1配電網(wǎng)概述及管理體系

1、配電管理系統(tǒng)及配電自動化配電管理系統(tǒng)及配電自動化Distribution Automation System華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院劉文霞2011年2月Email:第一講第一講 配電網(wǎng)概述及管理體系配電網(wǎng)概述及管理體系1.1 1.1 配電網(wǎng)電壓等級配電網(wǎng)電壓等級1.2 1.2 配電網(wǎng)中壓供電模式配電網(wǎng)中壓供電模式( (架空線路架空線路: : 電纜線路電纜線路) )1.3 1.3 配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式1.4 1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)1.5 1.5 配電網(wǎng)管理模式配電網(wǎng)管理模式1.6 1.6 配電網(wǎng)評價體系配電網(wǎng)評價體系1.1 配電網(wǎng)

2、電壓等級配電網(wǎng)電壓等級配電網(wǎng)電壓等級可分為：配電網(wǎng)電壓等級可分為：（1 1）高壓配電網(wǎng)）高壓配電網(wǎng)35kV,110kV35kV,110kV（2 2）中壓配電網(wǎng)中壓配電網(wǎng)10kV,6kV10kV,6kV（3 3）低壓配電網(wǎng)）低壓配電網(wǎng)0.38kV,0.22kV0.38kV,0.22kV（4 4）高壓輸電網(wǎng)）高壓輸電網(wǎng)220kV220kV及其以上及其以上（5 5）超高壓輸電網(wǎng)）超高壓輸電網(wǎng)500kV500kV以上以上（6 6）特高壓輸電網(wǎng)）特高壓輸電網(wǎng)750kV750kV以上以上 我國目前建設(shè)特高壓我國目前建設(shè)特高壓1000KV1000KV較多較多1.2.1 架空線架空線 電力線路的結(jié)構(gòu)分電力線路

3、的結(jié)構(gòu)分架空線路結(jié)構(gòu)架空線路結(jié)構(gòu)和和電纜線路電纜線路結(jié)構(gòu)兩類。結(jié)構(gòu)兩類。架空線路是將導(dǎo)線架設(shè)在電桿上。一般采用放射式供電形式。成本低、架空線路是將導(dǎo)線架設(shè)在電桿上。一般采用放射式供電形式。成本低、投資少、施工周期短、容易維護(hù)及檢修、容易查找故障。投資少、施工周期短、容易維護(hù)及檢修、容易查找故障。如果判斷電壓等級?1.2.1 架空線架空線架空線的接線方式架空線的接線方式(供電模式供電模式)可分為可分為: 放射型接線：單點源模式、雙電源模式放射型接線：單點源模式、雙電源模式 環(huán)型接線：環(huán)型接線： 手拉手、三回饋線環(huán)網(wǎng)手拉手、三回饋線環(huán)網(wǎng) 網(wǎng)型接線：網(wǎng)型接線： 分段聯(lián)絡(luò)分段聯(lián)絡(luò)1.2.1 架空線架空

4、線-放射狀放射狀 單側(cè)電源多分段單輻射單側(cè)電源多分段單輻射 母線1線路1線路2母線2雙電源（雙雙電源（雙T T接線）接線） 線路利用率100%投資少，可靠性低應(yīng)用于城市非重要負(fù)荷、農(nóng)村線路利用率50%可靠性較高應(yīng)用于供電可靠性要求較高且專用戶較多，以及允許架空線路供電的工業(yè)開發(fā)區(qū)、產(chǎn)業(yè)區(qū)等區(qū)域1.2.1 架空線架空線-環(huán)形環(huán)形 線路利用率50%可靠性較高開環(huán)運行比較適用于負(fù)荷密度不高，如南方電網(wǎng)D、E、F類供電區(qū)域線路利用率50%經(jīng)濟(jì)性較差，可靠性較高比較適用于負(fù)荷密度不高，用電增長速度較快，配電網(wǎng)管理水平較低的配電網(wǎng)絡(luò)，如南方電網(wǎng)C、D類供電區(qū)域雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò) 三回

