配電節(jié)能技術(shù)

本門課的特點涉及許多電力系統(tǒng)，尤其是配電系統(tǒng)的專業(yè)術(shù)語，書中沒有解釋。本書側(cè)重于生產(chǎn)應(yīng)用，對理論基礎(chǔ)論述少，更適合于配電網(wǎng)管理人員閱讀。配電網(wǎng)涉及知識點駁雜，配電網(wǎng)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)相對輸電網(wǎng)薄弱，本書中許多觀點只是眾多觀點中的一種。配電網(wǎng)作用與節(jié)能概述配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)第1章內(nèi)容提要配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的地位和作用配電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行的基本要求配電網(wǎng)一次接線方式配電網(wǎng)電能損耗計算的方法降低配電網(wǎng)電能損耗的措施電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電線路、變電站、配電線路、配電所及電力用戶組成的一個整體系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)的構(gòu)成電能不可以大量長期儲存，其生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)只能在同一瞬間完成發(fā)、供、用同網(wǎng)產(chǎn)、供、銷同步

電力系統(tǒng)的特點由高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)組成。保證配電網(wǎng)完全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、保證用戶供電的可靠性與電能質(zhì)量是供用電雙方努力的共同目標(biāo)和重要責(zé)任。

配電網(wǎng)的組成配電網(wǎng)與輸變電設(shè)備的分界點：是最后一級降壓變電站的二次側(cè)母線；與電力用戶的分界點：是用戶受電電壓的進(jìn)戶線或第一個進(jìn)線斷開點；對于采用專線供電的電力大用戶，其投資的專用電力線路及其以下的電力設(shè)施，均屬于用電設(shè)備。

配電網(wǎng)的分界點配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備選型及運(yùn)行管理必須滿足：安全可靠性運(yùn)行靈活性經(jīng)濟(jì)性

配電網(wǎng)的三項基本要求低壓：0.4中壓：35/20/10高壓：330/220/110超高壓：500/750

一、電力系統(tǒng)電壓等級的劃分電力用戶的電氣設(shè)備產(chǎn)生的線損電量由用戶承擔(dān)；電力網(wǎng)輸電、變電、配電設(shè)備和營銷過程中產(chǎn)生的線損由供電企業(yè)承擔(dān)。電力網(wǎng)線損電量=供電量-售電量，是電力系統(tǒng)電能損耗的主要組成部分，它具體反映了電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)技術(shù)和營銷管理水平，是供電企業(yè)的綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

二、電力網(wǎng)線線損管理配電網(wǎng)是將電源或輸電網(wǎng)獲得的電能組成多層次的網(wǎng)絡(luò)，降至方便運(yùn)行又適合用戶需要的各種電壓向用戶供電，達(dá)到逐級分配或就地消費(fèi)的目的。高壓配網(wǎng)：110（66）kV、35kV中壓配網(wǎng)：10（20）kV低壓配網(wǎng)：380/220kV

三、配電網(wǎng)的技術(shù)特點

三、配電網(wǎng)的技術(shù)特點（一）配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜高壓輸電網(wǎng)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，電氣環(huán)網(wǎng)運(yùn)行配電網(wǎng)以饋線為拓?fù)鋯卧?，同時開關(guān)站、換網(wǎng)柜等設(shè)備集中的拓?fù)鋯卧?，也分布在饋線上。一般為弱網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行，但在負(fù)荷轉(zhuǎn)移時，也會短時間閉環(huán)運(yùn)行。配電網(wǎng)的操作頻度和故障率遠(yuǎn)比輸電網(wǎng)多。遇有“雙電源”或“自發(fā)電”用戶，排列組合起來的運(yùn)行方式五花八門。配電網(wǎng)節(jié)點多，測量點和運(yùn)行參數(shù)嚴(yán)重缺乏，因此采用傳統(tǒng)的分析計算和潮流優(yōu)化方法，會面臨海量數(shù)據(jù)難以采集處理和占用存儲空間大、速度慢、收斂困難等實際問題。（二）設(shè)備臺賬日新月異越高電壓等級的設(shè)備，由于投資大、規(guī)劃及建設(shè)時間長，設(shè)備資料就越是相對穩(wěn)定。配電線路變化頻繁，難以做到圖紙資料與配電網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備時時、處處相符。配電設(shè)備連接千家萬戶：架空線路“走街串巷”、電力電纜“海陸空蔓延”。配變、避雷器、柱上開關(guān)、戶外環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱、配電網(wǎng)終端（FTU、TTU）、通信裝置等變電、遠(yuǎn)動、通信設(shè)備運(yùn)行條件惡劣。

