高校配電網(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化

1、1 緒論1.1 本課題研究的目的和意義隨著校園高速發(fā)展及擴(kuò)大， 電力的供應(yīng)和消耗己滲透到校園生產(chǎn)、 師生生活的各個(gè)角落， 學(xué)校對(duì)電力的需求量越來越大， 對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性提出了新的要求。1.1.1 配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀學(xué)校的配電系統(tǒng)建設(shè)較早， 建設(shè)相對(duì)落后。 校園配電網(wǎng)， 己或多或少滯后于校園的發(fā)展壯大，成為制約校園發(fā)展的瓶頸。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，電力設(shè)備數(shù)量多但性能落后、免維護(hù)水平低且不適合自動(dòng)化要求等，導(dǎo)致可靠性不高，影響了師生的生活學(xué)習(xí)。從現(xiàn)有配電網(wǎng)的狀況進(jìn)行分析，根據(jù)需要和可能進(jìn)行改造，提高供電質(zhì)量、可靠性和安全性，降低損耗，以適應(yīng)校園的發(fā)展和擴(kuò)建的需要。1.1.2 當(dāng)前配電網(wǎng)存在的問題目

2、前，學(xué)校配電網(wǎng)的發(fā)展還存在一些普遍性問題，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱 ; 電力設(shè)備陳舊、事故率高、線路過載、可靠性差、電壓質(zhì)量低等。具體可歸納為以下幾點(diǎn) :1 、中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱長期以來，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極不合理，突出表現(xiàn)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，主次網(wǎng)架不清晰，多分段多互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)未形成。 配電網(wǎng)負(fù)荷增長迅速。 生活用電量增長給配電網(wǎng)帶來了很大的壓力，相當(dāng)多的一些設(shè)備因?yàn)檫^負(fù)荷而發(fā)生故故障發(fā)生頻繁等問題，用戶電壓不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)損耗過大。2 、配電網(wǎng)技術(shù)落后，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低目前，學(xué)校配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平較低，配電網(wǎng)設(shè)備落后陳舊，安全性差，能耗大，故障頻繁。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低，在學(xué)校電網(wǎng)中，中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化是

3、一塊空白。3 、線路損耗率較高，電壓合格率普遍較低目前，校園配電網(wǎng)普遍存在線損較高的問題。同時(shí)，電壓合格率也普遍較低。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國 10kV(6kV) 的配電網(wǎng)功率因數(shù)在 0.65 到 0.8, 這些主要與校園配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、 原建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低以及負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)有關(guān)。 早期建設(shè)的配網(wǎng)線路已經(jīng)不適合當(dāng)前的發(fā)展需要和要求。4、電網(wǎng)供電可靠性低，電網(wǎng)規(guī)劃不科學(xué)學(xué)校的配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，主要是由規(guī)劃人員依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和局部計(jì)算來進(jìn)行，在有限的條件下解決負(fù)荷增加、線路過載、電壓偏低等不斷出現(xiàn)的新問題。對(duì)于規(guī)模日益擴(kuò)大的配電網(wǎng)， 這種規(guī)劃方法將越來越難以進(jìn)行配電網(wǎng)的合理建設(shè)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1.1.3 配電網(wǎng)優(yōu)化的意義一

4、、降低配電網(wǎng)線損，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性長期以來， 電力部門不斷的降低電力系統(tǒng)的能耗和線損， 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠性。西方主要工業(yè)國家的線損率大致在5%-8%，我國為10%，與發(fā)達(dá)國家相比尚有差距。 35-11 0kV 配網(wǎng)線損是地區(qū)線損的重要組成部分，在正常運(yùn)行時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改善電網(wǎng)運(yùn)行方式從而達(dá)到降低配網(wǎng)網(wǎng)損的目的。二、均衡負(fù)荷，消除過載，提高供電電壓質(zhì)量在配網(wǎng)中，每條饋線均有不同類型的負(fù)荷如 : 商業(yè)類、生活類和生產(chǎn)類。由于不同類型負(fù)荷的日負(fù)荷曲線是不同的， 在變電站的變壓器及每條饋線上峰值負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間是不同的，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以將負(fù)荷從重負(fù)載或是過負(fù)載饋線（ 或變壓器、轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載（

5、 或變壓器 ） 上，這種轉(zhuǎn)移不僅調(diào)節(jié)了運(yùn)行饋線的負(fù)荷水平，消除饋線過載，還能改善電壓質(zhì)量，同時(shí)也可以有效地減小整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)損。三、提高供電可靠性在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 可以打開配電系統(tǒng)中的某些分段開關(guān)隔離故障， 同時(shí) 合上某些聯(lián)絡(luò)開關(guān)把故障線路上的部分或全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其它線路上去， 從而起到 快速隔離故障和恢復(fù)供電的目的。綜上所述， 學(xué)校的配電網(wǎng)的運(yùn)行中存在的突出問題表現(xiàn)為資金投入不足， 網(wǎng)損較高和可靠性較低，而配電網(wǎng)優(yōu)化能夠解決學(xué)校配電網(wǎng)現(xiàn)存的問題。但是，這三者之間存在著一定的抵制關(guān)系， 要想降低網(wǎng)絡(luò)損耗和提高供電可靠性， 就勢必會(huì)增加資金投入，但過多的資金投入會(huì)給學(xué)校造成投資壓力。所以本論

6、文將在資金投入，網(wǎng)絡(luò)損耗和可靠性這三者之間尋求一條最優(yōu)途徑，以滿足配電網(wǎng)改造的實(shí)際要求。1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)1.2.1 配電網(wǎng)可靠性研究的現(xiàn)狀配電系統(tǒng)可靠性的研究始于上世紀(jì)中后期， 其起步晚于發(fā)電和輸電系統(tǒng)可靠性的研究?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)的供電能力強(qiáng)大，并且涉及面廣泛，任何停電事故的發(fā)生都會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。 由于缺乏對(duì)可靠性的研究和管理， 以及人們開始并未意識(shí)到配電網(wǎng)可靠性的重要性， 一些國家的電力系統(tǒng)曾發(fā)生過大面積停電事故。其中，尤其是美國東北部電力系統(tǒng)（ 包括紐約市） 發(fā)生的大停電，引起了社會(huì)秩序的極大混亂，造成的損失驚人，成為國際史上的一次重大事故。自此以后，各國都大大加強(qiáng)了對(duì)

7、電力系統(tǒng)可靠性的研究工作。自 1965 年大量該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文問世以來，到目前為止，無論是在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面，還是在可靠性的模型和算法方面，都進(jìn)行了大量的研究，在發(fā)達(dá)國家，可靠性評(píng)估正逐步成為配電網(wǎng)決策中的常規(guī)性工作。國內(nèi)配電網(wǎng)可靠性評(píng)估中的工程應(yīng)用研究起步較晚， 八十年代初期才開始這方面的研究工作。由于缺乏必要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和行之有效的計(jì)算方法，初期發(fā)展緩慢。此后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市用電負(fù)荷迅速一嘈長，供需矛盾日益突出，迫切需要對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，這就促進(jìn)了配電網(wǎng)可靠性評(píng)估的發(fā)展。配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估雖然起步較晚，但在模型和算法上仍取得了很大的進(jìn)展。目前， 用于定量評(píng)估配電系統(tǒng)可靠性

