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(lèi)、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(xiàn)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(kāi)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(hù)供電的網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)的組成：架空或電纜配電線(xiàn)路、配電開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備、配電所、柱上變壓器、配電箱等。發(fā)電廠(chǎng)輸電線(xiàn)高壓變電站配電網(wǎng)用戶(hù)配電網(wǎng)分類(lèi)配電網(wǎng)分類(lèi)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(chǎng)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(zhǎng)迅速配電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展與國(guó)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(zhǎng)趨勢(shì)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)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(guó)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(lèi)活動(dòng)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(wèn)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(xiàn)故

3、障支線(xiàn)故障用戶(hù)故障用戶(hù)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(xiàn)路故障多于電纜線(xiàn)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(xiàn)故障和用戶(hù)故障所占比例越來(lái)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(méi)有選擇性，無(wú)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(hù) 用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn) 用戶(hù) 用戶(hù) 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(guó)配電網(wǎng)采用開(kāi)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(xiàn)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(xiàn)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(duì)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(xiàn)路長(zhǎng)，有的10kV線(xiàn)路長(zhǎng)達(dá)幾十千米，線(xiàn)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(xiàn)路（架空線(xiàn)、電纜線(xiàn)）上裝上配電開(kāi)關(guān)，將配電線(xiàn)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(gè)配電開(kāi)關(guān)之

5、間輻射狀配電線(xiàn)路分段輻射狀配電線(xiàn)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(kāi)關(guān)供電區(qū)域分段方法分段方法柱上開(kāi)關(guān)：安裝在柱上的配電開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)柜，其核心部分采用斷路器，或者是負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器，該開(kāi)關(guān)柜的母線(xiàn)同時(shí)就是環(huán)形干線(xiàn)的一部分。即：環(huán)形干線(xiàn)是由每臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜的母線(xiàn)連接起來(lái)共同組成的。聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)：將兩個(gè)配電電源供電的線(xiàn)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(kāi)關(guān)正常各運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)采用環(huán)網(wǎng)柜聯(lián)絡(luò)：其

6、中一個(gè)進(jìn)線(xiàn)配電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。兩路進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)互鎖、備自投采用柱上開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)：一般實(shí)現(xiàn)無(wú)壓合閘T T接接在配電網(wǎng)中，一種不需要母線(xiàn)，直接采用金具（或電纜附件）將兩段配電線(xiàn)路連接的方法T接常常直接在柱上開(kāi)關(guān)處或開(kāi)關(guān)柜上連接環(huán)接環(huán)接在配電網(wǎng)中，依靠開(kāi)關(guān)柜分段，一段配電進(jìn)線(xiàn)和一段配電出線(xiàn)分別接入開(kāi)關(guān)柜的兩個(gè)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)，使故障區(qū)段與正常區(qū)段隔離開(kāi)來(lái)故障隔離方法故障隔離方法相間保護(hù)動(dòng)作后，依靠配電自動(dòng)化系統(tǒng)的故障隔離功能將故障隔離在最近的兩個(gè)配電開(kāi)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(guó)）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)由于配電網(wǎng)開(kāi)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(huì)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(kāi)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^(guò)載而采用的運(yùn)行方式調(diào)整，稱(chēng)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(xiàn)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(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)建設(shè)更高一級(jí)環(huán)網(wǎng)，將原來(lái)的環(huán)網(wǎng)開(kāi)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(xiàn)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(xiàn)路時(shí)可為多回路。當(dāng)線(xiàn)路上T接或環(huán)入三個(gè)或三個(gè)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(duì)直接接入高壓配電網(wǎng)的小電廠(chǎng)或自備電廠(chǎng)，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(xiàn)：同桿并架城市高壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：同桿并架雙回架空線(xiàn)（雙電源雙雙回架空線(xiàn)（雙電源雙“T”T”） 城市高壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：電纜線(xiàn)路支城市高壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：電纜線(xiàn)路支接兩個(gè)變電所（單電源雙接兩個(gè)變電所（單電源雙“T”T”） 城市高壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：電纜線(xiàn)路環(huán)城市高壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：電纜線(xiàn)路環(huán)接三個(gè)變電所（雙電源雙接三個(gè)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(xiàn)路、配電所、開(kāi)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(duì)獨(dú)立分區(qū)，各個(gè)分區(qū)一般不重疊高壓配電變電所中壓出線(xiàn)開(kāi)關(guān)停用時(shí)，應(yīng)能通過(guò)中壓電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，對(duì)用戶(hù)不停電具有足夠的聯(lián)絡(luò)容量，正常時(shí)開(kāi)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(kāi)關(guān)（即柱上開(kāi)關(guān)）分?jǐn)啵纬啥鄥^(qū)段（區(qū)段中又分段）、多連接的開(kāi)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(xiàn)過(guò)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(kāi)環(huán)運(yùn)行單環(huán)網(wǎng)城市中壓配電網(wǎng)：開(kāi)環(huán)運(yùn)行單環(huán)網(wǎng) 城市中壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：直通式備城市中壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：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(xiàn)：分布式備城市中壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：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(xiàn)：架空線(xiàn)與城市中壓配電網(wǎng)接線(xiàn)：架空線(xiàn)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(hù)點(diǎn)多，從經(jīng)濟(jì)性考慮，以架空線(xiàn)為主供電半徑一般不超過(guò)400m當(dāng)變壓器故障時(shí)，可將負(fù)荷拆開(kāi)，向鄰近電網(wǎng)23個(gè)方向轉(zhuǎn)移，且故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行率不超過(guò)100，線(xiàn)路末端電壓不超過(guò)規(guī)定值城市低

11、壓配電網(wǎng)接線(xiàn)城市低壓配電網(wǎng)接線(xiàn)農(nóng)村配電網(wǎng)接線(xiàn)農(nóng)村配電網(wǎng)接線(xiàn)農(nóng)網(wǎng)接線(xiàn)以無(wú)備用的樹(shù)狀、放射狀、干線(xiàn)式等為主，少數(shù)采用手拉手接線(xiàn)隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)接線(xiàn)有向城網(wǎng)接線(xiàn)發(fā)展的趨勢(shì)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(xiàn)損。電壓合格率98，線(xiàn)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(kāi)關(guān)設(shè)備，它能夠檢測(cè)故障電流，在監(jiān)測(cè)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(guò)預(yù)定重合次數(shù)后閉鎖。重合器的重合器的分類(lèi)分類(lèi)按相別分類(lèi):單相、 三相。 按控制方式分類(lèi)：液壓控制、電子控制。 按使用介質(zhì)分類(lèi)：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(kāi)斷電流動(dòng)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(dòng)作特性重合器的動(dòng)作特性重合器的動(dòng)作特性可以分為瞬時(shí)動(dòng)作特性（又稱(chēng)快速動(dòng)作特性）和延時(shí)動(dòng)作特性?xún)煞N，通常采用時(shí)間電流曲線(xiàn)（TCC曲線(xiàn)）來(lái)描述。通常重合器的動(dòng)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(dòng)作特性曲線(xiàn)又可分為相間短路跳閘的TCC曲線(xiàn)和接地短路跳閘的TCC曲線(xiàn)兩種。A為快速曲線(xiàn)B為延時(shí)曲線(xiàn)C為超延時(shí)曲線(xiàn)反時(shí)限TCC曲線(xiàn) 定時(shí)限TCC曲線(xiàn)定時(shí)限特性對(duì)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(jí)開(kāi)關(guān)配合，在失壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘的開(kāi)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(guò)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(zhǎng)短來(lái)控制其動(dòng)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(gè)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；