第四章_配電系統(tǒng)

1、第四章第四章 配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容了解配電網(wǎng)的概念、分類、特點(diǎn)；掌握配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)運(yùn)行上的差別掌握配電網(wǎng)接線及其運(yùn)行方式掌握配電網(wǎng)故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本概念和方法了解配電開關(guān)設(shè)備及相互配合配電網(wǎng)定義配電網(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(luò)。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(luò)。配電網(wǎng)的組成：架空或電纜配電線路、配電開關(guān)類設(shè)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)分類配電網(wǎng)分類高壓配電網(wǎng)(110-220kV) 中壓配電網(wǎng)(10kV、20kV、35kV) 低壓配

2、電網(wǎng)(380/220V、660/380V)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) 等配電網(wǎng)的特點(diǎn)配電網(wǎng)的特點(diǎn) 配電網(wǎng)規(guī)模增長迅速配電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)局部地區(qū)的配電網(wǎng)呈爆炸式增長趨勢配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測困難、網(wǎng)絡(luò)改建、擴(kuò)建頻繁配電網(wǎng)的特點(diǎn)配電網(wǎng)的特點(diǎn) 配電設(shè)備數(shù)目龐大由于向國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)和居民區(qū)供電，配電網(wǎng)延展到人類活動的各角落，因此配電設(shè)備眾多如何管理配電設(shè)備、如何確定運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)、如何運(yùn)行配電網(wǎng)、如何處理配電網(wǎng)故障等等問題都因此變得非常復(fù)雜GIS（地理信息系統(tǒng)）的思路在配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用配電網(wǎng)的故障頻繁地區(qū)地區(qū)總跳閘次總跳閘次數(shù)數(shù)單相接地單相接地瞬時(shí)故障瞬時(shí)故障支線故

3、障支線故障用戶故障用戶故障某大城市4312289534011164858比例67.14%78.87%27.00%19.90%某地區(qū)供電局1359795992468176比例58.50%73.00%34.43%12.95%配電網(wǎng)故障特點(diǎn)：配電架空線路故障多于電纜線路故障；單相接地故障多于相間故障；絕大多數(shù)故障屬于瞬時(shí)故障隨著城農(nóng)網(wǎng)改造的深入，支線故障和用戶故障所占比例越來越大配電網(wǎng)的特點(diǎn) 配電網(wǎng)的特點(diǎn) 配電網(wǎng)相間電流保護(hù)沒有選擇性，無論相間故障發(fā)生在配電網(wǎng)什么位置，大多數(shù)依靠變電站出口斷路器跳閘，擴(kuò)大了停電范圍 用戶 用戶專線 用戶 用戶 配電所配電網(wǎng)保護(hù)選擇性配合困難配電網(wǎng)的特點(diǎn)配電網(wǎng)的特點(diǎn)

4、我國配電網(wǎng)采用開環(huán)運(yùn)行方式（香港除外）降低短路電流、節(jié)省設(shè)備投資 配電網(wǎng)的特點(diǎn)配電網(wǎng)的特點(diǎn) 10kV、35kV小電流接地系統(tǒng)10kV、35kV中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地發(fā)生單相接地故障后允許帶接地點(diǎn)運(yùn)行0.5 2小時(shí)設(shè)備按照線電壓絕緣城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)城市配電網(wǎng)：負(fù)荷相對集中，布點(diǎn)多，事故影響大，短路容量大，在200300MVA左右農(nóng)村配電網(wǎng)：負(fù)荷分散，供電半徑大，線路長，有的10kV線路長達(dá)幾十千米，線路維護(hù)工作量大。短路容量小，一般在100200MVA 分段分段分段：在配電線路（架空線、電纜線）上裝上配電開關(guān)，將配電線路分成若干段分段后，將故障影響范圍限制到距電源點(diǎn)最近的兩個配電開關(guān)之