8、的方法有三類: 一類是解析法、 一類是模擬法、另一類是人工智能方法。一、解析法解析法的基本思想是根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、 系統(tǒng)和元件的功能以及兩者之間的邏輯關(guān)系，建立系統(tǒng)的可靠性概率模型，通過遞推和迭代等過程精確求解此模型，從而計(jì)算用戶和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。1、概率分布法這種方法利用可靠度來計(jì)算系統(tǒng)在各種容量狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)概率指標(biāo)， 具有使用靈活方便，計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，可用于小型配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估，但它沒有較強(qiáng)的系統(tǒng)性， 建立元件故障和系統(tǒng)處于各種容量狀態(tài)之間的概率關(guān)系十分繁瑣， 且難以處理狀態(tài)之間的隨機(jī)轉(zhuǎn)移和多重故障等因素的影響。 上述缺點(diǎn)使其應(yīng)用范圍受到了限制。2 、表格法它是前蘇聯(lián)科學(xué)家塔里維爾季耶夫

9、在1970 年提出的。該方法簡單直觀，在理論上不存在其他模型因元件狀態(tài)不獨(dú)立而帶來的建模困難問題。 但表格法僅適用于手工計(jì)算，不利于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，難于對(duì)大型配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估計(jì)算。國內(nèi)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了有益的探索和分析，取得了一定的研究成果。3 、故障模式與后果分析法 (Failure Mode and Effect Analysis method 簡稱FEM做)這種方法通過對(duì)系統(tǒng)中各元件的狀態(tài)的搜索， 列出全部可能的系統(tǒng)狀態(tài)， 然后根據(jù)所規(guī)定的可靠性判據(jù)對(duì)系統(tǒng)的所有狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)分析， 找出系統(tǒng)的故障模式集合，最后在此集合的基礎(chǔ)上求得系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。該方法原理簡單、清晰，模型準(zhǔn)確，已廣泛用

10、于小型配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估中。但是，由于它的計(jì)算量隨著元件的增長成指數(shù)增加。故在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元件數(shù)目及操作方式增多時(shí)，系統(tǒng)的故障模式急劇增加，計(jì)算將變的冗長繁瑣。直接采用FEM做對(duì)一個(gè)復(fù)雜的輻射形配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估是十分困難的。4 、最小路法對(duì)配電系統(tǒng)中的每一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)， 求取其最小路模型， 將非最小路上的元件故障對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的影響，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，折算到相應(yīng)的最小路節(jié)點(diǎn)上，從而對(duì)于每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)， 僅對(duì)其最小路L 的元件進(jìn)行計(jì)算即可得到負(fù)荷點(diǎn)相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。 該算法可以結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際配置， 找出網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié)， 計(jì)算效率較FEMA法有了很大的提高， 但是對(duì)于由主饋線和分支饋線組成

11、的相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)， 其最小路的求解和簡化工作非常復(fù)雜。 此外， 它對(duì)我們不很關(guān)心的負(fù)荷點(diǎn)的指標(biāo)也做了大量的計(jì)算，耗費(fèi)了不必要的時(shí)間。二、模擬法模擬法是通過模擬元件壽命過程的實(shí)際情況， 并對(duì)此模擬過程進(jìn)行若干時(shí)間觀察，評(píng)估所求系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。適合于復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算，在有些特定場合，該方法甚至是唯一可行的求解方法，但這種方法耗時(shí)多而且精度不高。1, 蒙特卡羅模擬法(Monte Cario Method)在己知配電系統(tǒng)各元件的可靠性原始數(shù)據(jù)的前提下， 通過計(jì)算機(jī)模擬隨機(jī)出現(xiàn)的各種系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)， 從大量的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果中統(tǒng)計(jì)出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。 模擬法所要求的隨機(jī)模擬次數(shù)與系統(tǒng)的規(guī)模無關(guān)， 收斂速度與問題

12、的維數(shù)無關(guān)， 算法與程序結(jié)構(gòu)都較為簡單， 可以求解出可靠性指標(biāo)的概率分布， 適用于復(fù)雜大系統(tǒng)的可靠性評(píng)估。但模擬法計(jì)算量大，需要較長的模擬時(shí)間。在同樣的樣本容量下，系統(tǒng)可靠性水平越高，則模擬估計(jì)量的精度越差。基于降低方差，提高收斂速度的考慮，提出了分層抽樣、重要抽樣、對(duì)偶變量、控制變量及基于狀態(tài)分析的Monte Carlo 模擬等方法，取得了相當(dāng)?shù)某尚А?, 混合法模擬法可隨機(jī)模擬系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際方式， 考慮的情況更加全面， 且不需要做過多的假設(shè)，而解析法概念清晰，邏輯關(guān)系明確，在兩者的基礎(chǔ)上建立了混合法?；旌戏ㄊ?Monte Carlo 模擬法與解析法的有機(jī)結(jié)合，其基本思想是: 用 Monte

13、 Carlo模擬法隨機(jī)模擬系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程， 而用解析法確定系統(tǒng)在所模擬到的各種狀態(tài)中的平均持續(xù)時(shí)間，并以此代替持續(xù)時(shí)間的抽樣值?；旌戏ㄌ岣吡四M效率，減少模擬統(tǒng)計(jì)量的方差，已成為近年來可靠性評(píng)估研究的熱點(diǎn)。三、人工智能算法人工智能算法是通過仿效生物處理模式， 獲取智能信息處理功能， 以便簡化處理一些復(fù)雜現(xiàn)象， 快速有效的解決各種難題。 它是在 1956 年由美國的 McCarthy 和Vinsky 等人提出的，經(jīng)過多年努力己經(jīng)有了很大發(fā)展。目前包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法和遺傳算法等多種算法。1 、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的新方法， 研究中建立了三層前饋人工神

14、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采用了誤差反向傳播（BP）算法。在利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練后，即可用于計(jì)算配電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。該算法計(jì)算速度快、精度高，可以考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等多種實(shí)際運(yùn)行條件的影響。 但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)比較困難， 隱含層中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的選取問題仍需要作進(jìn)一步的研究。2 、模糊可靠性評(píng)估法在同時(shí)考慮隨機(jī)性不確定事件和模糊性不確定事件對(duì)系統(tǒng)可靠性影響的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用概率論和模糊集合論，提出了模糊可靠性評(píng)估方法。該方法應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)理論描述和處理設(shè)備與電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化及負(fù)荷狀態(tài)變化的隨機(jī)性， 應(yīng)用模糊集合論描述設(shè)備故障率、修復(fù)率、設(shè)備狀態(tài)概率、電網(wǎng)狀態(tài)概率及某負(fù)荷水平發(fā)生的概率和負(fù)荷水平預(yù)測等數(shù)值上的模

15、糊不確定性， 并利用相應(yīng)的模糊集合運(yùn)算得 出電網(wǎng)的模糊可靠性指標(biāo)。該方法可以較好的計(jì)入可靠性計(jì)算中的許 多模糊性不確定因素的影響。 但在隸屬函數(shù)的選取、 模型建立等方面仍存在一些困 難。1.2.2 配電網(wǎng)優(yōu)化研究的現(xiàn)狀配電網(wǎng)重構(gòu)是近年來電力系統(tǒng)領(lǐng)域一個(gè)引人注目的研究方向。通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移以達(dá)到均衡負(fù)荷、消除過載、降低網(wǎng)損 、提高供電電壓質(zhì)量和系統(tǒng)可靠性的效果。其中降低配電網(wǎng)線損一直是電力企業(yè)努力的方向。配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)最早是由Merlin和Back于1975年提出來的，之后不斷有研究成果發(fā)表。 事實(shí)上配電網(wǎng)優(yōu)化是一個(gè)多目標(biāo)非線性混合優(yōu)化問題， 處理多目標(biāo)優(yōu)化問題的方法之一是降維優(yōu)化方

