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1、配電網(wǎng)絡知識簡介,何祥明 0755289921040,配電網(wǎng),配電網(wǎng)的基本概念 配電網(wǎng)特點 配電網(wǎng)接線 城市配電網(wǎng)的概念 配電網(wǎng)的基本組成形式,配電網(wǎng)定義,配電網(wǎng)（Distribution Network）是指在電力網(wǎng)中起電能分配作用的網(wǎng)絡。通常是指電力系統(tǒng)中二次降壓變壓器低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡。 配電網(wǎng)的組成：架空或電纜配電線路、配電開關類設備、配電所、柱上變壓器、配電箱等。,發(fā)電廠,輸電線,高壓變電站,配電網(wǎng),用戶,配電網(wǎng)分類,高壓配電網(wǎng)(35-110kV) 中壓配電網(wǎng)(6-10kV) 低壓配電網(wǎng)(220-380V) 城市配電網(wǎng)（城網(wǎng)） 農(nóng)村配電網(wǎng)（農(nóng)網(wǎng)） 工廠配電網(wǎng) 等,電壓

2、等級,根據(jù)電壓等級的高低，將電力網(wǎng)分為低壓、高壓、超高壓、特高壓四種。 電壓在1KV以下的電網(wǎng)為低壓電網(wǎng)； 3330KV的為高壓電網(wǎng)； 3301000KV的為超高壓電網(wǎng)； 1000KV以上的為特高壓電網(wǎng)。 晉東南南陽荊門特高壓交流試驗示范工程是我國首條特高壓輸電線路，也是世界上運行電壓最高、技術水平最先進的交流輸變電工程。該線路全長654公里，靜態(tài)投資約57億元。,配電網(wǎng)在設計上的特點,配電線路通過開關設備分段和聯(lián)絡是提高配電網(wǎng)供電可靠性的要求 我國10kV、35kV配電網(wǎng)絕大部分屬于中性點不接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地時，仍允許供電一段時間。少部分屬于經(jīng)小電阻接地系統(tǒng),配電網(wǎng)在運行上的特點,開環(huán)

3、運行 ：開斷容量、一二次設備的配置與投資 配電網(wǎng)的故障和異常處理是配電網(wǎng)運行的首要工作 保證配電網(wǎng)運行經(jīng)濟性是配電網(wǎng)運行的重要工作 配電網(wǎng)運行中存在大量的諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變污染等,城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng),城市配電網(wǎng)：負荷相對集中，布點多，事故影響大，短路容量大，在200300MVA左右 農(nóng)村配電網(wǎng)：負荷分散，供電半徑大，線路長，有的10kV線路長達幾十千米，線路維護工作量大。短路容量小，一般在100200MVA,城網(wǎng)電源,一般城網(wǎng)電源為220kV，在城市外圍建設架空線雙環(huán)網(wǎng)。在不能形成地理上的環(huán)網(wǎng)時，也可以采用C型電氣環(huán)網(wǎng)。屬于輸變電系統(tǒng)部分 當隨著負荷增加短路容量超過規(guī)定值時，應建設更高一

4、級環(huán)網(wǎng)，將原來的環(huán)網(wǎng)開環(huán)分片，并避免電磁合環(huán) 環(huán)網(wǎng)的適當?shù)攸c設樞紐變電所，降壓后送市區(qū) 但是，220kV直供屬城網(wǎng)范圍,城網(wǎng)高壓配電網(wǎng),采用架空線路時，城區(qū)可同桿雙回架設，盡可能設雙側(cè)電源。采用電纜線路時可為多回路。 當線路上T接或環(huán)入三個或三個以上變電所時，應設雙側(cè)電源，但正常運行時兩側(cè)電源不并列。 對直接接入高壓配電網(wǎng)的小電廠或自備電廠，可采用單電源輻射方式向附近供電,城市高壓配電網(wǎng)接線：同桿并架雙回架空線（雙電源雙“T”）,城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路支接兩個變電所（單電源雙“T”）,城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路支接三個變電所（雙電源雙“T”）,城市中壓配電網(wǎng),由10kV線路、配電所、開