三、配電網(wǎng)的技術(shù)特點（二）設(shè)備臺賬日新月異以RTU為例，除了完成“四遙”功能外，還需要完成故障電流檢測、低頻減載、備用電源自投等功能，有時甚至還需要提供過流保護(hù)等原來屬于繼電保護(hù)的功能智能化程度高、實時性高、多數(shù)戶外運(yùn)行，要求抗震、抗雷擊、低功耗、耐高溫（-25~70℃）、耐潮濕（濕度95%）等標(biāo)準(zhǔn)高。

三、配電網(wǎng)的技術(shù)特點（三）管理職能“三線”（調(diào)度、生產(chǎn)、用電）交匯盡管配電網(wǎng)的電壓等級不高，但是，有調(diào)度中心、集控中心、監(jiān)控中心和負(fù)荷管理中心四個中心在同時發(fā)揮作用。配電生產(chǎn)和規(guī)劃建設(shè)管理上缺乏協(xié)調(diào)統(tǒng)一。（四）規(guī)劃建設(shè)亟待加強(qiáng)長期以來，電力部門“重發(fā)、輕供、不管用”對配電網(wǎng)的科學(xué)、合理、適度超前的規(guī)劃和建設(shè)問題，進(jìn)展遲緩；在城鄉(xiāng)變電站的規(guī)劃建設(shè)中，重輸電、輕配電，很少進(jìn)行方案編制、分析、比較和論證。對配網(wǎng)的潮流分析、無功配置、降損措施缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃和研究。

三、配電網(wǎng)的技術(shù)特點

配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的總體要求（1）配電網(wǎng)接線簡潔、靈活、應(yīng)變能力強(qiáng)，滿足供電安全N-1原則。（2）互供容量適度超前，能滿足負(fù)荷增長的需求。（3）結(jié)構(gòu)合理、開環(huán)接線、閉環(huán)運(yùn)行、分片供電，滿足電壓合格率和電能質(zhì)量的要求。（4）接線標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，繼電保護(hù)簡單可靠，便于運(yùn)行、維護(hù)和操作。（5）限制電網(wǎng)短路容量，減少設(shè)備投資費(fèi)用。選用小型化、自動化、無油化、免（少）維護(hù)設(shè)備。（6）配合并服從城鄉(xiāng)總體布局及環(huán)保要求。配電網(wǎng)損耗：電能沿線路傳輸時產(chǎn)生電壓損耗、功率損耗（有功和無功）和電能損耗。電能損耗包括：固定損耗、變動（可變）損耗和其他損耗（管理損耗）?？勺儞p耗指的是消耗在電力線路和電力變壓器電阻上的電量,該部分損耗與傳輸功率(或電流)的平方成正比。固定損耗指的是產(chǎn)生在電力線路和變壓器的等值并聯(lián)電導(dǎo)上的損耗,對配電網(wǎng)而言主要包括電力變壓器的鐵損,電力電纜和電容器的絕緣介質(zhì)損耗,絕緣子的泄漏損耗等。固定損耗和可變損耗可以通過理論計算得出,故常將其稱為理論線損。

線損電量的百分?jǐn)?shù)（簡稱線損率）是供電企業(yè)一項主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

