高压配电网接线优化方法

工厂企业内部电力线路按电压高低分为高压配电网络（1 kV 以上的线路）和低压配电网络（1 kV 以下的线路）。高压配电网的作用是从总降压变电所向各车间变电所或高压用电设备供配电，低压配电网的作用是从车间变电所向各用电设备供配电。高压配电网的接线方式通常有三种类型：放射式、树干式和环形。

相关知识

一、放射式接线

1.单回路放射式

所谓单回路放射式，就是由企业总降压变电所（或总配电所）6～10 kV 母线上引出的每一条回路，直接向一个车间变电所或车间高压用电设备配电，沿线不分支接其他负荷，各车间变电所之间也无联系，如图3－16所示。

图3－16　单回路放射式

这种形式的优点是：线路敷设简单，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化；其缺点是：总降压变电所的出线多，有色金属的消耗量大，需用高压设备（开关柜）数量多，投资大，架空出线困难。此外，这种接线最大的缺点是当任一线路或开关设备发生故障时，该线路上的全部负荷都将停电，所以单回路放射式的供配电可靠性不高，仅适用于三级负荷的车间。

为了提高供配电的可靠性，可以考虑引入备用电源，采用双回路供配电方式。

2.双回路放射式

按电源数目双回路放射式又可分为单电源双回路放射式和双电源双回路放射式两种。

（1）单电源双回路放射式

如图3－17所示，此种接线当一条线路发生故障或需检修时，另一条线路可以继续运行，保证了供配电，可适用于二级负荷。在故障情况下，这种接线从切除故障线路到再投入非故障线路恢复供配电的时间一般不超过30 min，对于允许极短停电时间，且容量较小的一级负荷，正常情况下，只投入一条线路，如果两回路均投入，一旦事故发生还需要检查是哪一根电缆故障，对于某些停电时间不允许过长的三级负荷也可采用这种接线。

图3－17　单电源双回路放射式

（2）双电源双回路放射式

两条放射式线路连接在不同电源的母线上。在任一线路发生故障时，或任一电源发生故障时，该种接线方式均能保证供配电的不中断。

双电源双回路交叉放射式接线如图3－18所示。一般从电源到负载都是双套设备都投入工作，并且互为备用，其供配电可靠性较高，适用于容量较大的一、二级负荷，但这种接线投资大，出线和维护都更为困难、复杂。

另外，为提高单回路放射式系统的供配电可靠性，各车间变电所之间也可采用具有低压联络线的接线方式，如图3－19所示。此接线方式中电压联络开关可采用自动投入装置，使两车间变电所通过联络线互为备用，使供配电可靠性大大提高，确保各车间变电所一级负荷不停电。

图3－18　双电源双回路交叉放射式图

图3－19　采用低压联络线的单回路放射式

这种接线与双电源双回路交叉放射式接线相比，可以大大地节约投资，但联络线的容量受到限制，一般不超过变电所变压器容量的25%。

3.带公共备用线的放射式

图3－20所示为具有公共备用线放射式系统接线图，正常时备用线路不投入运行。当任何一回路发生故障或检修时，可切除故障线路投入备用线路，“倒闸操作”后，可将其负荷切换到公共的备用线上恢复供配电。这种接线其供配电可靠性虽有所提高，但因投入公共备用线的操作过程中仍需短时停电，所以不能保证供配电的连续性。另外，这种接线投资和有色金属消耗量也较大。

图3－20　具有公共备用线放射式系统接线图

二、树干式

树干式接线可分为直接树干式和链串型树干式两种。

1.直接树干式

由总降压变电所（或配电所）引出的每路高压配电干线，沿各车间厂房架空敷设，从干线上直接接出分支线引入车间变电所，如图3－21（a）所示，称为直接树干式。(www.xing528.com)

这种接线方式的优点是：总降压变电所6～10 kV 的高压配电装置数量少，投资相应减少，出线简单，敷设方便，可节省有色金属，降低线路损耗。缺点是：供配电可靠性差，任一处发生故障时，均将导致该干线上的所有车间变电所全部停电。因此，要求每回路高压线路直接引接的分支线路数目不宜太多，一般限制在5 个回路以内，每条支线上的配电变压器的容量不宜超过315 kV·A，这种接线方式只适用三级负荷。

2.链串型树干式

在直接树干式线路基础上，为提高供配电可靠性，可以采用链串型树干式线路，其特点是：干线要引入到每个车间变电所的高压母线上，然后再引出，干线进出侧均安装隔离开关，如图3－21（b）所示。这种接线可以缩小断电范围。当图中N 点发生故障，干线始端总断路器QF 跳闸，找出故障点后，只要拉开隔离开关QS4，再合上QF，便能很快恢复对1 号和2 号车间变电所供配电，从而缩小了停电范围，提高了供配电可靠性。

为进一步提高树干式配电线路的供配电可靠性，可以采用以下改进措施：

（1）单侧供配电的双回路树干式。每一车间变电所从两条干线上同时引入电源，互为备用，如图3－22所示，供配电可靠性稍低于双回路放射式，但其节省投资；供配电可靠性较单回路树干式高，可供二、三级负荷。

图3－21　树干式线路

（a）直接树干式；（b）链串型树干式

图3－22　单侧供配电的双回路树干式线路

（2）具有公共备用干线的树干式。如图3－23所示接线系统，当干线中的任一干线发生故障或检修时，可将该干线的负荷手动或自动切换到备用干线恢复供配电，这种接线一般用于二、三级负荷供配电。

图3－23　6～10 kV 有公共备用干线的树干式线路

（3）双侧供配电的单回路树干式，如图3－24所示。系统正常运行时可由一侧供配电，另一侧作为备用电源，最好在树干式线路中间负荷分界处（功率分点）断开，两侧分开供配电，以减少能耗，简化保护系统。当发生故障时，切除故障线段，恢复对其他负荷供配电。

（4）双侧供配电的双回路树干式，如图3－25所示。这种接线可靠性更高，主要向二级负荷供配电。

图3－24　双侧供配电的单回路树干式线路

图3－25　双侧供配电的双回路树干式线路

三、环形

环形接线实质上是由两条链串型树干式的末端连接起来构成，如图3－26所示。这种接线的优点是运行灵活、供配电可靠性高。适用于一、二级负荷的供配电系统。

以上介绍了企业高压配电线路的几种接线方式，各有优缺点，在实际应用中，应根据工厂负荷的等级、容量大小和分布情况作具体分析，进行不同方案的技术经济比较后，才能决定选取合理接线方式。

图3－26　环形线路

任务实施

高压配电侧接线选择

工厂机械一车间负荷如表3－3所示。

表3－3　工厂机械车间负荷统计资料

根据负荷容量及高压配电网接线特点，列出几种接线方案进行比较，最后确定最佳车间配电接线方案。

评价总结

根据学生高压配电侧接线方案选择，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表（表3－4）。

表3－4　成绩评议表