配電網(wǎng)自動化技術(shù)概論(共37頁).ppt

1、機電與自動化學(xué)院 何朝陽2.1 配電網(wǎng)接線 2.1.1 放射式接線 2.1.2 網(wǎng)格式接線 2.1.3 環(huán)式接線2.2 配電網(wǎng)一次設(shè)備 2.2.1 配電變壓器 2.2.2 斷路器 2.2.3 負(fù)荷開關(guān) 2.2.4 隔離開關(guān) 2.2.5 熔斷器 2.3 開閉所 2.4 環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱 2.4.1 環(huán)網(wǎng)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(wǎng)的接地方式配電網(wǎng)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(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、 成熟穩(wěn)定，其接線方式應(yīng)滿足Q/GDW 156?城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)那么?和Q/GDW 370?城市

2、配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)那么?等標(biāo)準(zhǔn)要求；2一次設(shè)備應(yīng)滿足遙測和或遙信要求，需要實現(xiàn)遙控功能的還應(yīng)具備電動操動機構(gòu)；3實施饋線自動化的線路應(yīng)滿足故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求， 具備負(fù)荷轉(zhuǎn)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(yīng)提供適用的配電終端工作電源，進(jìn)行配電網(wǎng)電纜通道建設(shè)時，應(yīng)考慮同步建設(shè)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(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配 電網(wǎng)用得比較多。電網(wǎng)用得比較多。根據(jù)負(fù)荷情況，在網(wǎng)格中的適當(dāng)位

3、置引入一定數(shù)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(gòu)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(lián)絡(luò)開關(guān)連接，線路的平均負(fù)載率是N-1/N 。 N越大，負(fù)載率越高，但運行操作復(fù)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(wǎng)接線圖2-6 手拉手接線當(dāng)有一個電源故障時，與故障電源相連的分段開關(guān)翻開，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個電源上。2條線路的設(shè)備滿負(fù)荷運行，備用線路的設(shè)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(wǎng)接線 2首端環(huán)網(wǎng)接線 3末端環(huán)網(wǎng)接線 在不同電源線路間進(jìn)行末端環(huán)網(wǎng)，相對首端環(huán)網(wǎng)接線減少了各分片環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)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(xiàn)環(huán)網(wǎng)。一般情況下，各同方向環(huán)網(wǎng)末端用戶間的距離遠(yuǎn)小于到變電站的距離 。 3. “41接線 二多分段多聯(lián)絡(luò)接線二多分段多聯(lián)絡(luò)接線 架空線路兩分段兩聯(lián)絡(luò) 分段的數(shù)目大于聯(lián)絡(luò)的數(shù)目，分段數(shù)目越多，故障停電和檢修停電的時間越少，那么網(wǎng)絡(luò)的可靠性越高，所以分段數(shù)影響供電可靠性。而聯(lián)絡(luò)線的數(shù)目不僅影響可靠性，還影響線路的負(fù)載率。 電纜線路三分段兩聯(lián)絡(luò) 二多分段多聯(lián)絡(luò)

5、接線二多分段多聯(lián)絡(luò)接線 架空線路三分段三聯(lián)絡(luò) 二多分段多聯(lián)絡(luò)接線二多分段多聯(lián)絡(luò)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(lián)絡(luò)或可轉(zhuǎn)供通道。當(dāng)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(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電壓互感器、電流互感器等。配電網(wǎng)自動化對一次設(shè)備的要求：1需要實現(xiàn)遙信功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)至少具備一組輔助觸點；需要實現(xiàn)遙測功能的一次設(shè)備，應(yīng)至少具備電流互感器；需要實現(xiàn)遙控功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)具備電動操作機構(gòu)。2一次設(shè)備的建設(shè)與改造應(yīng)考慮預(yù)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(yīng)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(guān)操作等需求。4配電網(wǎng)站所內(nèi)應(yīng)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(guān)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(yīng)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(fù)荷電流，而且能接通

7、和承擔(dān)一定時間的短路電流，并能在保護(hù)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(jié)構(gòu)圖 負(fù)荷開關(guān)在1035kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用，可作為獨立的設(shè)備使用，也可安裝于環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備中?？墒謩踊螂妱硬僮鳎糜陂_斷負(fù)荷電流，關(guān)合、承載額定短路電流。 圖2-18 真空式負(fù)荷開關(guān)三、負(fù)荷開關(guān)三、負(fù)荷開關(guān) 隔離開關(guān)無滅弧能力，不允許帶負(fù)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(lián)絡(luò)點、分段處，以及不同單位維護(hù)的線路的分界點處。 四、隔離開關(guān)四、隔離開關(guān) 熔斷器依靠熔體或熔絲的特性，在電路

8、出現(xiàn)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(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷，使電路開斷，保護(hù)電氣設(shè)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(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器可在10ms內(nèi)開斷電路，較斷路器動作時間60ms內(nèi)含繼電器保護(hù)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(guān)的組合體。當(dāng)負(fù)荷離變電站較遠(yuǎn)，采用直供方式需要比較長的線路時，可在這些負(fù)荷附近建設(shè)一個開閉所，然后由開閉所出線來保證這些負(fù)荷的正常供電。開閉所承擔(dān)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(lián)絡(luò)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(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備，是將一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。圖2-21 雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖 2.4 2.4 環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱 柜殼體母線負(fù)荷開關(guān)熔斷器或負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合電器斷路器隔離開關(guān)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(jìn)出線間隔和變壓器間隔，進(jìn)出線間隔主要用于故障線路的隔離，以及通過調(diào)整電源方向來恢復(fù)正常供電；變

10、壓器間隔那么通過組合電器來對變壓器內(nèi)部短路故障進(jìn)行快速切除。在1989年國際配電網(wǎng)會議上，從理論上闡述了負(fù)荷開關(guān)限流熔斷器組合電器對小型變壓器的有效保護(hù)作用，歐洲一些電力公司還從實踐說明了這點，認(rèn)為其比斷路器更有效。 圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a正常運行 圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b故障隔離后 三實例應(yīng)用三實例應(yīng)用 電纜分支箱又稱“電纜分接箱是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的聚集和分接功能的專用電氣連接設(shè)備。 圖2-24 10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖 可以和環(huán)網(wǎng)柜配合使用，構(gòu)成電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 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(yù)制式電纜接頭組成 。一組成結(jié)構(gòu)一組成結(jié)構(gòu)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(jìn)線盒出線電纜都分相地連接到內(nèi)部電氣并聯(lián)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(nèi)含有開關(guān)設(shè)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(zhuǎn)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(shè)干個活動的門，有的門為開關(guān)設(shè)備的操作而設(shè)，有的門是為電纜連接器件的安裝施工或維護(hù)檢修而設(shè)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(shè)備供電。配電站由配電變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、母線及其輔助設(shè)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(yù)裝式變電站是一種將變壓器、上下壓開關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來的一種預(yù)裝式配電裝置 。