第二節(jié)配電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行的基本要求

一、城鄉(xiāng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行-供電企業(yè)效益的集中體現(xiàn)我國節(jié)電潛力巨大我國的線損率：8.5~9%發(fā)達(dá)國家線損率：5~8%全國110kV及以下的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)線損約占總線損電量的60%城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)與規(guī)劃應(yīng)將配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作為主要目標(biāo)之一。在滿足網(wǎng)絡(luò)約束條件和輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，遙控開關(guān)操作以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改變負(fù)荷的供電路徑。平衡負(fù)荷，消除過載，提高供電質(zhì)量降低網(wǎng)損，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性發(fā)生故障時，隔離故障，縮小停電范圍，并在故障后迅速恢復(fù)供電。配電網(wǎng)重構(gòu)供電質(zhì)量：是電力產(chǎn)品的一項特征量，包括電能質(zhì)量、供電可靠率。電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，主要為供電電壓偏差。描述電能的參數(shù)：電流、相位角、電壓、頻率。其中電流和相位角取決于負(fù)荷的大小和性質(zhì)，電壓和頻率取決于電源。頻率反映發(fā)電機(jī)組出力與用戶的有功負(fù)荷是否平衡。電壓反映發(fā)電機(jī)組發(fā)出的無功出力與用戶無功負(fù)荷是否平衡。二、供給用戶合格優(yōu)質(zhì)的電能-電力商品的質(zhì)量要求（1）提高認(rèn)識，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，協(xié)調(diào)管理；（2）全面提高以用戶電壓為中心的電壓質(zhì)量管理，進(jìn)行城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，使電壓質(zhì)量達(dá)到《全國供用電規(guī)則》的要求。（3）嚴(yán)格電壓質(zhì)量的監(jiān)督和考核；（4）做好無功平衡，加強(qiáng)無功和電壓的調(diào)整能力。方法：增裝電容器、采用有載調(diào)壓變壓器、協(xié)助生產(chǎn)廠商保證電容器制造質(zhì)量等。提高和改善電能質(zhì)量的措施對照明類負(fù)荷的影響對電子類設(shè)備的影響對異步電動機(jī)的影響對電源的影響電壓質(zhì)量對用電設(shè)備的影響無功負(fù)荷：電動機(jī)、變壓器、線路、電抗器等無功電源：發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器當(dāng)嚴(yán)重?zé)o功不足時，可能使電壓下降到極限，此時電壓即使是微小的下降，也將使電壓繼續(xù)下降，出現(xiàn)惡性循環(huán)，造成電壓崩潰。無功嚴(yán)重不足的原因：大容量發(fā)電機(jī)失磁；長距離重負(fù)荷跳閘；在無功電源不足的電網(wǎng)無功負(fù)荷突然大幅度增加。電壓崩潰由電壓惡性下降造成的電力系統(tǒng)嚴(yán)重事故。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，電源的無功功率輸出與負(fù)荷的無功功率消耗及網(wǎng)絡(luò)無功損耗相平衡。若電源或無功功率補(bǔ)償容量發(fā)生缺額時，負(fù)荷端電壓被迫降低，當(dāng)電壓降低到某個臨界值后,電壓值持續(xù)不斷地下降而不能恢復(fù),即為電壓崩潰。防止電壓崩潰的措施有足夠的無功備用容量大容量發(fā)電機(jī)要安裝失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)要有自動調(diào)節(jié)勵磁和強(qiáng)行勵磁裝置電網(wǎng)內(nèi)要配備低電壓減載裝置三、當(dāng)前我國配電網(wǎng)存在的問題配電網(wǎng)電源點落后于城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展供電不可靠性因素增大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動化程度低四、與城鄉(xiāng)建設(shè)相結(jié)合-變配電站布置及主接線我國配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)：供電能力不足，設(shè)備過負(fù)荷運(yùn)行，卡脖子現(xiàn)象嚴(yán)重電壓質(zhì)量低事故多，停電次數(shù)多，供電可靠性不高線損率高電力規(guī)劃編制的基本要求1.以城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)（1）依據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃（2）搞好負(fù)荷預(yù)測人均綜合用電量指標(biāo)是衡量一個國家或城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的一項重要參數(shù)，也是編制城鄉(xiāng)電力總體規(guī)劃，校核城鄉(xiāng)遠(yuǎn)期用電量預(yù)測水平和宏觀控制遠(yuǎn)期電力發(fā)展規(guī)模的重要指標(biāo)（3）安全防護(hù)電氣火災(zāi)（4）統(tǒng)籌安排、綜合協(xié)調(diào)各項設(shè)施（5）環(huán)保與美觀要求。