16、法， 即選擇一個(gè)主要的目標(biāo)函數(shù)， 把其他的目標(biāo)作為約束處理。近幾十年來，電力工作者己經(jīng)在可靠性規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方面作了大量的工作，提出了許多實(shí)用的可靠性評(píng)估方法及重構(gòu)算法， 盡管采用了不同的方法， 借鑒不同的理論， 但都是從配電網(wǎng)某一指標(biāo)或某兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行研究， 在收斂性、 尋優(yōu)效果及運(yùn)算速度上仍存在一個(gè)尋找更為實(shí)用更為優(yōu)化及更加系統(tǒng)的綜合解的問題。因此，尋求一個(gè)收斂性好、計(jì)算速度快的配電網(wǎng)優(yōu)化途徑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.3 本論文進(jìn)行的研究圍繞配電網(wǎng)優(yōu)化這一主題， 首先介紹了配網(wǎng)優(yōu)化的基本思路、 用戶可靠性和線損的基本理論及計(jì)算方法， 通過配電網(wǎng)設(shè)備優(yōu)化， 利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)

17、現(xiàn)管理優(yōu)化和技術(shù)優(yōu)化，配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。其中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化又分為：多發(fā)段， 多連接的方式； 對(duì)低壓供電區(qū)采用兩臺(tái)較小容量變壓器分路供電并互為聯(lián)絡(luò)備用和電源點(diǎn)的優(yōu)化。使配電網(wǎng)絕緣化、電纜化達(dá)到配電網(wǎng)更經(jīng)濟(jì)更可靠。1.3.1 學(xué)校配電網(wǎng)絡(luò)存在的問題近年來，隨著學(xué)校招生規(guī)模擴(kuò)大以及學(xué)校加大對(duì)科研、教學(xué)儀器設(shè)備的投入，高等學(xué)校用電負(fù)荷在不斷增長，大部分高校配電網(wǎng)絡(luò)存在著以下幾方面的問題：(1) 用電負(fù)荷增長，供電容量不足。近年來，隨著學(xué)校加大對(duì)科研、教學(xué)儀器設(shè)備的投入，科研與教學(xué)用電負(fù)荷不斷增長，同時(shí)，隨著生活水平的提高，家用電器的普及，學(xué)生宿舍公寓化進(jìn)程加快，辦公場所與宿舍的空調(diào)、熱水器

18、等大功率用電設(shè)備增長迅猛，生活用電負(fù)荷猛增，然而，由于學(xué)校建設(shè)資金緊張等原因，配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展較為緩慢，導(dǎo)致用電供需矛盾突出。(2) 供電可靠性低。目前高校供電電壓等級(jí)為10kv ，影響教學(xué)、科研工作的開展和師生員工的正常生活(3) 設(shè)備陳舊、技術(shù)落后。目前許多高校設(shè)備檔次普遍較低，有的設(shè)備已使用多年，維護(hù)困難。如福州大學(xué)GGH1A高壓開關(guān)柜配置SN10油斷路器，已運(yùn)行18年，斷路器 漏油現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，需要經(jīng)常檢修，部分變電所還使用BSLffl低壓開關(guān)柜，維護(hù)困難。(4) 學(xué)校電網(wǎng)電能質(zhì)量低，線路損耗大。由于高校用電負(fù)荷高速增長，現(xiàn)有配電網(wǎng)因?qū)Ь€線徑小、供電半徑大、配變布點(diǎn)不合理、無功補(bǔ)償容量

19、欠缺等原因，學(xué)校電網(wǎng)電壓合格率普遍較低。(5) 學(xué)校配網(wǎng)自動(dòng)化水平低。隨著社會(huì)信息化和電氣化的高度發(fā)展，高校對(duì)供電可靠性的要求也越來越高， 甚至連電源的瞬時(shí)中斷也不允許， 配電系統(tǒng)采用原有的運(yùn)行、控制管理模式已無法適應(yīng)新形勢的要求2 配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論2.1 配電網(wǎng)優(yōu)化基本思路2.1.1 配電網(wǎng)優(yōu)化的總體原則配電網(wǎng)規(guī)劃是在學(xué)校發(fā)展規(guī)劃及擴(kuò)大規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過對(duì)學(xué)校發(fā)展和建設(shè)的調(diào)查、研究，提出電力需求預(yù)測，結(jié)合學(xué)校發(fā)展的總體設(shè)想，安排學(xué)校規(guī)劃建設(shè)改造項(xiàng)目。其中，要堅(jiān)持以下原則 :1 、配電網(wǎng)規(guī)劃以電力需求為導(dǎo)向，將配電網(wǎng)建設(shè)的效益與配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益兼顧考慮。2 、配電網(wǎng)所安排的建設(shè)項(xiàng)

20、目必須有利于電力市場的開拓，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有利于供售電量的增長。3 、配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，要貫徹電力與生活學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和適度超前的方針。4 、配電網(wǎng)規(guī)劃堅(jiān)持電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提高能源利用率，加快技術(shù)創(chuàng)新，確保配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.1.2 配電網(wǎng)優(yōu)化的技術(shù)原則1 、 為符合國家電壓標(biāo)準(zhǔn)和盡量簡化電壓層次的原則， 高壓配電網(wǎng)為 110 千伏，中壓配電網(wǎng)電壓為 10 千伏，低壓配電網(wǎng)電壓為 380/220 伏。2 、中壓配電網(wǎng)依據(jù)高壓變電站的分布和供電能力在滿足電能質(zhì)量及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)的范圍內(nèi)， 結(jié)合經(jīng)營配合管理上的方便性和城市功能分區(qū)劃分成相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)配電網(wǎng)。3

21、 、中壓配電網(wǎng)應(yīng)有一定的容量裕度，當(dāng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)不致使載流元件過載。當(dāng)任何一個(gè)中壓饋電柜因故停電時(shí)，通過倒閘操作，能繼續(xù)向用戶供電，當(dāng)發(fā)生線路故障時(shí)，通過倒閘操作，能繼續(xù)向非故障線路路段用戶供電，配電線路不過負(fù)荷，不限電。4 、中、低壓電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)與改造要積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料。設(shè)備選擇注意小型化、自動(dòng)化、免維護(hù)或少維護(hù)。5 、 隨著學(xué)校建設(shè)與改造的不斷進(jìn)行， 學(xué)校中壓配電網(wǎng)應(yīng)逐步提高絕緣化水平，在有條件的情況下要逐步發(fā)展電纜網(wǎng)絡(luò)和架空絕緣導(dǎo)線， 使規(guī)劃區(qū)內(nèi)的電纜化率和絕緣化率穩(wěn)步提高。新建的教學(xué)樓、住宅區(qū)應(yīng)采用電纜網(wǎng)供電。6 、分區(qū)配電網(wǎng)應(yīng)有明確的供電范圍，營業(yè)區(qū)不交錯(cuò)，分區(qū)

