任务要求

图7-8所示为某机械加工车间（局部）动力电气平面布线图，分析其原理及供电线路的敷设方式。

图7-8　某机械加工车间（（局部））动力系统电气平面布线图

任务分析

该任务为帮助掌握供配电线路的几种接线方式，理解不同接线方式之间有何不同，各种接线方式的优缺点及基本知识。

知识学习

7.3.1 高压供配电线路的接线方式

1.高压放射式接线

高压放射式接线是指从变配电所高压母线上引出一回路线路直接向一个车间变电所或高压用电设备供电，沿线不接其他负荷。

这种接线方式的优点是接线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，便于装设自动装置，保护装置也比较简单；但高压开关设备用得较多，投资大，而且当某一线路发生故障或需要检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。因此，单回路放射式接线只能用于二、三级负荷或容量较大以及较重要的专用设备，如图7-9（a）所示。

对二级负荷供电时，为提高供电的可靠性，可根据具体情况增加公共备用线路。图7-9（b）所示为采用公共备用干线的放射式接线，该接线方式的供电可靠性得到了提高，但开关设备的数量和导线材料的消耗量也有所增加。如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可用于一级负荷。

图7-9　高压放射式接线

（a）单回路放射式接线；（b）采用公共备用干线的放射式接线；（c）双回路放射式接线； （d）采用低压联络线作备用干线的放射式接线

图7-9（c）所示为双回路放射式接线，该接线方式采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路对用户进行交叉供电。其供电可靠性高，可供电给一、二级重要负荷，但投资相对较大。

图7-9（d）所示为采用低压联络线作备用干线的放射式接线，该接线方式比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。

2.高压树干式接线

树干式接线是指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的解析方式。

图7-10（a）所示为单回路树干式接线，该接线方式较之单回路放射式接线，变配电所的出线数量大大减少，高压开关柜的数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量。但因多个用户采用一条公用干线供电，各用户之间相互影响，故当某条干线发生故障或需要检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以这种接线方式供电可靠性差，且不容易实现自动化控制。单回路树干式接线一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于2 300 kV·A。这种接线方式在城镇街道应用较多。

为提高可靠性，可采用如图7-10（b）所示的单侧供电的双回路树干式接线方式。该接线方式可供电给二、三级负荷，但投资也相应地会有所增加。

图7-10（c）所示为两端供电的单回路树干式接线。若一侧干线发生故障，则可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，与单侧供电的双回路树干式接线相当。当正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，当发生故障时要手动切换，但寻查故障时也需中断供电。所以，两端供电的单回路树干式接线只可用于对二、三级负荷供电。

图7-10（d）所示为两端供电的双回路树干式接线。这种接线方式比单侧供电的双回路树干式接线的供电可靠性有所提高，主要用于对二级负荷供电；当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。这种接线方式的投资不比单侧供电的双回路树干式接线增加很多，关键是要有双电源供电的条件。

图7-10　高压树干式接线

（a）单回路树干式接线；（b）单侧供电的双回路树干式接线；（c）两端供电的单回路树干式接线； （d）两端供电的双回路树干式接线

3.高压环形接线

高压环形接线实际上是两端供电的树干式接线，如图7-11所示，两路树干式接线连接起来就构成了环形接线。这种接线运行灵活，供电可靠性高。线路检修时可切换电源，故障时可切除故障线段，从而缩短了停电时间。高压环形接线可供电给二、三级负荷，且在现代化城市电网中应用较广泛。

图7-11　高压环形接线

由于闭环运行时继电保护整定较复杂，且环形线路上发生故障时会影响整个电网，因此，为了限制系统短路容量，简化机电保护，大多数环形线路采用开环运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜作为配电设备。(www.daowen.com)

高压配电系统的接线往往是几种接线方式的组合，究竟采用什么接线方式，应根据具体情况对供电可靠性的要求，通过技术、经济综合比较后才能确定。一般来说，高压配电系统宜优先考虑采用放射式；对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。

7.3.2 低压供配电线路的接线方式

1.低压放射式接线

图7-12所示为低压放射式接线。这种接线方式由变压器低压母线上引出若干条回路，由变配电所低压配电屏再分别供电给各配电箱或低压用电设备。放射式接线的特点是供电线路独立，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高，但有色金属消耗量较多。放射式接线多用于设备容量大或对供电可靠性要求较高的场合，例如大型消防泵、电热器、生活水泵和中央空调的冷冻机组等。

2.低压树干式接线

这种接线方式从变配电所低压母线上引出干线，沿干线再引出若干条支线，然后再引至各用电设备。树干式接线的特点正好与放射式接线相反。树干式采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当干线发生故障时，影响范围大，因此供电可靠性较低。

图7-13（a）所示为母线放射式接线，这种接线方式多采用成套的封闭式母线槽，运行灵活方便，也比较安全，适用于用电容量较小且分布均匀的场所，如机械加工车间、工具车间和机修车间的中小型机床设备以及照明配电等。

图7-12　放射式接线

图7-13　低压树干式接线

（a）母线放射式；（b）变压器-干线组

图7-13（b）所示为“变压器-干线组”式接线，该接线方式省去了变电所低压侧的整套低压配电装置，简化了变电所的结构，大大减少了投资。为了提高母线的供电可靠性，该接线方式一般接出的分支回路数不宜超过10条，而且不适用于需频繁启动、容量较大的冲击性负荷和对电压质量要求高的设备。

图7-14所示为一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。链式接线的特点与树干式接线基本相同，适用于用电设备彼此相距很近且容量均较小的次要用电设备，链式相连的设备一般不超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10 kW。

3.低压环形接线

工厂内的一些车间变电所低压侧也可以通过低压联络线相互连接成为环形。

图7-14　链式接线

图7-15所示为由一台变压器供电的低压环形接线。环形接线的供电可靠性较高，任一段上的线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断或只是短时停电，一旦切换电源的操作完成，即可恢复供电。环形接线可使电能损耗和电压损耗减少，但是环形系统的保护装置及其整定配合比较复杂，如配合不当容易发生误动作，反而会扩大故障停电范围。因此，低压环形接线一般采用开环运行方式。

图7-15　低压环形接线

低压电力线路常用的接线方式比较见表7-3。

表7-3　低压电力线路常用的接线方式比较

低压配电系统中，往往采用几种接线方式的组合，应根据具体情况而定。一般地，在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备不是很大而又无特殊要求时，宜采用树干式配电。之所以采用这种接线方式，一方面是因为树干式配电较之放射式经济，另一方面是因为我国大多数供配电工作人员对采用树干式配电已积累了相当成熟的运行经验。实践证明，树干式配电在一般正常情况下能够满足生产要求。

总之，用户的供配电线路接线应力求简单。如果接线过于复杂，层次过多，不仅浪费投资，维护不便，而且由于电路中连接的元件过多，因操作错误或元件故障而发生事故的几率就会随之增多，处理事故和恢复供电的操作也比较麻烦，从而延长了停电时间。同时，由于配电级数多，继电保护的级数也相应增多，动作时间也相应延长，对供电系统的故障保护十分不利，因此，GB 50052—1995《供配电系统设计规范》规定：“供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级。”

任务检查

按表7-4对任务完成情况进行检查记录。

表7-4　任务完成情况检查记录表