2.堅持分層分區(qū)原則（1）第一級電壓電網(wǎng)應(yīng)逐步分片運(yùn)行，避免高、低壓電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。（2）低壓網(wǎng)絡(luò)可采用環(huán)路布置、開環(huán)運(yùn)行（或雙回路布置、分列運(yùn)行）的輻射狀運(yùn)行方式?？刹捎镁€路重合閘、備自投裝置等。（3）低壓網(wǎng)絡(luò)中的中、小供熱或自備電廠，以輻射方式接入高壓網(wǎng)絡(luò)中的一個變電站，應(yīng)劃分供電范圍，設(shè)置解列點，以保證電網(wǎng)故障時電廠不受影響而且能不間斷地向本廠負(fù)荷供電。正常供電時，以單回或雙回輻射式供電（4）重要用戶由雙電源或雙回線供電時，在用戶側(cè)各級電壓皆不應(yīng)環(huán)并，從用戶變電站到各個車間皆保持相對獨立的兩個電源回路，當(dāng)其中一路故障，重合閘不成功時，采用備自投方式3合理確定變電容載比容載比：是配電網(wǎng)變電容量（kVA）在滿足供電可靠性基礎(chǔ)上與對應(yīng)的負(fù)荷（kW）之比值。它反映了配電網(wǎng)供電能力，是宏觀控制變電總?cè)萘康闹匾夹g(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也是規(guī)劃設(shè)計時布點安排變電容量的依據(jù)。容載比過大：建設(shè)早期投資過大，不經(jīng)濟(jì)；容載比過?。弘娋W(wǎng)適應(yīng)性差，造成供電卡脖子，影響供電安全。220kV:1.6~1.9;35~110kV:1.8~2.1;農(nóng)村電網(wǎng)的容載比可以適當(dāng)?shù)鸵恍?。變電站主變?nèi)萘亢团_數(shù)確定：應(yīng)從電網(wǎng)綜合效益和技術(shù)條件出發(fā)。主變單臺容量過小->主變數(shù)量增多->占地、投資增大，接線復(fù)雜，發(fā)生故障時負(fù)荷轉(zhuǎn)移困難主變單臺容量過大->短路容量大，變電站出線過多，不易饋出4、編制好配網(wǎng)無功規(guī)劃（1）無功規(guī)劃必須適度超前，具有一定前瞻性（10年）（2）規(guī)劃編寫必須合情合理，具有一定科學(xué)性。應(yīng)進(jìn)行無功/電壓計算和校核，計算程序采用國內(nèi)外通用的電力系統(tǒng)計算分析程序。對特大型城市，在無功規(guī)劃中還應(yīng)包含動態(tài)電壓穩(wěn)定分析。（3）編寫規(guī)劃必須系統(tǒng)完整、具有一定規(guī)范性。包含的內(nèi)容：1）背景、目的、意義；2）對城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀的描述，目前配電網(wǎng)內(nèi)外部電源及網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)現(xiàn)狀A(yù))外部電源情況：描述與外部電網(wǎng)的連接情況，與外部電網(wǎng)的無功功率交換情況；b)內(nèi)部電源情況：描述地方電源裝機(jī)情況，包括電廠能源類型、并網(wǎng)電壓、裝機(jī)容量、功率因數(shù)控制范圍等；c)主網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備情況。包括：線路長度、型號、變壓器容量、臺數(shù)、無功補(bǔ)償容量以及分接頭配置情況；給出主網(wǎng)現(xiàn)狀地理接線及潮流圖。對主網(wǎng)進(jìn)行無功電力計算分析，給出各節(jié)點電壓無功配置方案。3）根據(jù)配電網(wǎng)的不同特點，進(jìn)行分析歸類，對城市各供電區(qū)域內(nèi)具有代表性的每類典型區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，具體描述各類典型區(qū)域無功規(guī)劃的方法和規(guī)劃配置結(jié)果，然后估算整個區(qū)域配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償總量。4）負(fù)荷情況。描述城市全網(wǎng)及各供電區(qū)域負(fù)荷發(fā)展情況，負(fù)荷分布特點，給出全市及各供電區(qū)域在年最大和最小方式下的日最大有功負(fù)荷、無功負(fù)荷或功率因數(shù)；給出年最大和最小方式下城市主網(wǎng)各變電站中、低壓側(cè)的日最大有功負(fù)荷、無功負(fù)荷或功率因數(shù)。5）配電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)。敘述當(dāng)前配電網(wǎng)的電壓無功特性。給出四類（A,B,C,D）電壓監(jiān)測點的供電電壓合格率、各供電區(qū)域的主網(wǎng)理論線損率。（4）規(guī)劃編寫必須遵循的原則：1）分層平衡原則：即不同電壓層級之間的無功交換應(yīng)控制在合理水平，在負(fù)荷功率因數(shù)滿足要求的前提下，發(fā)電廠和無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)在不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)上合理配置，減少無功功率在不同電壓等級間的流動。