22、配電網(wǎng)的供電范圍以新的高壓變電站投產(chǎn)，負(fù)荷的增長程度進(jìn)行調(diào)整。7 、中心區(qū)公用架空配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行。8 、 分區(qū)配電網(wǎng)以高壓變電站不同兩段10 千伏母線為供電電源。 重要地區(qū)的分區(qū)配電網(wǎng)應(yīng)有兩個(gè)及兩個(gè)以上高壓變電站向其供電。9 、架空線路的主干網(wǎng)導(dǎo)線截面應(yīng)按配電網(wǎng)中長期規(guī)劃一次建成，主干線平均負(fù)荷電流一般應(yīng)控制在其安全電流的 1/2 左右， 當(dāng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)不致使配電網(wǎng)的各元件過載 ; 電纜線路的負(fù)荷電流一般應(yīng)控制在安全電流的 1/2 以下，超過時(shí)應(yīng)采取分路措施。10、開閉所電源電纜，每回路選用300MM銅芯，雙電源開閉所應(yīng)設(shè)備自投。11 、中性點(diǎn)可采取不接地，經(jīng)消弧線圈接地，經(jīng)小電阻

23、接地三種接地方式。12 、中壓配電線路供電半徑，校區(qū)中心不大于 2 公里，中心區(qū)外不超過3-4 公里。13 、學(xué)校道路網(wǎng)是學(xué)校配電網(wǎng)建設(shè)的依托，每條道路至少應(yīng)留一條線路路徑。校內(nèi)主、 次干道均應(yīng)留有電纜敷設(shè)位置， 重要主干道還應(yīng)留有電纜隧道或排管位置。道路交叉處可按規(guī)劃線路敷設(shè)足夠數(shù)量的電纜排管， 變電站進(jìn)出線通道應(yīng)按最終規(guī)模一次建成。2.2 用電系統(tǒng)用戶供電可靠性的基本理論供 電 系 統(tǒng) 用 戶 供 電 可 靠 性 (reliability of utility's power supply systemcustomer) 是指供電系統(tǒng)對(duì)用戶持續(xù)供電的能力。2.2.1 用戶統(tǒng)計(jì)低壓用

24、戶統(tǒng)計(jì)單位以380/220V 電壓受電的用戶，一個(gè)接受電業(yè)部門計(jì)量收費(fèi)的用電單位，作為一個(gè)低壓用戶統(tǒng)計(jì)單位。 。中壓用戶統(tǒng)計(jì)單位以10 (20, 6) kV電壓受電的用戶，一個(gè)用電單位接在同一條或分別接在兩條( 多條 ) 電力線路上的幾臺(tái)用戶配電變壓器及中壓用電設(shè)備， 應(yīng)以一個(gè)電能計(jì)量點(diǎn)作為一個(gè)中壓用戶統(tǒng)計(jì)單位。 ( 在低壓用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)工作普及之前，以 10 (6, 20) kV 供電系統(tǒng)中的公用配電變壓器作為用戶統(tǒng)計(jì)單位，即臺(tái)公用配電變壓器作為一個(gè)中壓用戶統(tǒng)計(jì)單位2.2.2 停電性質(zhì)分類故障停電供電系統(tǒng)無論何種原因未能按規(guī)定程序向調(diào)度提出申請(qǐng)，并在6h（或按供電合同要求的時(shí)間）前得到批

25、準(zhǔn)且通知主要用戶的停電。內(nèi)部故障停電凡屬本企業(yè)管轄范圍以內(nèi)的電網(wǎng)或設(shè)施等故障引起的停電。外部故障停電凡屬本企業(yè)管轄范圍以外的電網(wǎng)或設(shè)施等故障引起的停電。預(yù)安排停電凡預(yù)先己作出安排， 或在 6h 前得到調(diào)度批準(zhǔn)（ 或按供用電合同要求的時(shí)間 ） 并通知主要用戶的停電。計(jì)劃停電有正式計(jì)劃安排的停電。檢修停電按檢修計(jì)劃要求安排的檢修停電。施工停電系統(tǒng)擴(kuò)建、改造及遷移等施工引起的有計(jì)劃安排的停電。注 : 檢修停電及施工停電，按管轄范圍的界限，分別有內(nèi)部和外部兩種情況。用戶申請(qǐng)停電由于用戶本身的要求得到批準(zhǔn)，且影響其他用戶的停電。臨時(shí)停電一事先無正式計(jì)劃安排，但在6h（或按供電合同要求的時(shí)間）以前按規(guī)定程

26、序經(jīng)過批準(zhǔn)并通知主要用戶的停電。臨時(shí)檢修臨電系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)危及安全運(yùn)行、 必須處理的缺陷而臨時(shí)安排 的臨電。臨時(shí)施工臨電事先未安排計(jì)劃而又必須盡早安排的施工臨電。注 : 檢修臨電及施工臨電，按管轄范圍的界限，分別有內(nèi)部和外部兩種情況。用戶臨時(shí)申請(qǐng)臨電由于用戶本身的特殊要求而得到批準(zhǔn)， 且影響其他用戶的 臨電。限電在電力系統(tǒng)計(jì)劃的運(yùn)行方式下， 根據(jù)電力的供求關(guān)系， 對(duì)于求大于供的部分進(jìn)行限量的供應(yīng)。系統(tǒng)電源不足限甩由于電力系統(tǒng)電源容量不足， 由調(diào)度命令對(duì)用戶以拉閘或不拉閘的方式限電。供電網(wǎng)限電由于供電系統(tǒng)本身設(shè)備容量不足， 或供電系統(tǒng)異常， 不能完成預(yù) 定的計(jì)劃供電而對(duì)用戶的拉閘限電，或不拉閘

27、限電。臨電持續(xù)時(shí)間供電系統(tǒng)由臨止對(duì)用戶供電到恢復(fù)供電的時(shí)間段，以小時(shí)表單位為 kVAo示。臨電容量供電系統(tǒng)臨電時(shí)， 臨止供電的各用戶的裝見容量之和。停電缺供電量供電系統(tǒng)停電期間，對(duì)用戶少供的電量。單位為 :kW -h.停電缺供電量按下列公式計(jì)算:W=KxS1xT式中 :W1停電缺供電量，kWh;S1 一停電容量，即停止供電的各用戶的裝見容量之和（kVA）T 一停電持續(xù)時(shí)間，或等效停電時(shí)間， h;K 一載容比系數(shù)，K=P/s該值應(yīng)根據(jù)上一年度的具體情況于每年年初修正一次。式中 :P 一供電系統(tǒng)（或某條線路 ）上年度的年平均負(fù)荷kW;S 一供電系統(tǒng)（ 或某條線路） 上年度的用戶裝見容量總和 （kV

28、A）;尸及 S 系指同一電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)年平均負(fù)荷及其用戶裝見總?cè)萘?。P=h年度售電量（KW. h）/8760（h）注 : 閏年為 8784 ho2.2.3 可靠性主要指標(biāo)及計(jì)算公式1、用戶平均停電時(shí)間 : 用戶在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電小時(shí)數(shù)用戶平均停電時(shí)間=E（每戶每次停電時(shí)間）/總用戶數(shù)=E（ 每次停電持續(xù)時(shí)間x每次停電用戶數(shù)）/總用數(shù)若不計(jì)外部影響時(shí):用戶平均停電時(shí)間（ 不計(jì)外部影響）=用戶平均停電時(shí)間一用戶平均受外部影響停電時(shí)間h/ 戶用戶平均受外部影響停電時(shí)間=（每次外部影響停電持續(xù)時(shí)間 x 每次受其影響的停電戶數(shù)）/ 總用數(shù)若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí):用戶平均停電時(shí)間 （ 不計(jì)系統(tǒng)電