5、饋線的環(huán)網(wǎng)接線三回饋線的環(huán)網(wǎng)接線1.2.1 架空線架空線-分段聯(lián)絡(luò)分段聯(lián)絡(luò) 線路利用率67%（75%）加大線路投資，可靠性較高實際建設(shè)改造線路時，如果線路比較短，或者負(fù)荷集中于線路的兩段，則可以將線路進(jìn)行兩分段兩聯(lián)絡(luò)，如果線路比較長，或者負(fù)荷分散于線路的數(shù)段，也可以將線路分成三段、四段甚至更多的段，但線路分段過多也會影響供電可靠性，因此一般情況下，主要采用三分段三聯(lián)絡(luò)這種比較經(jīng)典的接線模式。實際應(yīng)用地區(qū)：北京市中壓架空配電網(wǎng)，華東地區(qū)負(fù)荷發(fā)展?jié)摿^大的城市電網(wǎng)三分段三聯(lián)絡(luò)三分段三聯(lián)絡(luò)兩分段兩聯(lián)絡(luò)兩分段兩聯(lián)絡(luò)1.2.2 電纜電纜電纜線路的接線方式電纜線路的接線方式(供電模式供電模式)可分為可分為

6、: 放射型接線：單點源模式、雙電源模式放射型接線：單點源模式、雙電源模式 環(huán)型接線：單環(huán)模式、雙環(huán)模式環(huán)型接線：單環(huán)模式、雙環(huán)模式 網(wǎng)型接線：雙網(wǎng)型接線：雙“”模式、模式、“N-1”N-1”主備供電模式、互主備供電模式、互 為備用的主備供電模式為備用的主備供電模式 電纜敷設(shè)方式：電纜敷設(shè)方式：1 1）直接埋在地下的直埋式）直接埋在地下的直埋式; ; 2 2）專用的電纜溝敷設(shè)）專用的電纜溝敷設(shè)3 3）排管敷設(shè)）排管敷設(shè) 4 4）隧道敷設(shè)）隧道敷設(shè)5 5）水下敷設(shè)）水下敷設(shè)電纜線路主要指直接埋設(shè)地下的配電線路。與架空線路相比，其受外界的因素影響較小。電纜線路主要指直接埋設(shè)地下的配電線路。與架空線路

7、相比，其受外界的因素影響較小。但成本高，投資費用大，故障地點較難確定，有時造成用戶較長時間停電。但成本高，投資費用大，故障地點較難確定，有時造成用戶較長時間停電。雙電源雙電源對射模式對射模式 1.2.2 電纜電纜-放射狀放射狀單側(cè)電源多分段單輻射單側(cè)電源多分段單輻射 雙電源雙射模式雙電源雙射模式 同一變電站的不同母線不同變電站的母線1.2.2 電纜電纜-環(huán)形環(huán)形單環(huán)單環(huán)雙環(huán)雙環(huán)線路利用率50%加大線路投資，可靠性高實際應(yīng)用地區(qū)：華北電網(wǎng)，南方電網(wǎng)A類地區(qū)1.2.2電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形母線3母線2母線1主供線路1備用線路主供線路2“3-1”主備供電模式主備供電模式主供線路1母線1母線2備用線路母線

8、3主供線路2母線4主供線路3“4-1”主備供電模式主備供電模式互為備用的主備供電模式互為備用的主備供電模式線路利用率67%線路利用率67%線路利用率75%線路利用率67%線路1線路2母線1母線2母線3母線4線路3線路4雙雙“”1.2.2 電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形港燈港燈11kV11kV開環(huán)模式開環(huán)模式 1.2.2 電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形臺灣主備方式與常開環(huán)路混合型系統(tǒng)接線方式臺灣主備方式與常開環(huán)路混合型系統(tǒng)接線方式 1.2.2 電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形“4“46”6”接線方式接線方式 “46”接線方式，由4個節(jié)點、6條線而定名，就是四個電源點之間用聯(lián)絡(luò)開關(guān)組成全連接，在美國和加拿大申請了專利，并得到廣泛采用。

9、1.2.2 電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形日本日本SNWSNW模式模式 日本都市負(fù)荷密集區(qū)20kV電纜網(wǎng)供電方式采用NW（通過設(shè)置在各回路的NetWork變壓器，把二次側(cè)用NetWork母線并聯(lián)的受電方式）方式、主備方式、閉環(huán)方式。 1.2.2 電纜電纜-網(wǎng)形網(wǎng)形新加坡花瓣閉環(huán)帶聯(lián)絡(luò)模式新加坡花瓣閉環(huán)帶聯(lián)絡(luò)模式 新加坡地區(qū)22kV中壓配網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)閉環(huán)運行的接線方式，即同一個雙電源變壓器并聯(lián)運行的變電站（66/22kV）的每兩回饋線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，正常運行時電源變電站母聯(lián)開關(guān)處于常合狀態(tài)；為了進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性，不同電源變電站的每兩個環(huán)網(wǎng)中間又相互聯(lián)絡(luò)，開環(huán)運行，通常兩個環(huán)網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)處為該環(huán)網(wǎng)的最重

