配電網(wǎng)絡(luò)知識簡介

配電網(wǎng)絡(luò)知識簡介何祥明hexiangming@0755289921040配電網(wǎng)配電網(wǎng)的基本概念配電網(wǎng)特點配電網(wǎng)接線城市配電網(wǎng)的概念配電網(wǎng)的基本組成形式配電網(wǎng)定義配電網(wǎng)（DistributionNetwork）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)分類高壓配電網(wǎng)(35-110kV)

中壓配電網(wǎng)(6-10kV)低壓配電網(wǎng)(220-380V)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)等電壓等級根據(jù)電壓等級的高低，將電力網(wǎng)分為低壓、高壓、超高壓、特高壓四種。電壓在1KV以下的電網(wǎng)為低壓電網(wǎng)；3～330KV的為高壓電網(wǎng)；330～1000KV的為超高壓電網(wǎng)；1000KV以上的為特高壓電網(wǎng)。晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程是我國首條特高壓輸電線路，也是世界上運(yùn)行電壓最高、技術(shù)水平最先進(jìn)的交流輸變電工程。該線路全長654公里，靜態(tài)投資約57億元?？偩W(wǎng)絡(luò)示意圖配電網(wǎng)在設(shè)計上的特點

配電網(wǎng)的規(guī)?？焖僭鲩L除保證用戶供電可靠性外，如何保證電能質(zhì)量和降低損耗是配電網(wǎng)的兩個重要設(shè)計目標(biāo)中低壓配電網(wǎng)故障頻繁，但繼電保護(hù)選擇性配合困難，決定了中低壓配電網(wǎng)必須采用與輸電網(wǎng)不同的故障隔離方式

配電網(wǎng)在設(shè)計上的特點配電線路通過開關(guān)設(shè)備分段和聯(lián)絡(luò)是提高配電網(wǎng)供電可靠性的要求

我國10kV、35kV配電網(wǎng)絕大部分屬于中性點不接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地時，仍允許供電一段時間。少部分屬于經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)

配電網(wǎng)在運(yùn)行上的特點開環(huán)運(yùn)行：開斷容量、一二次設(shè)備的配置與投資配電網(wǎng)的故障和異常處理是配電網(wǎng)運(yùn)行的首要工作

保證配電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性是配電網(wǎng)運(yùn)行的重要工作

配電網(wǎng)運(yùn)行中存在大量的諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變污染等

城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)城市配電網(wǎng)：負(fù)荷相對集中，布點多，事故影響大，短路容量大，在200

300MVA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100

200MVA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，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，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)采用架空線路時，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，應(yīng)設(shè)雙側(cè)電源，但正常運(yùn)行時兩側(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：同桿并架雙回架空線（雙電源雙“T”）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“T”）城市高壓配電網(wǎng)接線：電纜線路支接三個變電所（雙電源雙“T”）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，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，正常時開環(huán)運(yùn)行，異常時轉(zhuǎn)移負(fù)荷城市中壓配電網(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，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)行的典型閉環(huán)網(wǎng)（10kV）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：直通式備用電纜示意圖城市中壓配電網(wǎng)接線：分布式備用電纜示意圖城市中壓配電網(wǎng)接線：架空線與電纜混合網(wǎng)城市低壓配電網(wǎng)低壓負(fù)荷分散，進(jìn)戶點多，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，可將負(fù)荷拆開，向鄰近電網(wǎng)2－3個方向轉(zhuǎn)移，且故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移時，導(dǎo)線運(yùn)行率不超過100％，線路末端電壓不超過規(guī)定值城市低壓配電網(wǎng)接線1城市配電網(wǎng)的概念1.1城市配電的各級電壓電力網(wǎng)的總成35kV～110kV電網(wǎng)為高壓配電網(wǎng)10kV、20kV電網(wǎng)為中壓配電網(wǎng)0.38/0.22kV為低壓配電網(wǎng)1.2對城市配電網(wǎng)的要求可靠性、電壓質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)型、靈活性1.3對城市配電網(wǎng)的改造城市配電網(wǎng)的概念2城市配電網(wǎng)規(guī)劃

2.1規(guī)劃的年限近期規(guī)劃宜取3～5年中期規(guī)劃宜取8～10年。2.2中期規(guī)劃與近期規(guī)劃的銜接問題

2.3技術(shù)先進(jìn)性與供電可靠性的關(guān)系2.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較2.5規(guī)劃的編制、審批與實施由供電企業(yè)負(fù)責(zé)完成報上級主管部門審批后實施3城市供電電源3.1供電電源的構(gòu)成

具有互補(bǔ)性，以提高配電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力3.2一個供電區(qū)供電電源的數(shù)量不宜少于2個3.3在負(fù)荷密集的中心城區(qū)，電源變電站宜深入負(fù)荷中心3.4新建的電源變電站，至少應(yīng)有兩路電源接入和足夠的出線間隔3.5提倡清潔能源的介入，太陽能光伏發(fā)電4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.1電壓等級的確定4.2各供電分區(qū)內(nèi)的電源布局和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

各供電分區(qū)之間具備互相支持4.310kV用戶供電可靠性指標(biāo)

實現(xiàn)配電自動化要求大城市供電可靠性達(dá)到99.99%4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.4“N-1”準(zhǔn)則1）高壓變電所中失去任一回路進(jìn)線或一組降壓變壓器時，必須保證向下一級配電網(wǎng)供電。2）高壓配電網(wǎng)中一條架空線或一條電纜或變電所中一組降壓變壓器發(fā)生故障停運(yùn)時，①在正常情況下，除故障段外不能停電，并不得發(fā)生電壓過低和設(shè)備不允許的過負(fù)荷；②在計劃停運(yùn)情況下，又發(fā)生故障停運(yùn)時，允許部分停電，但應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)恢復(fù)供電。3）低壓電網(wǎng)中當(dāng)一臺變壓器或電網(wǎng)發(fā)生故障時，允許部分停電，但應(yīng)盡可能將完好的區(qū)段在規(guī)定時間內(nèi)切換至鄰近電網(wǎng)恢復(fù)供電。