最大運(yùn)行方式系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流來效驗所選用的電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。最小運(yùn)行方式系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時，具有最大的短路阻抗，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來效驗繼電保護(hù)裝置的靈敏度。2）分區(qū)平衡原則：及不同供電區(qū)域間的無功交換應(yīng)控制在合理水平，應(yīng)使本地?zé)o功需求和發(fā)電廠及無功補(bǔ)償設(shè)備無功出力之間相平衡，減少區(qū)域間的無功交換。結(jié)合配電網(wǎng)規(guī)劃，根據(jù)無功平衡總量估算值給出各節(jié)點無功配置的初步方案，按照不同的運(yùn)行方式分別進(jìn)行計算，若存在電壓越限節(jié)點，則對正常方式的無功補(bǔ)償配置方案進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行N-1校驗，直至滿足N-1要求為止。3）無功不倒送。小負(fù)荷方式下應(yīng)避免低壓電網(wǎng)通過變壓器向高壓電網(wǎng)倒送無功電力，如有必要可考慮適當(dāng)投入低壓電抗器。電力用戶和公用配電變壓器裝設(shè)的各種無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)能按照無功需求及時調(diào)整無功出力，防止向系統(tǒng)倒送無功電力。4）功率因數(shù)滿足要求。110、220kV變壓器高壓母線側(cè)功率因數(shù)>=0.95；10kV配電變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)為0.98~1。用戶側(cè)裝設(shè)可投切電容器后，低壓母線功率因數(shù)不低于0.95。根據(jù)各電壓等級規(guī)劃變電站的負(fù)荷功率因數(shù)及規(guī)劃的最大負(fù)載率與功率因數(shù)目標(biāo)值，初步估算各規(guī)劃年電壓等級需要新補(bǔ)償?shù)臒o功總量。5）電壓偏差滿足要求。對正常方式及特殊方式進(jìn)行無功規(guī)劃計算，給出各種運(yùn)行方式下各電壓等級節(jié)點的電壓情況，給出無功規(guī)劃推薦方案，分析推薦方案在各種運(yùn)行方式下的適應(yīng)性。采取無功補(bǔ)償措施后，各節(jié)點電壓應(yīng)控制在限值范圍內(nèi)。6）各電壓等級電網(wǎng)理論線損應(yīng)適當(dāng)降低。采取無功補(bǔ)償措施后，各電壓等級電網(wǎng)理論線損應(yīng)適當(dāng)降低。見《菏澤電網(wǎng)2010年度運(yùn)行方式50份.doc》（三）變電站合理布點各電壓等級變電站選址原則：（1）接近負(fù)荷中心，以降低送出饋線的工程投資，同時降低線路損耗。（2）站址符合城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃，具有進(jìn)出線走廊位置，地理條件（標(biāo)高、排水、地質(zhì)條件等）符合設(shè)計要求。（3）交通方便，水源可靠，通信條件好，便于設(shè)備運(yùn)輸、檢修等，并兼顧值班保衛(wèi)工作。（4）對周圍環(huán)境影響小，盡可能遠(yuǎn)離通信線路、軍事用地、危險品倉庫等設(shè)施。（5）土地征用、拆遷等各項費(fèi)用合理，能夠承受?？偼顿Y節(jié)省，不突破預(yù)算。變電站布點應(yīng)依據(jù)N-1原則，特別是變電站之間的聯(lián)絡(luò)線，應(yīng)有足夠的互供容量。（四）架空線與電纜線路的選用