5、閉所、箱式配電站、桿架變壓器等組成 依據(jù)高壓配電變電所位置和負荷分布分成若干相對獨立分區(qū)，各個分區(qū)一般不重疊 高壓配電變電所中壓出線開關停用時，應能通過中壓電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負荷，對用戶不停電 具有足夠的聯(lián)絡容量，正常時開環(huán)運行，異常時轉(zhuǎn)移負荷,城市中壓配電網(wǎng),市區(qū)架空配電網(wǎng)為沿道路架設的格子形布局網(wǎng)絡，在道路交叉口連接。全網(wǎng)在適當?shù)攸c用桿塔開關（即柱上開關）分斷，形成多區(qū)段（區(qū)段中又分段）、多連接的開式運行網(wǎng)絡 架空電網(wǎng)的供電能力有一定限度，當負荷大量增加時，中壓電網(wǎng)可由架空線過渡為電纜,城市中壓配電網(wǎng)：閉環(huán)運行的典型閉環(huán)網(wǎng)（10kV）,城市中壓配電網(wǎng)：開環(huán)運行單環(huán)網(wǎng),城市中壓配電網(wǎng)接線：直通式備用電

6、纜示意圖,城市中壓配電網(wǎng)接線：分布式備用電纜示意圖,城市中壓配電網(wǎng)接線：架空線與電纜混合網(wǎng),城市低壓配電網(wǎng),低壓負荷分散，進戶點多，從經(jīng)濟性考慮，以架空線為主 供電半徑一般不超過400m 當變壓器故障時，可將負荷拆開，向鄰近電網(wǎng)23個方向轉(zhuǎn)移，且故障負荷轉(zhuǎn)移時，導線運行率不超過100，線路末端電壓不超過規(guī)定值,城市低壓配電網(wǎng)接線,1 城市配電網(wǎng)的概念 1.1 城市配電的各級電壓電力網(wǎng)的總成 35kV110kV電網(wǎng)為高壓配電網(wǎng) 10kV、20kV電網(wǎng)為中壓配電網(wǎng) 0.38/0.22kV為低壓配電網(wǎng) 1.2 對城市配電網(wǎng)的要求 可靠性、電壓質(zhì)量、經(jīng)濟型、靈活性 1.3 對城市配電網(wǎng)的改造,城市配電

7、網(wǎng)的概念,2 城市配電網(wǎng)規(guī)劃 2.1 規(guī)劃的年限 近期規(guī)劃宜取35年 中期規(guī)劃宜取810年。 2.2 中期規(guī)劃與近期規(guī)劃的銜接問題 2.3 技術先進性與供電可靠性的關系 2.4 技術經(jīng)濟比較 2.5 規(guī)劃的編制、審批與實施 由供電企業(yè)負責完成 報上級主管部門審批后實施,3 城市供電電源 3.1 供電電源的構(gòu)成 具有互補性，以提高配電網(wǎng)抵御自然災害的能力 3.2 一個供電區(qū)供電電源的數(shù)量不宜少于2個 3.3 在負荷密集的中心城區(qū)，電源變電站宜深入負荷中心 3.4 新建的電源變電站，至少應有兩路電源接入和足夠的出線間隔 3.5 提倡清潔能源的介入，太陽能光伏發(fā)電,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.1 電壓等

8、級的確定 4.2 各供電分區(qū)內(nèi)的電源布局和網(wǎng)絡優(yōu)化 各供電分區(qū)之間具備互相支持 4.3 10kV用戶供電可靠性指標 實現(xiàn)配電自動化要求大城市供電可靠性達到99.99%,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.4 “N-1”準則 1）高壓變電所中失去任一回路進線或一組降壓變壓器時，必須保證向下一級配電網(wǎng)供電。 2）高壓配電網(wǎng)中一條架空線或一條電纜或變電所中一組降壓變壓器發(fā)生故障停運時，在正常情況下，除故障段外不能停電，并不得發(fā)生電壓過低和設備不允許的過負荷；在計劃停運情況下，又發(fā)生故障停運時，允許部分停電，但應在規(guī)定時間內(nèi)恢復供電。 3）低壓電網(wǎng)中當一臺變壓器或電網(wǎng)發(fā)生故障時，允許部分停電，但應盡可能將完好的區(qū)