29、源不足限電 ）=（用戶平均停電時(shí)間一用戶平均限電停電時(shí)間 ）/ 用戶平均限電停時(shí)間=E（每次限電停電持續(xù)時(shí)間X每次限電停電戶數(shù)）/總用戶數(shù)2、供電可靠率:在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，對(duì)用戶有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值供電可靠率=（1-（ 用戶平均停電時(shí)間 /統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間 ）X 100%若不計(jì)外部影響時(shí):供電可靠率（ 不計(jì)外部影響）=（1-（ 用戶平均停電時(shí)間一用戶平均受外部影響停電時(shí)間 ）/ 統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間 ）X 100%若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí):供電可靠率（ 不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電）（1-（ 用戶平均停電時(shí)間一用戶平均限電停電時(shí)間 ）/ 統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間 ）X 100%3、用戶平均停電次數(shù): 供電用

30、戶在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電次數(shù)用戶平均停電次數(shù)二E（每次停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)若不計(jì)外部影響時(shí):用戶平均停電次數(shù)（不計(jì)外部影響）二（E（每次停電用戶數(shù)）一 E（每次受外部影響的停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí):用戶平均停電次數(shù)（不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電 ）二（E（每次停電用戶數(shù)）一 E（每次限電停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)4、用戶平均故障停電次數(shù): 供電用戶在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均故障停電次數(shù)用戶平均故障停電次數(shù)=.E（每次故障停電用戶數(shù)） / 總用戶數(shù)5、 用戶平均預(yù)安排停電次數(shù): 供電用戶在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均預(yù)安排停電次數(shù)用戶平均預(yù)安排停電次數(shù)二E（每次預(yù)安排停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)若不計(jì)系統(tǒng)電源

31、不足限電時(shí):用戶平均預(yù)安排停電次數(shù)（ 不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電 ）二（E（每次預(yù)安排停電用戶數(shù)）一 E（每次限電停電用戶數(shù)）/總用戶數(shù)6、 系統(tǒng)停電等效小時(shí)數(shù): 在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)， 因系統(tǒng)對(duì)用戶停電的影響折（ 等效 ） 成全系統(tǒng)（全部用戶）停電的等效小時(shí)數(shù)。未統(tǒng)停電等效小時(shí)數(shù)=（E （每次停電容量X每次停電時(shí)間）/系統(tǒng)供電總?cè)萘? 配電網(wǎng)優(yōu)化的基本內(nèi)容3.1 配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化3.1.1 配電網(wǎng)的結(jié)線原則（ 1） 壓變電站的 10 千伏母線結(jié)線由兩臺(tái)主變壓器供電的 10 千伏母線結(jié)線推薦采用單母線分段； 3 臺(tái)主變壓器的 10千伏母線結(jié)線按照變壓器的容量推薦采用單母線四分段或六分段。（ 2） 壓配電

32、網(wǎng)應(yīng)根據(jù)高壓變電站布點(diǎn)、負(fù)荷分布和運(yùn)行管理的需要分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)應(yīng)有較明確的供電范圍，一般不應(yīng)交錯(cuò)重疊。分區(qū)的供電范圍要隨著新增高壓變電站的布點(diǎn)和負(fù)荷的增長而進(jìn)行調(diào)整。（ 3） 10 千伏架空配電線路根據(jù)線路長度、 負(fù)荷密度等因素進(jìn)行適當(dāng)分段連接，宜采用三分段四連接方式。 線路的正常運(yùn)行負(fù)荷電流一般控制在其回路額定電流的2/3 以下，以增強(qiáng)互供轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力。（ 4） 10 千伏電纜線路網(wǎng)絡(luò)一般采用開環(huán)運(yùn)行的單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)和混合環(huán)網(wǎng)；一次設(shè)備允許、經(jīng)計(jì)算可行、保護(hù)配置完善，可采用閉環(huán)運(yùn)行。（5）低壓線路應(yīng)有明確的供電范圍，同桿架設(shè)的低壓架空線路不應(yīng)穿越10千伏架空線路的分段開

33、關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)。（ 5） 壓配電網(wǎng)絡(luò)采用桿上變壓器、預(yù)裝式變電站（箱變）和配電所配電變壓器為電源的樹枝狀或放射式結(jié)構(gòu)； 相鄰變壓器低壓干線之間可裝設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)或跨接線，以提高運(yùn)行的靈活性。3.1.2 配電網(wǎng)的工程設(shè)計(jì)優(yōu)化（ 1） 10 千伏架空配電線和電纜主干線的導(dǎo)線截面宜按遠(yuǎn)期（ 20 年）規(guī)劃供電能力考慮，主干線導(dǎo)線截面不宜超過兩種。（ 2） 化工、污穢地區(qū)，樹線矛盾突出和人口密集的地區(qū)，10 千伏架空配電線路宜優(yōu)先采用絕緣導(dǎo)線。使用絕緣導(dǎo)線應(yīng)完善絕緣化設(shè)施、防雷設(shè)施，并注意采取防止絕緣導(dǎo)線進(jìn)水腐蝕導(dǎo)線的措施。（ 3） 華地區(qū)、重要地段、主要道路、高層建筑以及有特殊要求的地段，根據(jù)資金的可能宜

34、采用電纜線路。4）盡量延伸中壓線路，深入負(fù)荷中心，配電變壓器采用小容量、多布點(diǎn)，縮短低壓供電半徑。 低壓供電半徑一般應(yīng)控制在100 至 150 米（或經(jīng)過驗(yàn)算后確定） ，最大不宜超過200米。（ 4） 、低壓架空配電線路宜同桿架設(shè)，做到同桿并架的中、低壓線路為同一電源。（ 6） 10 千伏開閉所1）建設(shè)開閉所建設(shè)開閉所的目的是提高變電站中壓出線間隔的利用率、擴(kuò)大配送的線路數(shù)量和解決出線走廊所受到的限制。2）設(shè)置地點(diǎn)高層建筑相對(duì)集中的街區(qū)，規(guī)模較大的住宅小區(qū)以及負(fù)荷中心區(qū)都是建設(shè)開閉所的合適地點(diǎn)。開閉所如建在高層建筑內(nèi)，宜建在高層建筑的 0 米層上，如建在高層建筑的地下室， 應(yīng)滿足電氣布置和安全

35、運(yùn)行所需要的層高、 消防、 通風(fēng)、 防水、排水、防潮、設(shè)備檢修和運(yùn)輸通道等技術(shù)要求。單獨(dú)建開閉所一般應(yīng)結(jié)合配電所一并進(jìn)行。3）電氣結(jié)線開閉所的結(jié)線力求簡化，采用單母線分段結(jié)線，設(shè)分段開關(guān)，兩回進(jìn)線， 610 回出線。4）開閉所的保護(hù)及自動(dòng)裝置10kv 開閉所，出線回路多、可靠性要求高，宜采用斷路器，配置定時(shí)限或反時(shí)限過流保護(hù)，分段開關(guān)設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置。一般開閉所，考慮保護(hù)上下級(jí)級(jí)差配合困難，開閉所的出線采用負(fù)荷開關(guān)和熔斷器組合裝置，作為出線保護(hù)，分段開關(guān)不設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。（ 7） 10 千伏配電所1） 一般為兩回10千伏進(jìn)線，裝2臺(tái)配電變壓器；容量按6301250千伏安容量設(shè)計(jì)