1.裸導(dǎo)線：分為單股鋁線（L）、多股鋁線（LJ）、鋼芯鋁絞線（LGJ）、單股銅線（T）、多股銅線（TJ）、鋼絞線（GJ）等。2.絕緣導(dǎo)線：以高密度聚乙烯（HDPE）及交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣為主。在線路斷電時，僅在斷頭處有電，減輕了對外界的危害。常用于10kV線路。3.電力電纜：城區(qū)采用電力電纜，郊區(qū)采用絕緣架空線。中低壓電力電纜常采用塑料絕緣電纜、橡膠絕緣電纜、油絕緣電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。應(yīng)優(yōu)先選用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。導(dǎo)線載流量是電力線路計算傳輸容量的重要參數(shù)，它表示在允許使用溫度下，導(dǎo)線長期連續(xù)可以通過的電流。導(dǎo)線載流量太高，導(dǎo)線發(fā)熱就嚴(yán)重，導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度損失加大，導(dǎo)線使用壽命會降低；導(dǎo)線載流量太小，導(dǎo)線資源得不到有效利用，造成資源的浪費(fèi)和運(yùn)營成本提高。如何選擇導(dǎo)線和電纜截面：滿足工作電壓要求，還應(yīng)根據(jù)長期允許載流量、短路時熱穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)電流密度、機(jī)械強(qiáng)度和允許電壓降幾項條件進(jìn)行計算，各項均能滿足的即為所選截面。經(jīng)濟(jì)電流密度就是使輸電導(dǎo)線在運(yùn)行中，電能損耗、維護(hù)費(fèi)用和建設(shè)投資等各方面都是最經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)不同的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)，選用不同的材質(zhì)和每平方毫米通過的安全電流值。經(jīng)濟(jì)電流密度按年最大負(fù)荷利用時間/h電纜：3000以內(nèi)的鋁1.92A/mm銅2.5A/mm,3000~5000鋁1.73A/mm銅2.25A/mm,5000以上鋁1.54A/mm銅2.00A/mm,架空線路：3000以內(nèi)的鋁1.65A/mm銅3.00A/mm,3000~5000鋁1.15A/mm銅2.50A/mm,5000以上鋁0.90A/mm銅1.75A/mm,高壓線路：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面，再驗算其發(fā)熱條件和允許電壓損耗及機(jī)械強(qiáng)度等要求。對電壓質(zhì)量要求較高的低壓照明等線路：先按允許電壓損耗條件選取截面，再驗算其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對低壓動力線路：因其負(fù)荷電流大，一般先按發(fā)熱條件來選擇截面，再驗算其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度等要求。第三節(jié)配電網(wǎng)一次接線方式一、配電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方式輻射式、環(huán)網(wǎng)式、網(wǎng)格式（一）輻射式優(yōu)點：接線簡單、節(jié)省路徑、投資少、建設(shè)周期短缺點：供電可靠性低，故障率一般主干線上裝設(shè)分段斷路器，分支線上裝設(shè)分支斷路器或高壓熔斷器，首末端的供電可靠性不是同等地位?？勺鳛閷＞€，供給用電負(fù)荷大又較為特殊的用戶。（二）手拉手及環(huán)網(wǎng)供電方案將輻射狀線路分段并通過聯(lián)絡(luò)斷路器接成雙電源互供聯(lián)絡(luò)線路。缺點：斷路器和線路都需要考慮線路全部負(fù)荷互供，線徑較粗，投資較大，線路利用率低。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，布置形式靈活，設(shè)備都集中在戶外式安裝，受環(huán)境影響大。（三）網(wǎng)格狀配電網(wǎng)接線網(wǎng)格狀配電線路可靠性最高運(yùn)行方式非常靈活，必須有配電管理自動化系統(tǒng)（DMS）協(xié)助值班員甚至代替操作。造價高，目前極少。二、配電系統(tǒng)的一次設(shè)備（一）配電開關(guān)站1.配電開關(guān)的功能配電開關(guān)站又稱開閉所。目的是為了解決“用戶數(shù)量多，需對用戶進(jìn)行負(fù)荷分配，或重要用戶有雙電源供電需求，但變電站出線受限”的具體問題，開閉所能夠起到擴(kuò)展變電站10kV出線數(shù)目的作用。2.開關(guān)站的主接線正常運(yùn)行時：開環(huán)運(yùn)行，起負(fù)荷分配的作用事故等異常情況下：能迅速隔離故障區(qū)段，轉(zhuǎn)移負(fù)荷，對非故障段用戶恢復(fù)供電。主接線分為單π和雙π方式，每個π都是單母線分段接線，每一段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器。為保證供電可靠性，開關(guān)站電源通常是雙電源進(jìn)線，兩回電源來自不同的兩個變電站或者是同一變電站的不同的兩端10kV母線。3.開關(guān)站的規(guī)模與配置（1）10kV出線回路數(shù)，應(yīng)按照配電網(wǎng)的規(guī)劃確定，留有一定余地，同一開閉所出線回路數(shù)不宜過多。（2）配電開關(guān)的容量不宜過大，一般控制在8000~10000kVA。（3）配電開關(guān)站可以同時設(shè)有配電變壓器，向鄰近低壓用戶供電，或與用戶配電房合建。（4）為節(jié)省空間，開閉所的高壓設(shè)備宜選用小型化、免維護(hù)、智能型的設(shè)備，為發(fā)展遙控操作、配電網(wǎng)自動化的余地。（5）進(jìn)出線開關(guān)的選型，應(yīng)根據(jù)其功能要求選擇斷路器或負(fù)荷開關(guān)。斷路器不宜過多。（二）歐式箱式變電站1.特點與用途組合靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)，檢修空間大YB-10系列組合式變電站：高壓開關(guān)設(shè)備、電力變壓器（額定容量50~2500kVA）、低壓開關(guān)設(shè)備三部分組合構(gòu)成。2.箱內(nèi)結(jié)構(gòu)（1）高壓室:環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、接地開關(guān)、避雷器、互感器、帶電顯示器及儀表、電能表等（2）變壓器室：干式或油浸式變壓器、溫控排風(fēng)扇、可觀察油浸式變壓器油位；（3）低壓室：計量柜、總開關(guān)、出線柜、電容柜、聯(lián)絡(luò)柜，具有低壓成套開關(guān)設(shè)備的總體功能。電容器柜的無功補(bǔ)償容量一般為變壓器容量的15%~20%。1、高壓室