9、段在規(guī)定時間內(nèi)切換至鄰近電網(wǎng)恢復供電。,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.5 中性點接地方式 4.5.1 確定因素 供電可靠性 過電壓倍數(shù) 設備絕緣水平 繼電保護要求 單相接地故障尋址 弱電通信線路的抗干擾要求,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.5 中性點接地方式 4.5.2 中性點接地方式分類,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.5 中性點接地方式 4.5.3 高壓配電網(wǎng)絡 4.5.3.1 110kV有效接地： 考慮過電壓倍數(shù) 部分變壓器限制單相接地電流 經(jīng)隔離開關接地 4.5.3.1 35kV有效接地： 接地電流10A時不接地 接地電流 10A時經(jīng)消弧線圈接地 限制弧光接地過電壓,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.5 中性點接地方

10、式 4.5.4 中壓配電網(wǎng)絡 接地電流10A時不接地，接地時允許運行2h 接地電流 10A時經(jīng)消弧線圈接地 限制弧光接地過電壓 接地電流 100A時經(jīng)小電阻接地，跳閘 少見 電纜接地系統(tǒng)，經(jīng)小電阻接地，跳閘,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.5 中性點接地方式 4.5.5 低壓配電網(wǎng)絡 中性點直接接地 高壓側(cè)避雷器、變壓器殼體、低壓中性點共地 部分城市低壓中性點單獨接地： 人身安全放在第一位,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.6 短路電流控制 4.6.1 原則 電源容量、電網(wǎng)接線、開關設備開斷能力 短路電流過大時，應采取必要的限制措施 4.6.2 短路電流控制的主要措施 合理選擇網(wǎng)絡接線，增大系統(tǒng)阻抗 網(wǎng)絡分片，

11、開環(huán)運行，母線分段運行 采用高阻抗變壓器 在變壓器低壓側(cè)加裝限流電抗器,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.6 短路電流控制 4.6.3 短路電流水平 母線 10kV側(cè)實際短路電流大多比列表值低 配電線路上的中壓配電設施 經(jīng)過計算可適當降低短路電流水平,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.7 網(wǎng)絡接線 4.7.1 中壓配電網(wǎng)的接線 樹狀接線 分段數(shù) 手拉手環(huán)網(wǎng) 開環(huán)運行 減小短路電流和可能出現(xiàn)的環(huán)流,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.7 網(wǎng)絡接線 4.7.2 中、低壓配電網(wǎng)的供電半徑 在實際執(zhí)行過程中值得商榷,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.8 無功補償 4.8.1 補償原則 1）無功補償應按照分層分區(qū)和就地平衡的原則，采用分散和就地

12、補償相結(jié)合的方式，并能隨負荷或電壓進行調(diào)整，保證電網(wǎng)樞紐點電壓滿足規(guī)定要求。 2）并聯(lián)電容補償應優(yōu)化配置、自動投切。變電站內(nèi)電容器的投切應與變壓器分接頭調(diào)整協(xié)調(diào)配合，以控制電壓水平；在低谷負荷時不向系統(tǒng)倒送無功。 3）在配置電容補償裝置時，應采取措施，防止電容器投退引起的過電壓和諧波電流的放大。,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.8 無功補償 4.8.2 幾個思考的問題,4. 城市配電網(wǎng)絡 4.9 電能質(zhì)量 4.9.1 可靠性 4.9.2 電壓 電壓偏差：10kV0+7%，商討負誤差 三相不平衡度 波形：諧波電容器投入諧波放大2倍 電壓波動與閃變,5. 高壓配電網(wǎng) 5.1 高壓配電線路 5.1.1 架空

13、線路和電纜線路 城市郊區(qū)的配電線路：宜采用架空線路 中心城區(qū)的配電線路：宜采用電纜線路 5.1.2 架空線 5.1.2.1導線截面選擇 按經(jīng)濟電流密度，并按長期允許發(fā)熱和機械強度條件進行較驗 與選擇23種截面矛盾 5.1.2.2 避雷線（作用：屏蔽、耦合、分流雷電流） 安全系數(shù)宜大于導線設計安全系數(shù),5. 高壓配電網(wǎng) 5.1 高壓配電線路 5.1.3 絕緣子、金具、桿塔和基礎 5.1.3.1 絕緣子 根據(jù)污穢等級和桿塔型式選擇 5.1.3.2 金具 表面鍍鋅防腐 5.1.4 金具表面 應熱鍍鋅防腐 5.1.5 基礎 接地電阻未列,5. 高壓配電網(wǎng) 5.1 高壓配電線路 5.1.4 電力電纜 5