36、。 10 千伏配電裝置可采用環(huán)網(wǎng)供電單元，變壓器高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合裝置 （若單臺(tái)變壓器容量大于1250 千伏安應(yīng)采用斷路器） ， 變壓器接線組別一般采用Dynll ，但應(yīng)注意與原有變壓器接線組別的一致性。低壓側(cè)為單母線分段，并裝設(shè)按電壓和無功功率自動(dòng)投切的無功補(bǔ)償裝置。2）對(duì)供電可靠性有特殊要求的地區(qū)，可采用3 回 10 千伏進(jìn)線，裝 3 臺(tái)配電變壓器，低壓側(cè)為三段母線。（ 8）電纜通道沿道路（一般為人行道或慢車道）或穿越道路敷設(shè)電纜管孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃，適當(dāng)預(yù)埋一定數(shù)量的電力電纜管道，避免今后多次開挖。3.2 配電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化3.2.1 10 千伏系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式根

37、據(jù)交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合規(guī)定， 10 千伏系統(tǒng)母線接地電容電流10安培時(shí)，應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈或電阻接地方式。確定中性點(diǎn)接地方式時(shí)，必須全面研究以下要求：（ 1）保證供電可靠性要求。（ 2）單相接地時(shí)，健全相最大的工頻電壓升高盡可能低。（ 3） 單相接地時(shí)的短路故障電流應(yīng)限制在對(duì)通訊線路干擾影響的容許范圍之內(nèi)。（ 4）單相接地時(shí)故障線路繼電保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度和選擇性。（ 5） 10 千伏網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（ 6）人身安全的接觸電壓和跨步電壓3.2.2 無功和電壓的調(diào)整（ 1）預(yù)置型的調(diào)整方式按母線電壓合格為目標(biāo)，當(dāng)電壓過高或過低時(shí)或者按負(fù)荷的輕與重先切或先投無功補(bǔ)償裝置，仍不滿足時(shí)，再調(diào)整主

38、變壓器的有載調(diào)壓裝置。（ 2） VQO件的調(diào)整方式：按縱座標(biāo)為無功功率和橫坐標(biāo)為電壓組成的九域圖或十七域圖進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)電壓處于上限， 無功功率處于上限或電壓處于下限， 無功功率處于下限時(shí)以切或投電容器為主：當(dāng)電壓處于下限，無功功率處于上限或電壓處于上限，無功功率處于下限時(shí)，以調(diào)整主變壓器有載調(diào)壓裝置為主，這種調(diào)整方式不僅電壓質(zhì)量合格，而且功率因數(shù)也滿足要求。（ 3）網(wǎng)絡(luò)級(jí)的無功電壓優(yōu)化：即地區(qū)電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化運(yùn)行集中控制系統(tǒng) ，它是通過地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化SCADA（統(tǒng)采集全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行電壓、無功功率、有功功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以地區(qū)電網(wǎng)電能損耗最少為目標(biāo)，以各節(jié)點(diǎn)電壓合格為約束條件，進(jìn)行綜合優(yōu)化計(jì)算，形

39、成有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)調(diào)節(jié)、無功補(bǔ)償設(shè)備投切控制指令、借助調(diào)度自動(dòng)?；到y(tǒng)的“四遙”功能、利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過調(diào)度控制中心自動(dòng)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補(bǔ)償設(shè)備的集中控制， 達(dá)到主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少和電容器投切最合理。3.2.3 10 千伏系統(tǒng)的短路容量短路容量一般宜采用城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則規(guī)定的數(shù)值（ 10 千伏、 16千安） ，經(jīng)濟(jì)技術(shù)論證也可略超過該導(dǎo)則規(guī)定的數(shù)值。3.2.4 配電自動(dòng)化（ 1） 實(shí)施配電自動(dòng)化堅(jiān)持總體規(guī)劃、 分步實(shí)施、 因地制宜、 以點(diǎn)帶面的原則。（ 2） 配電自動(dòng)化的試點(diǎn)工程要選在對(duì)供電可靠性要求高和配電網(wǎng)架相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)。工程要

40、以達(dá)到實(shí)用化驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)。（ 3） 電網(wǎng)的建設(shè)與改造要為實(shí)施配電自動(dòng)化規(guī)劃創(chuàng)造條件。1）配電網(wǎng)上使用的設(shè)備，如柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所的開關(guān)應(yīng)預(yù)留實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化技術(shù)要求所需要的驅(qū)動(dòng)操作的功能， 并預(yù)留實(shí)現(xiàn)就地取得交流電源的條件和在失去交流電源后的電源維持的設(shè)施。2）在敷設(shè)電力電纜的同時(shí)，要預(yù)埋通訊電纜的管孔，避免以后實(shí)施配電自動(dòng)化時(shí)產(chǎn)生多次開挖。3.2.5 架空配電線路的不停電作業(yè)（ 1）架空配電線路的建設(shè)與改造要從設(shè)計(jì)（橫擔(dān)長度、排列方式等）施215（包括桿上配電設(shè)備的安裝）等方面為實(shí)施配電網(wǎng)的不停電作業(yè)創(chuàng)造條件。（ 2） 為擴(kuò)大不停電作業(yè)的規(guī)模效應(yīng)， 應(yīng)大力推廣下述不停電作業(yè)的三種方式：

41、1）作業(yè)人員站在高架車的絕緣斗上，戴絕緣帽、穿絕緣服、利用絕緣手套及相關(guān)的絕緣遮蔽進(jìn)行直接作業(yè)。2）采用引流短接線把檢修段線路進(jìn)行帶電切換旁路短接，檢修段外的線路通過旁路線繼續(xù)供電，使檢修段設(shè)備及線路脫離電源后進(jìn)行停電檢修。3）將需要作業(yè)的線路上的用戶由發(fā)電機(jī)或備用配電變壓器供電，再將需要停電的部分線路和設(shè)備進(jìn)行停電檢修。3.3 配電網(wǎng)設(shè)備的優(yōu)化3.3.1 設(shè)備優(yōu)化的原則應(yīng)選用小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、無油化、集成化、微機(jī)化、低能耗、少維護(hù)、免檢修或少檢修的設(shè)備，噪音滿足環(huán)保要求，并為實(shí)施配電自動(dòng)化創(chuàng)造條件。3.3.2 設(shè)備優(yōu)化的內(nèi)容（ 1）柱上變壓器1）應(yīng)采用全密封低損耗、低噪音的變壓器，目前卷鐵芯和

42、非晶合金變壓器都是典型的節(jié)能型變壓器。 對(duì)于負(fù)荷特性平穩(wěn)且變化不大的地區(qū)宜選用銅損比較小的變壓器： 對(duì)負(fù)荷特性晝夜變化大而一年中大部分時(shí)間負(fù)荷比較低的地區(qū)宜選用卷鐵芯變壓器或非晶合金變壓器。單臺(tái)變壓器容量宜限制在315（ 400）千伏安及以下。2） 為提高柱上變壓器安全運(yùn)行水平，變壓器的高低壓引出線宜采用絕緣導(dǎo)線，引線與變壓器高低壓套管的連接部分宜加裝絕緣護(hù)套。（ 2）預(yù)裝式變電站（箱變）1）應(yīng)用場所校區(qū)的主次干道旁邊、廣場綠地、個(gè)別有困難以及臨時(shí)施工用電都是安裝預(yù)裝式變電站（箱變）的合適場所。2）容量選擇容量一般以315500千伏安為宜。3）安裝要求預(yù)裝式變電站（箱變）：應(yīng)安裝在離地面0.2