4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.5中性點接地方式

4.5.1

確定因素

供電可靠性過電壓倍數(shù)設(shè)備絕緣水平繼電保護(hù)要求單相接地故障尋址弱電通信線路的抗干擾要求

4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.5中性點接地方式

4.5.2

中性點接地方式分類

有效接地直接接地經(jīng)小電抗接地經(jīng)小電阻接地非有效接地不接地經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)大電阻接地4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.5中性點接地方式

4.5.3

高壓配電網(wǎng)絡(luò)

110kV有效接地：考慮過電壓倍數(shù)部分變壓器——限制單相接地電流經(jīng)隔離開關(guān)接地

35kV有效接地：接地電流≤10A時不接地接地電流>10A時經(jīng)消弧線圈接地限制弧光接地過電壓4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.5中性點接地方式

4.5.4中壓配電網(wǎng)絡(luò)

接地電流≤10A時不接地，接地時允許運(yùn)行2h接地電流>10A時經(jīng)消弧線圈接地限制弧光接地過電壓接地電流>100A時經(jīng)小電阻接地，跳閘少見電纜接地系統(tǒng)，經(jīng)小電阻接地，跳閘4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.5中性點接地方式

4.5.5

低壓配電網(wǎng)絡(luò)

中性點直接接地高壓側(cè)避雷器、變壓器殼體、低壓中性點共地部分城市低壓中性點單獨(dú)接地：人身安全放在第一位4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.6短路電流控制

4.6.1

原則

電源容量、電網(wǎng)接線、開關(guān)設(shè)備開斷能力

短路電流過大時，應(yīng)采取必要的限制措施

4.6.2短路電流控制的主要措施合理選擇網(wǎng)絡(luò)接線，增大系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)分片，開環(huán)運(yùn)行，母線分段運(yùn)行采用高阻抗變壓器在變壓器低壓側(cè)加裝限流電抗器

4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.6短路電流控制

4.6.3短路電流水平

母線10kV側(cè)實際短路電流大多比列表值低

配電線路上的中壓配電設(shè)施經(jīng)過計算可適當(dāng)降低短路電流水平

4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.7網(wǎng)絡(luò)接線

4.7.1中壓配電網(wǎng)的接線

樹狀接線分段數(shù)手拉手環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行減小短路電流和可能出現(xiàn)的環(huán)流4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.7網(wǎng)絡(luò)接線

4.7.2中、低壓配電網(wǎng)的供電半徑

在實際執(zhí)行過程中值得商榷

中壓配電線路電壓損失不宜超過2～4％（可取3％），低壓配電線路電壓損失不宜超過4～6％（可取4％）。注0.42.5～54～8郊區(qū)0.251.5～32.5～5一般城區(qū)0.151～22～3中心城區(qū)0.4kV配電網(wǎng)10kV配電網(wǎng)20kV配電網(wǎng)供電區(qū)類別km4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.8無功補(bǔ)償

4.8.1補(bǔ)償原則

1）無功補(bǔ)償應(yīng)按照分層分區(qū)和就地平衡的原則，采用分散和就地補(bǔ)償相結(jié)合的方式，并能隨負(fù)荷或電壓進(jìn)行調(diào)整，保證電網(wǎng)樞紐點電壓滿足規(guī)定要求。2）并聯(lián)電容補(bǔ)償應(yīng)優(yōu)化配置、自動投切。變電站內(nèi)電容器的投切應(yīng)與變壓器分接頭調(diào)整協(xié)調(diào)配合，以控制電壓水平；在低谷負(fù)荷時不向系統(tǒng)倒送無功。3）在配置電容補(bǔ)償裝置時，應(yīng)采取措施，防止電容器投退引起的過電壓和諧波電流的放大。4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.8無功補(bǔ)償

4.8.2幾個思考的問題

M110kV10kV123451)補(bǔ)償容量，以計算為準(zhǔn)；無功倒送問題

2)優(yōu)先順序，①②③④⑤，但要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3)保護(hù)問題，電流保護(hù)、電壓保護(hù)

4)控制策略5)限制涌流、諧波治理

6)放電元件、重投時間、多組循環(huán)投切

7)開關(guān)問題

8)電容器額定電壓

4.城市配電網(wǎng)絡(luò)

4.9電能質(zhì)量

4.9.1可靠性4.9.2電壓

電壓偏差：10kV——0~+7%，商討負(fù)誤差三相不平衡度波形：諧波——電容器投入諧波放大≤2倍電壓波動與閃變5.高壓配電網(wǎng)5.1高壓配電線路

5.1.1架空線路和電纜線路

城市郊區(qū)的配電線路：宜采用架空線路中心城區(qū)的配電線路：宜采用電纜線路5.1.2架空線導(dǎo)線截面選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度，并按長期允許發(fā)熱和機(jī)械強(qiáng)度條件進(jìn)行較驗——與選擇2~3種截面矛盾避雷線（作用：屏蔽、耦合、分流雷電流）安全系數(shù)宜大于導(dǎo)線設(shè)計安全系數(shù)5.高壓配電網(wǎng)5.1高壓配電線路

5.1.3

絕緣子、金具、桿塔和基礎(chǔ)絕緣子