站10 kV世紀(jì)城1號線供世紀(jì)城1號開關(guān)站10 kV A、B母全部負(fù)荷，分段開關(guān)運行狀態(tài)，單電源。

世紀(jì)城2號開關(guān)站：10 kV世紀(jì)城1號開閉所10 kV四期開閉所1號線供世紀(jì)城2號開閉所A母，分段開關(guān)及B母冷備、備投不投，單電源。

天一城1號開關(guān)站：220 kV長風(fēng)站10 kV天一城1號線供天一城1號開關(guān)站10 kV A、B母全部負(fù)荷，110 kV奧林變電站10 kV環(huán)湖2號線5號環(huán)E103出線29號桿10 kV天一城1號開關(guān)站2號線熱備用狀態(tài)，分段開關(guān)運行狀態(tài)，10 kV備投不投。

天一城2號開關(guān)站：110 kV奧林站10 kV天一城2號線供天一城2號開關(guān)站10 kV A、B母全部負(fù)荷，10 kV天一城1號開關(guān)站10 kV天一城2號開關(guān)站2號線熱備用狀態(tài)，分段開關(guān)運行狀態(tài)，10 kV進(jìn)線備投投入。

金域藍(lán)灣開關(guān)站：110 kV奧林站10 kV域藍(lán)1號線供金域藍(lán)灣開關(guān)站10 kV A、B母，110 kV麗華苑站10 kV環(huán)湖1號線8號環(huán)網(wǎng)柜H105金域藍(lán)灣開關(guān)站2號進(jìn)線熱備用，分段開關(guān)運行狀態(tài)，10 kV分段、進(jìn)線備投均投入。

2.2.2 存在的問題

問題1：10 kV世紀(jì)城1號開關(guān)站、10 kV世紀(jì)城2號開關(guān)站單電源；問題2：10 kV世紀(jì)城1號開關(guān)站、10 kV世紀(jì)城2號開關(guān)站、10 kV天一城1號開關(guān)站、10 kV天一城2號開關(guān)站、10 kV金域藍(lán)灣開關(guān)站地理位置較近，負(fù)荷密度較大，但是開關(guān)站之間聯(lián)絡(luò)較少。

2.2.3 工程實施后一次接線圖

某小區(qū)開關(guān)站10 kV電源完善工程實施后的一次接線情況如圖4所示。

圖4 某小區(qū)開關(guān)站10 kV電源完善工程后一次接線圖

2.2.4 工程改建成效

成效1：解決了10 kV世紀(jì)城1號開關(guān)站、10 kV世紀(jì)城2號開關(guān)站單電源現(xiàn)狀；成效2：形成“長風(fēng)—世紀(jì)城1號—世紀(jì)城2號—金域藍(lán)灣—天一城1號—天一城2號—奧林”雙環(huán)網(wǎng)接線。工程改建后供電可靠性較高，運行方式靈活，當(dāng)任1條線路有故障或者檢修時，都可以通過其他線路進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)供，提高了該區(qū)域用戶的用電可靠性。

3 結(jié)束語

介紹了中壓電纜配電網(wǎng)網(wǎng)架的2個主要目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，從接線形式、運行方式、供電能力等方面對“N供一備”接線和雙環(huán)網(wǎng)接線進(jìn)行了分析，并以實例驗證了這2種接線形式可提高配電網(wǎng)的可靠性和靈活性。下一步將繼續(xù)對單電源供電的開關(guān)站和非全供全備的開關(guān)站加快可靠的備用電源接入和改造，結(jié)合上級電源和負(fù)荷密度，充分利用好環(huán)網(wǎng)柜和開關(guān)站等網(wǎng)架中的節(jié)點，將原來簡單接線的開關(guān)站向“N供一備”接線或者雙環(huán)網(wǎng)接線的目標(biāo)接線擴展，增強中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架的可靠性和靈活性。