10、要的負(fù)荷。注:供電可靠性先進(jìn)國家（地區(qū)）的配網(wǎng)接線方式的特點是饋線供電半徑較短，分段多，聯(lián)絡(luò)多供電半徑較短，分段多，聯(lián)絡(luò)多。單一線路發(fā)生故障只需瞬間停電，通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)自動合聯(lián)絡(luò)開關(guān)由備用線恢復(fù)供電。 1.3 配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式三相配電網(wǎng)中性點與大地的電氣連接，稱為配電網(wǎng)的三相配電網(wǎng)中性點與大地的電氣連接，稱為配電網(wǎng)的中性點接地方式中性點接地方式。 中性點采取何種接地方式，是否接地，是個很復(fù)雜的中性點采取何種接地方式，是否接地，是個很復(fù)雜的技術(shù)技術(shù)和和經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)上的上的問題，其涉及到電網(wǎng)的可靠運行、人身安全、繼電保護(hù)的靈活性、電網(wǎng)的問題，其涉及到電網(wǎng)的可靠運行、人身安全

11、、繼電保護(hù)的靈活性、電網(wǎng)的過電壓、通信的可靠性等等問題。過電壓、通信的可靠性等等問題。A相接地后,接地相電壓為零,非故障相電壓升高1.73倍,零序電壓與故障前故障點電壓大小相等，極性相反。接地點電流是正常運行時三相對地電容電流的算術(shù)和。1.3 配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式1.3 配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式目前我國的目前我國的1010（6 6）kVkV配電網(wǎng)大部分采用配電網(wǎng)大部分采用中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)或或經(jīng)消經(jīng)消弧線圈弧線圈的接地系統(tǒng)，這種接地系統(tǒng)的運行方式有不少成功的運行經(jīng)驗。的接地系統(tǒng)，這種接地系統(tǒng)的運行方式有不少成功的運行經(jīng)驗。隨著配電網(wǎng)自動化的發(fā)展

12、，電纜，目前部分地區(qū)已改用隨著配電網(wǎng)自動化的發(fā)展，電纜，目前部分地區(qū)已改用中性點經(jīng)小電中性點經(jīng)小電阻阻的接地系統(tǒng)。的接地系統(tǒng)。美國，新加坡，香港等地均為直接接地。美國，新加坡，香港等地均為直接接地。1.3 配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式配電網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展趨勢：配電網(wǎng)中性點接地方式的發(fā)展趨勢：1）以架空線為主的配電網(wǎng)和架空線、地下電纜混合使用的以架空線為主的配電網(wǎng)和架空線、地下電纜混合使用的配電網(wǎng)將采用中性點配電網(wǎng)將采用中性點經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)消弧線圈接地的方式。的方式。2 2）大、中城市以地下電纜為主的配電網(wǎng)可以考慮采用中性）大、中城市以地下電纜為主的配電網(wǎng)可以考慮采用中性點經(jīng)

13、點經(jīng)低值電阻接地低值電阻接地的方式。的方式。3 3）小城市的配電網(wǎng)，一般以架空線路為主，可以采用中性）小城市的配電網(wǎng)，一般以架空線路為主，可以采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式或采用中性點經(jīng)點經(jīng)消弧線圈接地的方式或采用中性點經(jīng)高阻抗接地高阻抗接地的的方式。方式。1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)三相四線三相四線1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)三相三線三相三線1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)對于家庭用電和動力用電相混合的地區(qū)，一般采用采用相電壓為對于家庭用電和動力用電相混合的地區(qū)，一般采用采用相電壓為220V220V，線電壓為，線電壓為380V 380V 接線的接線的三相四線制配電三相四線制配電。1.

14、4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)三相五線三相五線1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)三相五線三相五線低壓配電線路是指經(jīng)低壓配電線路是指經(jīng)配電變壓器配電變壓器，將高壓，將高壓10kV10kV降低到降低到380/220V380/220V等等級的線路。從車間變電所（配電室）到用電設(shè)備的線路就屬于低壓配級的線路。從車間變電所（配電室）到用電設(shè)備的線路就屬于低壓配電線路。電線路。一套典型的低壓配電系統(tǒng)設(shè)備主要包括計量柜、進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、一套典型的低壓配電系統(tǒng)設(shè)備主要包括計量柜、進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、電容補償柜、出線柜等。電容補償柜、出線柜等。配電變壓器將配電變壓器將10kV10kV電壓降壓為電壓降壓為380/220V