14、.1.4.1 電纜絕緣種類 交聯(lián)聚乙烯 5.1.4.2 截面積選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇、并按長期發(fā)熱、電壓損失和熱穩(wěn)定校驗 5.1.4.3 護層和終端 護層 阻燃、防白蟻、鼠嚙和真菌侵蝕；抗拉抗壓 終端 瓷套式或復合絕緣電纜終端，絕緣水平,5. 高壓配電網(wǎng) 5.2 高壓變電站 5.2.1 選址 靠近負荷中心 地形地貌 城市中心區(qū)考慮地下變電站 5.2.2 主接線形式 可靠性、靈活性、經(jīng)濟型、操作方便性、可擴建性 GIS 5.2.3 主變數(shù)量 24臺 5.2.4 開關、互感器,6. 中壓配電網(wǎng) 6.1 中壓配電線路 6.1.1 架空線路和電纜線路 城市郊區(qū)的配電線路：宜采用架空線路 城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域

15、或一般城區(qū)：架空與電纜混合線路 中心城區(qū)的配電線路：宜采用電纜線路或絕緣電纜 6.1.2 架空線 分段開關 翻牌式故障指示,6. 中壓配電網(wǎng) 6.1 中壓配電線路 6.1.3 電力電纜線路 6.1.3.1 電纜絕緣種類 交聯(lián)聚乙烯 6.1.3.2 截面積選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇、并按長期發(fā)熱、電壓損失和熱穩(wěn)定校驗 6.1.3.3 護層和終端 護層 阻燃、防白蟻、鼠嚙和真菌侵蝕；抗拉抗壓 終端 預制式電纜終端（冷縮、熱縮） 絕緣水平6/10kV / 8.7/10(15)kV、 12/20kV / 18/20(30)kV,6. 中壓配電網(wǎng) 6.2 中壓配電設備 6.2.1 開關站（開閉站） 6.2

16、.1.1 柜型 中置柜 小型柜：SF6充氣柜、真空柜 6.2.1.2 柜型 出線形式：端子、預制套管+預制電纜頭（全封閉） 6.2.1.3 開關類型 斷路器、負荷開關+熔斷器（有接地刀、無接地刀）,6. 中壓配電網(wǎng) 6.2 中壓配電設備 6.2.1 開關站（開閉站） 6.2.1.4 開關操作機構(gòu) 電動機構(gòu)、電磁機構(gòu)、永磁機構(gòu) 6.2.1.5 附件 帶點指示器、短路和接地故障指示器 6.2.1.6 開關參數(shù),6. 中壓配電網(wǎng) 6.2 中壓配電設備 6.2.2 變電站 6.2.2.1 室內(nèi)變電站 變壓器：油浸變壓器、干式變壓器，S9、S11 型，宜2臺 高壓柜：宜單母線分段，開關類型 高壓計量柜

17、低壓柜：單母線分段 無功補償柜,6. 中壓配電網(wǎng) 6.2 中壓配電設備 6.2.2 變電站 6.2.2.2 柱（臺）上變壓器 容量400kVA 6.2.2.3 預裝箱式配電站 歐式“一”排列高壓室、變壓器室、低壓室 高壓室相當于開閉站 美式“品”排列高壓室、變壓器室、低壓室 2組熔絲、負荷開關、分接開關置于油箱內(nèi) 預制電纜頭引出高壓進出線、肘型避雷器 6.2.2.4 地埋預裝箱式配電站,6. 中壓配電網(wǎng) 6.2 中壓配電設備 6.2.3 電纜分支箱 美式：屏蔽層接地 歐式：可觸摸式 箱體材料：不銹鋼板噴塑、普通鋼板噴塑 附件：帶點指示器、短路和接地故障指示器 6.2.4 柱上開關及熔斷器 開關