5、間輻射狀配電線路分段輻射狀配電線路分段分段后，將故障影響范圍限制到距電源點(diǎn)最近的配電開關(guān)供電區(qū)域分段方法分段方法柱上開關(guān)：安裝在柱上的配電開關(guān)設(shè)備，可以是斷路器、分段器、重合器等分段方法分段方法環(huán)網(wǎng)柜：一組高壓開關(guān)設(shè)備裝在鋼板金屬柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的開關(guān)柜，其核心部分采用斷路器，或者是負(fù)荷開關(guān)+熔斷器，該開關(guān)柜的母線同時(shí)就是環(huán)形干線的一部分。即：環(huán)形干線是由每臺環(huán)網(wǎng)柜的母線連接起來共同組成的。聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)：將兩個配電電源供電的線路連接在一起，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供聯(lián)絡(luò)開關(guān)正常各運(yùn)行時(shí)斷開聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)方法聯(lián)絡(luò)方法采用聯(lián)絡(luò)柜聯(lián)絡(luò)：正常運(yùn)行聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開采用環(huán)網(wǎng)柜聯(lián)絡(luò)：其

6、中一個進(jìn)線配電開關(guān)斷開。兩路進(jìn)線開關(guān)互鎖、備自投采用柱上開關(guān)聯(lián)絡(luò)：一般實(shí)現(xiàn)無壓合閘T T接接在配電網(wǎng)中，一種不需要母線，直接采用金具（或電纜附件）將兩段配電線路連接的方法T接常常直接在柱上開關(guān)處或開關(guān)柜上連接環(huán)接環(huán)接在配電網(wǎng)中，依靠開關(guān)柜分段，一段配電進(jìn)線和一段配電出線分別接入開關(guān)柜的兩個不同的功能單元故障隔離故障隔離當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，將距故障點(diǎn)最近的配電開關(guān)斷開，使故障區(qū)段與正常區(qū)段隔離開來故障隔離方法故障隔離方法相間保護(hù)動作后，依靠配電自動化系統(tǒng)的故障隔離功能將故障隔離在最近的兩個配電開關(guān)之間FTUFTUFTUFTUFTU主站重合器+電壓型分段器（如日本）、重合器+電流型分段器（如歐美）、

7、主站+FTU（如韓國）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)由于配電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，且故障隔離完成，經(jīng)常會照成非故障區(qū)域停電。配電網(wǎng)發(fā)生故障且故障隔離完成后，利用聯(lián)絡(luò)開關(guān)的合閘，使非故障區(qū)域恢復(fù)供電成為故障重構(gòu)由于配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行，或?yàn)榱讼潆娫^載而采用的運(yùn)行方式調(diào)整，稱為正常重構(gòu)城網(wǎng)電源城網(wǎng)電源一般城網(wǎng)電源為220kV，在城市外圍建設(shè)架空線雙環(huán)網(wǎng)。在不能形成地理上的環(huán)網(wǎng)時(shí)，也可以采用C型電氣環(huán)網(wǎng)。屬于輸變電系統(tǒng)部分當(dāng)隨著負(fù)荷增加短路容量超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)建設(shè)更高一級環(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(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)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)城網(wǎng)高壓

8、配電網(wǎng)采用架空線路時(shí)，城區(qū)可同桿雙回架設(shè)，盡可能設(shè)雙側(cè)電源。采用電纜線路時(shí)可為多回路。當(dāng)線路上T接或環(huán)入三個或三個以上變電所時(shí)，應(yīng)設(shè)雙側(cè)電源，但正常運(yùn)行時(shí)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：同桿并架城市高壓配電網(wǎng)接線：同桿并架雙回架空線（雙電源雙雙回架空線（雙電源雙“T”T”） 城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路支城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路支接兩個變電所（單電源雙接兩個變電所（單電源雙“T”T”） 城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路環(huán)城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路環(huán)接三個變電所（雙電源雙接三個變電所（雙電源雙“T”T”） 城市中壓配電網(wǎng)

9、城市中壓配電網(wǎng)由10kV線路、配電所、開閉所、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(fù)荷分布分成若干相對獨(dú)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(guān)停用時(shí)，應(yīng)能通過中壓電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，對用戶不停電具有足夠的聯(lián)絡(luò)容量，正常時(shí)開環(huán)運(yùn)行，異常時(shí)轉(zhuǎn)移負(fù)荷城市中壓配電網(wǎng)城市中壓配電網(wǎng)市區(qū)架空配電網(wǎng)為沿道路架設(shè)的格子形布局網(wǎng)絡(luò)，在道路交叉口連接。全網(wǎng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)用桿塔開關(guān)（即柱上開關(guān)）分?jǐn)?，形成多區(qū)段（區(qū)段中又分段）、多連接的開式運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)架空電網(wǎng)的供電能力有一定限度，當(dāng)負(fù)荷大量增加時(shí)，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(yùn)行的香港城市中壓配電網(wǎng)：閉環(huán)運(yùn)行的香港中華電力公式典