2、高壓環(huán)網(wǎng)柜

3、負(fù)荷開關(guān)-熔斷器-接地開關(guān)組合電器

4、變壓器室5、高壓母線

6、電力變壓器

7、低壓母線

8、低壓室

9、低壓開關(guān)柜10、低壓饋線斷路器

11、起吊裝置

12、接地母線三、中性點接地方式中性點接地方式牽涉到供電可靠性、設(shè)備絕緣與選型、操作或故障時過電壓、對通信系統(tǒng)的影響等多方面的問題，是我國配電網(wǎng)系統(tǒng)研究的一個特殊課題，也是一個不斷探索的難題。目前我國電力系統(tǒng)中性點接地方式有：220kV、110kV及380/220V系統(tǒng)均為中性點直接接地；35kV采用經(jīng)消弧線圈接地（當(dāng)架空線路長度大于80km時）10kV采用中性點不接地（電容電流<=10A）、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻（用于全電纜系統(tǒng)）或電抗器接地等多種方式?；靖拍?諧振接地一般將中性點經(jīng)消弧線圈接地稱為中性點諧振接地。雖然調(diào)諧電感只在一個不大的范圍內(nèi)變動，但系統(tǒng)的零序阻抗卻接近無限大。在一般情況下，運(yùn)行中的消弧線圈和自動跟蹤補(bǔ)償裝置多采用略微偏離諧振點的過補(bǔ)償運(yùn)行方式，由于“諧振接地”這一技術(shù)術(shù)語比較符合中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的實際情況，因此中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)通常稱之為諧振接地系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的中性點接地方式主要有兩大類：

凡是單相接地電弧能夠瞬間自行熄滅者，屬于小電流接地方式。主要有中性點諧振（經(jīng)消弧線圈）接地方式、中性點不接地方式和中性點經(jīng)高電阻接地方式等。

凡是需要斷路器遮斷單相接地故障者，屬于大電流接地方式。主要有中性點直接接地方式、中性點經(jīng)低電抗、中電阻和低電阻接地方式等。

基本概念2中性點經(jīng)消弧線圈接地的優(yōu)點

總結(jié)國內(nèi)外幾十年來消弧線圈的應(yīng)用，可以看出中性點經(jīng)消弧線圈接地有以下優(yōu)點：瞬間單相接地故障可經(jīng)消弧線圈動作消除，保證系統(tǒng)不斷電；永久單相接地故障時消弧線圈動作可維持系統(tǒng)運(yùn)行一定時間，可以使運(yùn)行部門有足夠的時間啟動備用電源或轉(zhuǎn)移負(fù)荷，不至于造成被動；系統(tǒng)單相接地時消弧線圈動作可有效避免電弧接地過電壓，對全網(wǎng)電力設(shè)備起保護(hù)作用；由于接地電弧的時間縮短，使其危害受到限制，因此也減少維修工作量；由于瞬時接地故障等可由消弧線圈自動消除，因此減少了保護(hù)錯誤動作的概率；系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地可有效抑制單相接地電流，因此可降低變電所和線路接地裝置的要求，且可以減少人員傷亡，對電磁兼容性也有好處。