18、：斷路器、負荷開關無油化 熔斷器：形式,6. 中壓配電網(wǎng) 6.3 配電設備防雷 6.3.1 避雷器形式：金屬氧化物避雷器 6.3.2 電站型避雷器和配電型避雷器： YH5WZ2-17/45、 YH5WZ2-17/50 6.3.3 進線保護： 架空線經(jīng)常打開的開關，裝避雷器，接地電阻10 電纜長度50m ,一頭裝避雷器，另一頭外皮接地， 接地電阻30 電纜長度 50m ，兩頭裝避雷器，接地電阻30 6.3.4 母線和線路開關上 裝避雷器，接地電阻10,6. 中壓配電網(wǎng) 6.3 配電設備防雷 6.3.5 配電變壓器避雷器的接地 6.3.5.1 共地 避雷器、變壓器外殼、低壓中性點共地 （部分地區(qū)規(guī)

19、定低壓中性點單獨接地） 6.3.5.2 Y,yn，Y,y接線的配電變壓器 宜在低壓側(cè)裝一組避雷器或擊穿保險器 6.3.5.3 低壓側(cè)中性點不接地的配電變壓器 在中性點裝設擊穿保險器,7. 低壓配電網(wǎng) 7.1 配電線路 7.1.1 三相四線制 7.1.2 N線或PEN線 N線或PEN線宜與相線截面相同 7.1.3 電纜芯數(shù) TT系統(tǒng)、TNC（或TNCS）系統(tǒng)采用四芯電纜 TNS系統(tǒng)采用五芯電纜,7. 低壓配電網(wǎng) 7.2 保護接地和接零 7.2.1 保護接地 7.2.2 IT系統(tǒng) 防異相漏電碰殼，裝電流斷開元件、漏電保護器 7.2.3 TT系統(tǒng) 裝電流斷開元件實際使用受到限制，裝漏電保護器 7.2

20、.4 TN-C系統(tǒng) 安全水平較低，僅適用于有專業(yè)人員維護管理的一般性廠房和場所。裝電流斷開元件、漏電保護器。不應裝設漏電總保護和漏電中級保護 。,7. 低壓配電網(wǎng) 7.2 保護接地和接零 7.2.5 TN-C-S系統(tǒng) PEN導體應在建筑物的入口處作等電位聯(lián)結(jié)并重復接地 。裝電流斷開元件、漏電保護器。不應裝設漏電總保護和漏電中級保護 。 7.2.6 TN-S系統(tǒng) 裝電流斷開元件、漏電保護器 7.2.7 漏電保護器的參數(shù)、上下級配合 7.3 保護接地和保護接零不許混用,8. 配電網(wǎng)二次部分 8.1 保護和自動裝置的要求 可靠性、選擇性、靈敏性、速動性 8.2 保護和自動裝置配置 按表格配置 電容器

21、保護 中壓系統(tǒng)的接地保護 8.3 保護用電流互感器的選擇 二次部分在以后的配網(wǎng)自動化常識交流文件中詳述,農(nóng)村配電網(wǎng)接線,農(nóng)網(wǎng)接線以無備用的樹狀、放射狀、干線式等為主，少數(shù)采用手拉手接線 隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)接線有向城網(wǎng)接線發(fā)展的趨勢,配電網(wǎng)改造的基本原則,“全面規(guī)劃、綜合改造、結(jié)合實際、注重效益” 提高配電網(wǎng)整體供電能力，根除“卡脖子”現(xiàn)象 提高可靠性，城網(wǎng)達到99.9%，大中城市中心區(qū)達到99.99% 提高電能質(zhì)量，降低線損。電壓合格率98，線損率降低10,配電網(wǎng)的發(fā)展動力,國民經(jīng)濟對供電可靠性的依賴性大大增強 分布式電源接入 間歇性能源發(fā)電設備的接入對電能質(zhì)量的影響 電力用戶對定制電能質(zhì)量的需求快速增長 電網(wǎng)和電力用戶之間良性互動,配電網(wǎng)的發(fā)展,高中壓配電網(wǎng)架向網(wǎng)格狀發(fā)展： 閉環(huán)運行 繼電保護配置大的變化 網(wǎng)架的交流方案和輕型直流方案 交流網(wǎng)架的超導化 潮流控制器大量應用,配電網(wǎng)的發(fā)展,終端中壓網(wǎng)和低壓網(wǎng)微網(wǎng)化： 微網(wǎng)：,配電網(wǎng)的發(fā)展,終端中壓網(wǎng)和低壓網(wǎng)微網(wǎng)化： 分布式儲能站建設？ 墻太陽能電池？ 風力發(fā)電？,