43、0.3米的硅基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)下面應(yīng)有便于高低壓電纜接入的管孔，且滿足防水通風(fēng)和防小動(dòng)物進(jìn)入預(yù)裝式變電站（箱變）的密封要求。4）美式箱變串入10千伏主干電纜線路時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱穩(wěn)定較驗(yàn)。采用四位置開關(guān)的美式箱變，帶電切換電源方便，由于在切換過程中有短時(shí)停電，故不宜把四位置開關(guān)串入10 千伏主干電纜線路當(dāng)作環(huán)網(wǎng)開關(guān)使用。（ 3）柱上開關(guān)作為架空配電線路分段用的開關(guān)宜選用負(fù)荷開關(guān)；而對(duì)于較長線路可采用斷路器作為重合器，其開斷短路電流值應(yīng)大于等于 16 千安，但應(yīng)通過短路電流的校驗(yàn)。無論是負(fù)荷開關(guān)還是斷路器，其操作機(jī)構(gòu)應(yīng)預(yù)留實(shí)現(xiàn)電動(dòng)分合閘功能。（ 4）開閉所的開關(guān)對(duì)負(fù)荷密度較大、負(fù)荷輸配較重、出線回路較多的開閉

44、所宜采用斷路器方式；對(duì)負(fù)荷密度小、 地處受端的開閉所宜采用負(fù)荷開關(guān)及負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合裝置方式；對(duì)于不直接開斷短路電流的開閉所進(jìn)線開關(guān)視運(yùn)行方式、保護(hù)配置、輸送負(fù)荷量等綜合平衡后可以選用負(fù)荷開關(guān)。（ 5）重合器重合器按滅弧介質(zhì)分類有SF6氣體絕緣和真空兩種。10千伏架空配電線路較長或有支接線路，采用重合器作分段或支接開關(guān)，提高保護(hù)的選擇性?，F(xiàn)有變電站饋線開關(guān)一時(shí)得不到改造，采用在饋線開關(guān)出口處加裝重合器代替饋線開關(guān)提高配電可靠性。（ 6）環(huán)網(wǎng)柜（環(huán)網(wǎng)供電單元）1）環(huán)網(wǎng)柜按其安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種，戶外式環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)滿足環(huán)境溫度、防水、防潮和耐腐蝕的要求。環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)應(yīng)具備固定電纜的支架。2

45、）應(yīng)用場所：10 千伏主干電纜線路的分段或聯(lián)絡(luò)應(yīng)采用環(huán)網(wǎng)柜，環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的開關(guān)為負(fù)荷開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)具備可手動(dòng)和電動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)。10千伏開15所和10千伏配電所（單臺(tái)變壓器容量01250千伏安）內(nèi)的高壓配電裝置可采用可擴(kuò)展式的環(huán)網(wǎng)柜， 柜內(nèi)開關(guān)為負(fù)荷開關(guān)。 開閉所出線間隔和配電所內(nèi)變壓器高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合裝置作為變壓器高壓側(cè)保護(hù)， 應(yīng)注意組合裝置中負(fù)荷開關(guān)開斷轉(zhuǎn)移電流的能力。 負(fù)荷開關(guān)應(yīng)具備可手動(dòng)和電動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)。（ 7）電纜分支箱1）電纜分支箱分中壓和低壓電纜分支箱，根據(jù)進(jìn)線的導(dǎo)線截面和出線的需要確定中低壓電纜分支箱的出線回路數(shù)。 中壓電纜分支箱一般按一進(jìn)三出配置， 低壓電纜分支箱一般

46、不超過八回出線。 中壓電纜分支箱進(jìn)線應(yīng)加裝帶電顯示裝置， 進(jìn)出線電纜應(yīng)加裝抗干擾型的短路故障指示器。2）應(yīng)用場所中壓電纜分支箱不宜當(dāng)作環(huán)網(wǎng)柜，串入電纜的主干線路。中壓電纜分支箱的進(jìn)線來自主干電纜的環(huán)網(wǎng)柜的出線。 分支箱可安裝于廣場、 校園的綠地或主次干道的旁邊，分支箱應(yīng)安裝在離地面0.20.3米的硅基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)下面應(yīng)有便于電纜接入的管孔。低壓電纜分支箱一般用于住宅小區(qū)的配電， 其進(jìn)線來自附近10 千伏配電所或預(yù)裝式變電站（箱變）的低壓出線。分支箱一般應(yīng)靠近受電端，可安裝于住宅小區(qū)的綠化帶或建筑物的周邊場地。（ 8）戶外跌落式熔斷器作為桿上配電變壓器的主保護(hù)和中壓用戶的支接保護(hù)或線路的分段保護(hù)，

47、要求正常運(yùn)行時(shí)，觸頭壓力大，壓嘴和熔絲具的接觸良好，溫升低，且不會(huì)自落；要求開斷短路電流值為 12.5 千安以上，推薦采用帶負(fù)荷分?jǐn)嗄芰Φ牡涫饺蹟嗥?。?9）線路故障指示器為了縮短架空線路發(fā)生故障后尋找故障區(qū)段的時(shí)間，宜在線路的分段開關(guān)處和線路的分支處裝設(shè)機(jī)械式架空線故障指示器。 在電纜的環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)宜裝電纜故障傳感器， 其短路或接地故障的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)光信號(hào)或經(jīng)光纜將動(dòng)作信號(hào)傳送到遠(yuǎn)方的監(jiān)控系統(tǒng)，可判明故障發(fā)生的區(qū)段。（ 10）計(jì)量裝置計(jì)量裝置應(yīng)滿足高精度、高穩(wěn)定、多變比、能遠(yuǎn)傳、防竊電等多種功能的要求。3.4 配電網(wǎng)管理的優(yōu)化3.4.1 用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化計(jì)算機(jī)規(guī)劃軟件包應(yīng)包括負(fù)荷

48、的預(yù)測、站點(diǎn)布置、配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、理論線損計(jì)算、可靠性分析計(jì)算等內(nèi)容。3.4.2 地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上的配電管理系統(tǒng)建立這一系統(tǒng)是優(yōu)化配電管理、不斷提高配電現(xiàn)代管理水平的重要手段和發(fā)展方向。系統(tǒng)的功能開發(fā)和應(yīng)用以安全、降耗、提高供電質(zhì)量、為客戶服務(wù)和提高勞動(dòng)管理效率為目標(biāo)，推進(jìn)與客戶服務(wù)中心、營銷管理、負(fù)荷管理等系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)配電、用電信息的交換和共享。目前應(yīng)做好配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)與配電SCAD碌統(tǒng)和客戶服務(wù)中心的故障管理系統(tǒng)的安全集成，提高配電網(wǎng)運(yùn)行、檢修和管理的水平。3.5 配電網(wǎng)終端優(yōu)化照明設(shè)備是學(xué)校中最為廣泛的一種用電設(shè)備。照明設(shè)備雖然單體功率不大，但由于使用數(shù)量多，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，高校

