配電網自動化技術概論(共37頁).ppt

1、機電與自動化學院 何朝陽2.1 配電網接線 2.1.1 放射式接線 2.1.2 網格式接線 2.1.3 環(huán)式接線2.2 配電網一次設備 2.2.1 配電變壓器 2.2.2 斷路器 2.2.3 負荷開關 2.2.4 隔離開關 2.2.5 熔斷器 2.3 開閉所 2.4 環(huán)網柜和電纜分支箱 2.4.1 環(huán)網柜 2.4.2 電纜分支箱 2.5 配電站和箱式變 2.5.1 配電站 2.5.2 箱式變壓器 2.6 配電網的接地方式配電網自動化對一次接線的要求如下：1配電自動化實施區(qū)域的網架結構應布局合理、 成熟穩(wěn)定，其接線方式應滿足Q/GDW 156?城市電力網規(guī)劃設計導那么?和Q/GDW 370?城市

2、配電網技術導那么?等標準要求；2一次設備應滿足遙測和或遙信要求，需要實現遙控功能的還應具備電動操動機構；3實施饋線自動化的線路應滿足故障情況下負荷轉移的要求， 具備負荷轉供路徑和足夠的備用容量。 4配電自動化實施區(qū)域的站、所應提供適用的配電終端工作電源，進行配電網電纜通道建設時，應考慮同步建設通信通道。 圖2-2 單回路放射式接線 圖2-3 雙回路放射式接線 圖2-4 樹枝式接線每個電桿上都架有兩回線路，每個客戶都能由兩路供電，即常說的雙“T接線 網格接線目前在歐美大城市負荷密集區(qū)的低壓配網格接線目前在歐美大城市負荷密集區(qū)的低壓配 電網用得比較多。電網用得比較多。根據負荷情況，在網格中的適當位

3、置引入一定數量電源，每個用戶都可以從多個方向獲得電源。 所有0.4kV低壓配電線路沿街布置，在街口連接起來，構成一個個的格子。N1接線一般都是有N條線工作，有一條線備用，所有線路的末端通過聯絡開關連接，線路的平均負載率是N-1/N 。 N越大，負載率越高，但運行操作復雜，一般N最大取5。一一“N1N1接線接線 一一“N1N1接線接線 1. “21手拉手接線 2. “31接線 圖2-7 有備用線的“31環(huán)網接線圖2-6 手拉手接線當有一個電源故障時，與故障電源相連的分段開關翻開，聯絡開關閉合，負荷轉移到另外一個電源上。2條線路的設備滿負荷運行，備用線路的設備又要求空載運行，并不是一種合理的運行方

4、式 。1有備用線的環(huán)網接線 2首端環(huán)網接線 3末端環(huán)網接線 在不同電源線路間進行末端環(huán)網，相對首端環(huán)網接線減少了各分片環(huán)網的環(huán)網電纜長度。 2. “31接線 電源切換柜將三個回路的末端接入，并引一條線路接至附近變電站作三個回路的備用電源T4實現環(huán)網。一般情況下，各同方向環(huán)網末端用戶間的距離遠小于到變電站的距離 。 3. “41接線 二多分段多聯絡接線二多分段多聯絡接線 架空線路兩分段兩聯絡 分段的數目大于聯絡的數目，分段數目越多，故障停電和檢修停電的時間越少，那么網絡的可靠性越高，所以分段數影響供電可靠性。而聯絡線的數目不僅影響可靠性，還影響線路的負載率。 電纜線路三分段兩聯絡 二多分段多聯絡

5、接線二多分段多聯絡接線 架空線路三分段三聯絡 二多分段多聯絡接線二多分段多聯絡接線 該接線有4個電源點，6條手拉手線路組成，任何兩個電源點間都存在聯絡或可轉供通道。當任意兩個元件發(fā)生故障仍能保證正常供電 。三三“4 46 6接線方式接線方式 變壓器、斷路器、負荷開關、隔離開關、熔斷器、電壓互感器、電流互感器等。配電網自動化對一次設備的要求：1需要實現遙信功能的開關設備，應至少具備一組輔助觸點；需要實現遙測功能的一次設備，應至少具備電流互感器；需要實現遙控功能的開關設備，應具備電動操作機構。2一次設備的建設與改造應考慮預留安裝配電終端所需要的位置、空間、工作電源、端子及接口等。3需獲取配電終端的

6、供電電源時，應配置電壓互感器或電流互感器，容量滿足配電終端運行和開關操作等需求。4配電網站所內應配置配電終端用后備電源，保證在主電源失電的情況下能夠維持配電終端運行一定時間和開關分合閘一次。配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器 。按照應用場合來分，配電變壓器分成公用變壓器簡稱“公變和專用變壓器簡稱“專變。1公變由電力部門投資、管理，比方安裝在居民小區(qū)的變壓器、市政工程用變壓器等；2專變一般是業(yè)主投資，電力部門代管，只給投資的業(yè)主自己使用，比方安裝在大中型企業(yè)的變壓器等。 斷路器具有可靠的滅弧裝置，它不僅能通斷正常的負荷電流，而且能接通