基本概念3電容電流：是指電源通過電容構(gòu)成回路的電流比如說在中性點不接地系統(tǒng)中正常運(yùn)行時三相對地有相同的電容Co

在相電壓的作用下每相都有超前于相電壓90°的電容電流流入地中

但只是這個電容電流比較小。我國過去主要使用的是手動調(diào)節(jié)的消弧線圈，這種方法調(diào)節(jié)很不方便，一般需要先將消弧線圈與電網(wǎng)斷開之后再調(diào)節(jié)；另外，手動方式適應(yīng)線路變化性也較差。近年來，我國的一些高等院校和科研單位利用各種原理開發(fā)了多種電網(wǎng)電容電流自動補(bǔ)償裝置，其中一些取得了較好的效果。陳柏超.新型可控飽和電抗器理論及應(yīng)用［M］.武漢：武漢水利水電大學(xué)出版社，1999四、電力系統(tǒng)單相接地故障1、中性點不接地方式對電容電流小于10A的10kV系統(tǒng)采用中性點不接地方式。優(yōu)點：可靠性高，單相故障時，由于接地故障電流很小電弧瞬間自行熄滅，且允許2h內(nèi)帶故障運(yùn)行，避免了過多跳閘現(xiàn)象；接地故障電流小，使人跨步電壓和接觸電壓都較低，人身傷亡低。對通信干擾少。缺點：在電纜線路中，單相接地的電容電流可能會高達(dá)數(shù)百安，造成接地電弧不易熄滅而引起過電壓非故障相對地電位升高到線電壓，對電信線路和通信設(shè)備產(chǎn)生電磁感應(yīng)干擾和危險影響。2中性點直接接地優(yōu)點：減小中性點對地電位的位移，減少整個電網(wǎng)因過電壓而損壞的機(jī)會，減少額外的電網(wǎng)絕緣水平投資；發(fā)生故障接地時能迅速切除故障，提高安全性；簡化繼電保護(hù)，快速檢測接地故障線路，隔離故障。缺點：單相接地時，故障相產(chǎn)生較大的故障電流，較大的接地故障電流將會對電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，對鄰近電信線路和通信設(shè)備產(chǎn)生危險的電磁感應(yīng)影響。電壓可能降為0，而非故障相由于中性點漂移對地電壓將升高，在接地裝置上產(chǎn)生高電位，經(jīng)過地下的直接傳導(dǎo)，導(dǎo)致對地低壓設(shè)備及電信設(shè)備高電位危險運(yùn)行。另外，在架空線上，如工作人員誤登桿、誤碰帶電導(dǎo)體，生存希望極小。資料-嚴(yán)禁井下配電變壓器中性點直接接地，嚴(yán)禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電

井下配電變壓器中性點直接接地的危害主要有三個方面：一是由于井下供電電纜的敷設(shè)受井巷條件限制，一般高度均較低，人體可以直接觸摸，一旦發(fā)生人體觸電時，其觸電電流相對于中性點不接地系統(tǒng)來講大許多倍，對人員生命構(gòu)成威脅；二是單相接地時形成單相短路，單相短路的電流很大，可引起變壓器、供電設(shè)備及線路損壞事故或爆炸著火事故，同時接地點產(chǎn)生很大的電弧，有可能引起瓦斯煤塵爆炸；三是接地點的高電位、大地中的大電流有可能引發(fā)電雷管超前引爆。這些事故的后果都是極為嚴(yán)重的。對于中性點直接接地的連接方式，一旦發(fā)生系統(tǒng)中一相接地而出現(xiàn)除中性點外的另一個接地點，則會發(fā)生嚴(yán)重的短路。此時接地故障相電流很大，容易損壞設(shè)備，危害人身安全。對于礦井而言，大短路電流可能會產(chǎn)生電火花，易導(dǎo)致井下易爆氣體爆炸。因此井下變壓器中性點不能直接接地。-《煤礦安全規(guī)程》例如，當(dāng)人體觸及一相帶電體時，跨接于人體的是電源的相電壓，受井下潮濕空氣影響，人身電阻按1000Ω計算。按歐姆定律計算，當(dāng)電源電壓為127V時，流經(jīng)人體的電流為73mA；當(dāng)電源電壓為380V時，流經(jīng)人體的電流為220mA；而當(dāng)電源電壓為600V時，流經(jīng)人體的電流則高達(dá)380Ma。此時電流路徑為：電源a相→人身→大地→接地體→電源中性點。研究資料表明，當(dāng)人體通過5mA電流時，就有觸電感覺；通過30mA電流時，就有危險；通過50mA可以致死；通過100mA絕對致死。中性點直接接地時，即使是127V電路，通過人體的電流也高達(dá)73mA，足以致人于死亡。在設(shè)計漏電保護(hù)時，假定人身電阻為1000Ω，通過人體的觸電電流以不超過30mA為安全電流。在礦山供電系統(tǒng)中，由于都是采用電纜線路供電，系統(tǒng)中性點采用不接地方式運(yùn)行。電纜對地相當(dāng)于一個電容器，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，電流必然有一個回流路徑，這個電流就是我們所說的電容對地電流，當(dāng)這個電流超過一定值時，可能會造成系統(tǒng)電纜放炮，進(jìn)而引發(fā)其他故障，嚴(yán)重時可能會造成礦井瓦斯和粉塵爆炸，所以原來煤炭部有個煤炭供電安全規(guī)程，上面明文規(guī)定當(dāng)電容電流超過20A時必須采取措施，限制這個電流，這是國家明文規(guī)定限制的，所以當(dāng)電流超過