10、型閉環(huán)網(wǎng)（中華電力公式典型閉環(huán)網(wǎng)（11kV11kV） 城市中壓配電網(wǎng)：開環(huán)運(yùn)行單環(huán)網(wǎng)城市中壓配電網(wǎng)：開環(huán)運(yùn)行單環(huán)網(wǎng) 城市中壓配電網(wǎng)接線：直通式備城市中壓配電網(wǎng)接線：直通式備用電纜示意圖用電纜示意圖 城市中壓配電網(wǎng)接線：分布式備城市中壓配電網(wǎng)接線：分布式備用電纜示意圖用電纜示意圖 城市中壓配電網(wǎng)接線：架空線與城市中壓配電網(wǎng)接線：架空線與電纜混合網(wǎng)電纜混合網(wǎng) 10kV 城市低壓配電網(wǎng)城市低壓配電網(wǎng)低壓負(fù)荷分散，進(jìn)戶點(diǎn)多，從經(jīng)濟(jì)性考慮，以架空線為主供電半徑一般不超過400m當(dāng)變壓器故障時(shí)，可將負(fù)荷拆開，向鄰近電網(wǎng)23個方向轉(zhuǎn)移，且故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，導(dǎo)線運(yùn)行率不超過100，線路末端電壓不超過規(guī)定值城市低

11、壓配電網(wǎng)接線城市低壓配電網(wǎng)接線農(nóng)村配電網(wǎng)接線農(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(jì)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)改造的基本原則配電網(wǎng)改造的基本原則“全面規(guī)劃、綜合改造、結(jié)合實(shí)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(dá)到99.9%，大中城市中心區(qū)達(dá)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重合器重合器H. V. Automatic Circuit Re-closer for A. C. System所謂重合器是一種具有控制及保護(hù)功能的開關(guān)設(shè)備，它能夠檢測故障電流，在監(jiān)測到故

12、障電流后能在給定時(shí)間內(nèi)遮斷故障電流，并能夠進(jìn)行給定次數(shù)的重合。 現(xiàn)有重合器可以進(jìn)行三次或四次重合。如果是永久性故障，重合器經(jīng)過預(yù)定重合次數(shù)后閉鎖。重合器的重合器的分類分類按相別分類:單相、 三相。 按控制方式分類：液壓控制、電子控制。 按使用介質(zhì)分類：油介質(zhì)、真空介質(zhì)、SF6介質(zhì)重合器的參數(shù)重合器的參數(shù)額定電壓、額定電流短路開斷電流動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定電流滅弧介質(zhì)：油、真空、SF6控制方式：電子、液壓典型操作順序：重合次數(shù)復(fù)位時(shí)間重合器的動作特性重合器的動作特性重合器的動作特性可以分為瞬時(shí)動作特性（又稱快速動作特性）和延時(shí)動作特性兩種，通常采用時(shí)間電流曲線（TCC曲線）來描述。通常重合器的動作特性按

13、照其最大可重合次數(shù)可整定為“一快二慢”、“二快二慢”和“一快三慢”等。 某些重合器的動作特性曲線又可分為相間短路跳閘的TCC曲線和接地短路跳閘的TCC曲線兩種。A為快速曲線B為延時(shí)曲線C為超延時(shí)曲線反時(shí)限TCC曲線 定時(shí)限TCC曲線定時(shí)限特性對應(yīng)的時(shí)間一般是：0.1s、0.2s、0.5s、1.0s、2s、3s、5s、10s、15s分段器分段器分段器是一種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。 分段器根據(jù)其工作原理不同，可以分為電壓時(shí)間型分段器和過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器兩種。電壓電壓- -時(shí)間型分段器時(shí)間型分段器電壓-時(shí)間型分段器是憑借加壓、失壓的時(shí)間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖。電壓電壓- -時(shí)間型分段器時(shí)間型分段器電壓-時(shí)間型分段器有兩個重要的參數(shù)需要整定需要整定。X時(shí)限：X時(shí)限是指從分段器電源側(cè)加壓至該分段器合閘的時(shí)延；