7、和承擔一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。圖2-15 真空斷路器外形圖 圖2-16 真空斷路器的滅弧結構圖 負荷開關在1035kV供電系統中應用，可作為獨立的設備使用，也可安裝于環(huán)網柜等設備中?？墒謩踊螂妱硬僮?，用于開斷負荷電流，關合、承載額定短路電流。 圖2-18 真空式負荷開關三、負荷開關三、負荷開關 隔離開關無滅弧能力，不允許帶負荷拉閘或合閘，但其斷開時可以形成可見的明顯開斷點和平安距離，保證停電檢修工作的人身平安。 主要安裝在高壓配電線路的出線桿、聯絡點、分段處，以及不同單位維護的線路的分界點處。 四、隔離開關四、隔離開關 熔斷器依靠熔體或熔絲的特性，在電路

8、出現短路電流或不被允許的大電流時，由電流流過熔體或熔絲產生的熱量將熔體或熔絲熔斷，使電路開斷，保護電氣設備。 圖2-19 戶外式跌落式熔斷器限流式熔斷器具有安裝使用方便，價格低，限流性能好等優(yōu)點。在環(huán)網柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器可在10ms內開斷電路，較斷路器動作時間60ms內含繼電器保護動作時間更快。五、熔斷器五、熔斷器圖2-20 開閉所常見接線方式a單母線接線b單母線分段接線c雙母線接線 開閉所是變電站10kV母線的延伸，是母線和開關的組合體。當負荷離變電站較遠，采用直供方式需要比較長的線路時，可在這些負荷附近建設一個開閉所，然后由開閉所出線來保證這些負荷的正常供電。開閉所承擔著

9、接受和重新分配10kV出線，減少了高壓變電所的10kV出線間隔和出線走廊，從而使發(fā)生故障的概率相對較低，可用作配電線路間的聯絡樞紐，還可為重要用戶提供雙電源。 2.3 2.3 開閉所開閉所 環(huán)網柜是環(huán)網運行方式的重要設備，是將一組高壓開關設備安裝于鎧裝結構柜體內或做成拼裝間隔式環(huán)網供電單元的電氣設備。圖2-21 雙側電源環(huán)網供電圖 2.4 2.4 環(huán)網柜和電纜分支箱環(huán)網柜和電纜分支箱 柜殼體母線負荷開關熔斷器或負荷開關熔斷器組合電器斷路器隔離開關電纜插接件二次控制部件等 一般由3個間隔組成，包括兩個進出線間隔和變壓器間隔，進出線間隔主要用于故障線路的隔離，以及通過調整電源方向來恢復正常供電；變

10、壓器間隔那么通過組合電器來對變壓器內部短路故障進行快速切除。在1989年國際配電網會議上，從理論上闡述了負荷開關限流熔斷器組合電器對小型變壓器的有效保護作用，歐洲一些電力公司還從實踐說明了這點，認為其比斷路器更有效。 圖2-23 環(huán)網供電系統一次接線圖a正常運行 圖2-23 環(huán)網供電系統一次接線圖b故障隔離后 三實例應用三實例應用 電纜分支箱又稱“電纜分接箱是完成配電系統中電纜線路的聚集和分接功能的專用電氣連接設備。 圖2-24 10kV環(huán)網柜電纜分支箱組成的電纜環(huán)網結構圖 可以和環(huán)網柜配合使用，構成電纜環(huán)網結構 二、電纜分支箱二、電纜分支箱 10kV電纜分支箱主要由箱體外殼、套管母線、帶電指

11、示器和硅橡膠預制式電纜接頭組成 。一組成結構一組成結構二主要分類二主要分類 1. 1.普通分支箱普通分支箱單蓋式 所有進線盒出線電纜都分相地連接到內部電氣并聯的母排板上三芯電纜的分相跨接比較困難 雙蓋式 中間隔板裝有三相的雙向穿壁套管，兩端均可連接電纜附件其優(yōu)點是三相器件相距小，分相跨接容易。 高級分支箱內含有開關設備，既可起普通分支箱的分接、分支作用，又可起供電電路的控制、轉換以及改變運行方式的作用。 圖2-28 門箱式電纜分支箱 箱殼上有假設干個活動的門，有的門為開關設備的操作而設，有的門是為電纜連接器件的安裝施工或維護檢修而設的。 二主要分類二主要分類 2. 2.高級分支箱高級分支箱10kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV，送至各建筑物給用電設備供電。配電站由配電變壓器、高壓開關柜、低壓開關柜、母線及其輔助設備組成，起到變換電壓和分配電能作用。 2.5 2.5 配電站和箱式變壓器配電站和箱式變壓器一、配電站一、配電站圖2-29 某工廠配電站一次電氣接線圖 箱式變壓器又稱“箱式變電站、“預裝式變電站是一種將變壓器、上下壓開關按照一定的結構和接線方式組合起來的一種預裝式配電裝置 。