15、380/220V，經(jīng)過計量柜送至進(jìn)線柜，經(jīng)過計量柜送至進(jìn)線柜，再由出線柜分別送到各用戶。當(dāng)配電變壓器停電或發(fā)生故障時，通過再由出線柜分別送到各用戶。當(dāng)配電變壓器停電或發(fā)生故障時，通過聯(lián)絡(luò)柜可將另外一路備用電源投入使用聯(lián)絡(luò)柜可將另外一路備用電源投入使用1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)1.4 低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干放射式和樹干式兩種。式兩種。1.5 配電系統(tǒng)管理模式配電系統(tǒng)管理模式配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，投資占整個電力企業(yè)投資的60-80%;60-80%;配電系統(tǒng)銷售電能銷售電能占電力企業(yè)銷售電能的60%60%左右;-配

16、電管理對對電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有其極為重要的地位配電管理對對電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有其極為重要的地位。我國配電系統(tǒng)的管理模式;國外配電系統(tǒng)管理的概況;營配一體化的必要性和可行性; 1.5.1 我國我國配電系統(tǒng)管理模式配電系統(tǒng)管理模式根據(jù)電力企業(yè)生產(chǎn)管理、營銷管理等特點，在我國，由于電網(wǎng)企業(yè)長期受計劃經(jīng)濟(jì)和行業(yè)自然壟斷特征的影響，配電系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，各部門按職能劃分，從高層到低層形成多級管理的直線職能制組織形式，這種直線職能制的組織形式保持了集中統(tǒng)一指揮的優(yōu)點，同時又具有職能分工專業(yè)化的長處。1.5.1 我國我國配電系統(tǒng)管理模式配電系統(tǒng)管理模式辦公自動化系統(tǒng)電力營銷系統(tǒng)配電網(wǎng)運行管理配電

17、自動化系統(tǒng)1.6 配電網(wǎng)的評價體系配電網(wǎng)的評價體系電壓偏差網(wǎng)損率負(fù)載率負(fù)荷矩負(fù)荷密度容載比用戶平均停電時間AIHC1 供電可靠率RS1(1) (1) 供電電能質(zhì)量供電電能質(zhì)量o1 電壓幅值 2 頻率 3 波形 o4 波動和閃變 5 三相系統(tǒng)不平衡_+_pcosUIPtui評價指標(biāo)評價指標(biāo)電壓偏差電壓偏差電壓偏差 我國35-110KV變電所設(shè)計規(guī)范GB 50059-92第一章總則第一條規(guī)定： 35-110KV電壓允許變化范圍為額定電壓的5 5% % 10KV電壓允許變化范圍為額定電壓的5%5% 400V電壓允許變化范圍為額定電壓的+3%+3%-7%-7%(2) (2) 評價指標(biāo)評價指標(biāo)網(wǎng)損率網(wǎng)損

18、率網(wǎng)損率我國國家標(biāo)準(zhǔn)評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則（GB3485-83）中規(guī)定：降低企業(yè)受電端至用電設(shè)備間的線損，線損率應(yīng)達(dá)到下列指標(biāo)：一次變壓：3.5%3.5%以下；二次變壓：5.5%5.5%以下；三次變壓：7%7%以下。(3) (3) 評價指標(biāo)評價指標(biāo)負(fù)載率負(fù)載率負(fù)載率 負(fù)載率越大，越接近線路的熱穩(wěn)定極限和動穩(wěn)定極限，線路承受負(fù)載的能力越低，安全性能越差；負(fù)載率越小，經(jīng)濟(jì)性能越差。(4) (4) 評價指標(biāo)評價指標(biāo)負(fù)荷矩負(fù)荷矩負(fù)荷矩 電力工程電氣設(shè)計手冊規(guī)定：35kV輸電線路的供電半徑為20-50km；110kV為50-150km；220kV為100-300km。并給出了電壓損耗為10%時各電壓等

19、級線路在使用不同型號導(dǎo)線時，對應(yīng)不同功率因數(shù)的負(fù)荷矩。(下表功率因數(shù)為0.95)導(dǎo)線型號35kV架空線路負(fù)荷矩110kV架空線路負(fù)荷矩LGJ-1203062980LGJ-1503623510LGJ-1854154010LGJ-240/4630 電力負(fù)荷密度 負(fù)荷（KW)/平方公里（KM2） 北京北京 1000012000 KW/KM2 上海上海 1400015000KW/KM2 倫敦倫敦 1800020000KW/KM2 東京東京 1900021000KW/KM2(5) (5) 評價指標(biāo)評價指標(biāo)容載比容載比容載比 我國城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則規(guī)定：各地區(qū)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有統(tǒng)計資料和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式確定合理的容載比，并推薦220kV變電所可取1.82.35；35110kV變電所可取1.61.9。式中: Rs 容載比，kVA