49、照明耗電量約占學(xué)校耗電量的30。可見，照明節(jié)能是高校電氣節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。照明節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。主要是提高光源、燈具、啟動(dòng)裝置、照明控制的總效率。需從照明方式及其控制、天然光利用和加強(qiáng)維護(hù)管理等方面綜合考慮節(jié)能。3.5.1 推廣使用高光效光源各種照明光源電能轉(zhuǎn)換以高壓鈉燈效率最高。熒光燈和金屬鹵化物燈次之，高壓汞燈不高，而白熾燈為最低。從節(jié)能考慮，選用光源應(yīng)盡量少用白熾燈，優(yōu)先使用三基色細(xì)管熒光燈和緊湊型熒光燈； 逐步減少高壓汞燈的使用量。 特別是不應(yīng)隨意使用自鎮(zhèn)汞燈；積極推廣高效、長壽高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。采用熒光燈照明是高校教學(xué)樓、 實(shí)驗(yàn)科研中心和綜合辦公樓常用的光源。 該燈配高效能

50、電子鎮(zhèn)流器?？墒构庑侍岣?5，功率因數(shù)達(dá)到0 9以上，節(jié)電達(dá)30。3.5.2 智能化控制照明節(jié)能對(duì)教學(xué)樓和圖書館等場所照明安裝智能化控制裝置，裝置可對(duì)照明電壓優(yōu)化處理， 饋送給燈光負(fù)荷的電壓為最優(yōu)值， 可消除高次諧波對(duì)燈光的影響并調(diào)整三相負(fù)荷平衡，減少中性線電流。通過調(diào)壓、移相、平衡等技術(shù)達(dá)到切除過剩電壓、抑制諧波，改善功率因數(shù)、降低線損，實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能；另外，該裝置還具有識(shí)別自然光在室內(nèi)照度的功能。當(dāng)自然光滿足室內(nèi)亮度要求時(shí)，可自動(dòng)切斷室內(nèi)照明電源，杜絕白天開長明燈現(xiàn)象.裝置節(jié)電率達(dá)到15%30%。3.5.3 提高校園路燈節(jié)能效率。高校校園面積大校園道路照明燈長時(shí)間在供電電壓偏高狀態(tài)下使用，

51、消耗電能約占校園用電的 5。對(duì)校園路燈可進(jìn)行集中控制，在控制柜內(nèi)裝設(shè)智能式路燈控制器，控制路燈穩(wěn)壓器輸出電壓在190V220VE圍。通過測試路燈在190V寸工作消耗的功率與在220V寸消耗的功率相比較減少34. 1%。智能式路燈集中控制柜既能調(diào)節(jié)燈電壓。又能定時(shí)自動(dòng)開啟和關(guān)閉路燈使用后可節(jié)電30。延長燈泡使用壽命58倍。3.6 無功補(bǔ)償優(yōu)化電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償優(yōu)化的目的是保證系統(tǒng)安全可靠性及良好的電能質(zhì)量的前提下，使系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性最好。研究無功補(bǔ)償優(yōu)化配置，必須把電能損失費(fèi)用和補(bǔ)償設(shè)備的投資費(fèi)用綜合起來，作為評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)，才能準(zhǔn)確合理符合實(shí)際情況，即在滿足系統(tǒng)的負(fù)荷需求及各點(diǎn)電壓約束和有功無

52、功潮流約束等前提條件下，確定新增補(bǔ)償設(shè)備的安裝位置及容量，使系統(tǒng)的全年電能損失費(fèi)用與無功補(bǔ)償設(shè)備的投資費(fèi)用之和最小。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型采用年電能損失費(fèi)用與折合為等年值的新增無功補(bǔ)償設(shè)備的投資費(fèi)用之和最小為目標(biāo)函數(shù)。在約束條件中，考慮了最大負(fù)荷，一般負(fù)荷和最小負(fù)荷三種運(yùn)行方式下相應(yīng)的等式約束和不等式約束。在求解方法上，把這一復(fù)雜的規(guī)劃問題分解為最大負(fù)荷方式，一般負(fù)荷方式和最小負(fù)荷方式三個(gè)子模型。其投資費(fèi)用在最大負(fù)荷方式下考慮，對(duì)于三個(gè)子模型用最大負(fù)荷損耗時(shí)間來協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在潮流計(jì)算方法上，配電網(wǎng)采用逐段推算的方法。3.6.1 配電網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型建立適合電力系統(tǒng)配電網(wǎng)實(shí)際情況

53、的數(shù)學(xué)模型是解決無功優(yōu)化問題的關(guān)鍵。我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)電壓質(zhì)量低劣的根本原因是無功電源不足或過剩以及無功的不合理分配和流動(dòng)。 無功補(bǔ)償優(yōu)化模型是一個(gè)含有大量約束的非線性規(guī)劃問題。 在滿足電網(wǎng)的運(yùn)行約束條件和控制約束條件下， 通過優(yōu)化無功補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償位置和補(bǔ)償容量以及變壓器的分接頭的位置，使無功補(bǔ)償后的線損減少，電壓合格率升高，綜合經(jīng)濟(jì)效益最大。無功優(yōu)化的目標(biāo)包含技術(shù)性能目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，可以是:1）有功網(wǎng)損最小。2）電壓質(zhì)量最好。3）補(bǔ)償電容量最小。4）綜合經(jīng)濟(jì)效益最大。綜合考慮以上各項(xiàng)指標(biāo)及配網(wǎng)實(shí)際情況， 優(yōu)化模型采用年運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)。年總運(yùn)行費(fèi)用包括由于網(wǎng)損所引起的電能損失費(fèi)用和設(shè)備的

54、投資費(fèi)用。3.6.2 實(shí)際分析以某高校配電網(wǎng)380v配電網(wǎng)為例，運(yùn)用所學(xué)無功補(bǔ)償方法進(jìn)行計(jì)算和分析確定 補(bǔ)償方案，并對(duì)其效果進(jìn)行分析：其配電結(jié)構(gòu)圖及負(fù)荷分布情況如下主樓照明 P1=88KWQ1=152.42630kva 16#18#19#宿舍樓 P2=40.32KW10kv配電網(wǎng)Q2=69.8kvar#22#223#24#3=93.11kvar宿金樓P3=53.76KW功率因數(shù)0.710.5/380-CD食堂 .P4=77.5KWQ4=53.48kvar主樓動(dòng)力P5=143.5KWQ5=146.4kvar鍋爐房P6=56.5KWQ6=57.6kvar圖1某高校配電網(wǎng)接線圖各條線路負(fù)荷及其補(bǔ)償容量計(jì)算情況如下：線路一主樓照明：日光燈（40W 2200盞 功率因數(shù)0.5照明電路功率因數(shù)一般比較高，但是由于鎮(zhèn)流器的作用其功率因數(shù)只有 0.5左 右很難達(dá)到要求。鎮(zhèn)流器是與日光燈管相串聯(lián)的一個(gè)元件，實(shí)際上是繞在硅鋼片鐵心上的電感線 圈，具感抗值很大。鎮(zhèn)流器的作用是：限制燈管的電流；產(chǎn)生足夠的自感電動(dòng) 勢（啟動(dòng)時(shí)），使燈管容易放電起燃。其作用很容易與啟輝器混淆。因此有必要在加載并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)，降低能耗。由于負(fù)荷較分散逐個(gè)補(bǔ)償時(shí)產(chǎn)生的無功補(bǔ)償費(fèi)用很高，與無功補(bǔ)償意圖矛盾， 所以易在380v母線加載并聯(lián)電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，其補(bǔ)償容量算法如下：P1 40 2200 880