1、配电网络知识简介何祥明 0755289921040配电网 配电网的基本概念 配电网特点 配电网接线 城市配电网的概念 配电网的基本组成形式配电网定义 配电网（Distribution Network）是指在电力网中起电能分配作用的网络。通常是指电力系统中二次降压变压器低压侧直接或降压后向用户供电的网络。 配电网的组成：架空或电缆配电线路、配电开关类设备、配电所、柱上变压器、配电箱等。发电厂输电线高压变电站配电网用户配电网分类 高压配电网(35-110kV) 中压配电网(6-10kV) 低压配电网(220-380V) 城市配电网（城网） 农村配电网（农网） 工厂配电网 等电压等级根据电压等级的高
2、低，将电力网分为低压、高压、超高压、特高压四种。 电压在1KV以下的电网为低压电网； 3330KV的为高压电网； 3301000KV的为超高压电网； 1000KV以上的为特高压电网。晋东南南阳荆门特高压交流试验示范工程是我国首条特高压输电线路，也是世界上运行电压最高、技术水平最先进的交流输变电工程。该线路全长654公里，静态投资约57亿元。 大型水电站电网水电厂地方电网枢纽变电站区域电网 220330KV超高压输电线路热电厂用户配变电所.3KV火电厂35110KV车间变电所厂区高压配电线路工厂总降压变电所地区变电所6.3KV 总网络示意图总网络示意图配电网在设计上的特点 配电网的规模快速增长
3、除保证用户供电可靠性外，如何保证电能质量和降低损耗是配电网的两个重要设计目标 中低压配电网故障频繁，但继电保护选择性配合困难，决定了中低压配电网必须采用与输电网不同的故障隔离方式 配电网在设计上的特点 配电线路通过开关设备分段和联络是提高配电网供电可靠性的要求 我国10kV、35kV配电网绝大部分属于中性点不接地系统，在发生单相接地时，仍允许供电一段时间。少部分属于经小电阻接地系统 配电网在运行上的特点 开环运行 ：开断容量、一二次设备的配置与投资 配电网的故障和异常处理是配电网运行的首要工作 保证配电网运行经济性是配电网运行的重要工作 配电网运行中存在大量的谐波源、三相电压不平衡、电压闪变污
4、染等 城网与农网 城市配电网：负荷相对集中，布点多，事故影响大，短路容量大，在200300MVA左右 农村配电网：负荷分散，供电半径大，线路长，有的10kV线路长达几十千米，线路维护工作量大。短路容量小，一般在100200MVA 城网电源 一般城网电源为220kV，在城市外围建设架空线双环网。在不能形成地理上的环网时，也可以采用C型电气环网。属于输变电系统部分 当随着负荷增加短路容量超过规定值时，应建设更高一级环网，将原来的环网开环分片，并避免电磁合环 环网的适当地点设枢纽变电所，降压后送市区 但是，220kV直供属城网范围城网高压配电网 采用架空线路时，城区可同杆双回架设，尽可能设双侧电源。
5、采用电缆线路时可为多回路。 当线路上T接或环入三个或三个以上变电所时，应设双侧电源，但正常运行时两侧电源不并列。 对直接接入高压配电网的小电厂或自备电厂，可采用单电源辐射方式向附近供电城市高压配电网接线：同杆并架双回架空线（双电源双“T”） 城市高压配电网接线：电缆线路支接两个变电所（单电源双“T”） 城市高压配电网接线：电缆线路支接三个变电所（双电源双“T”） 城市中压配电网 由10kV线路、配电所、开闭所、箱式配电站、杆架变压器等组成 依据高压配电变电所位置和负荷分布分成若干相对独立分区，各个分区一般不重叠 高压配电变电所中压出线开关停用时，应能通过中压电网转移负荷，对用户不停电 具有足够
6、的联络容量，正常时开环运行，异常时转移负荷城市中压配电网 市区架空配电网为沿道路架设的格子形布局网络，在道路交叉口连接。全网在适当地点用杆塔开关（即柱上开关）分断，形成多区段（区段中又分段）、多连接的开式运行网络 架空电网的供电能力有一定限度，当负荷大量增加时，中压电网可由架空线过渡为电缆城市中压配电网：闭环运行的典型闭环网（10kV） 城市中压配电网：开环运行单环网 城市中压配电网接线：直通式备用电缆示意图 城市中压配电网接线：分布式备用电缆示意图 城市中压配电网接线：架空线与电缆混合网 10kV 城市低压配电网 低压负荷分散，进户点多，从经济性考虑，以架空线为主 供电半径一般不超过400m
7、 当变压器故障时，可将负荷拆开，向邻近电网23个方向转移，且故障负荷转移时，导线运行率不超过100，线路末端电压不超过规定值城市低压配电网接线1 城市配电网的概念1.1 城市配电的各级电压电力网的总成 35kV110kV电网为高压配电网 10kV、20kV电网为中压配电网 0.38/0.22kV为低压配电网 1.2 对城市配电网的要求 可靠性、电压质量、经济型、灵活性1.3 对城市配电网的改造城市配电网的概念2 城市配电网规划 2.1 规划的年限 近期规划宜取35年 中期规划宜取810年。2.2 中期规划与近期规划的衔接问题 2.3 技术先进性与供电可靠性的关系2.4 技术经济比较2.5 规划
8、的编制、审批与实施 由供电企业负责完成 报上级主管部门审批后实施 3 城市供电电源3.1 供电电源的构成 具有互补性，以提高配电网抵御自然灾害的能力3.2 一个供电区供电电源的数量不宜少于2个3.3 在负荷密集的中心城区，电源变电站宜深入负荷中心3.4 新建的电源变电站，至少应有两路电源接入和足够的出线间隔3.5 提倡清洁能源的介入，太阳能光伏发电4. 城市配电网络 4.1 电压等级的确定4.2 各供电分区内的电源布局和网络优化 各供电分区之间具备互相支持4.3 10kV用户供电可靠性指标 实现配电自动化要求大城市供电可靠性达到99.99%供电区类别供电可靠率 （）累计停电次数（次/年）累计停
9、电时间（小时/年） 中心城区99.9524 一般城区99.9048 郊 区99.866124. 城市配电网络 4.4 “N-1”准则1）高压变电所中失去任一回路进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电。2）高压配电网中一条架空线或一条电缆或变电所中一组降压变压器发生故障停运时，在正常情况下，除故障段外不能停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电。3）低压电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，但应尽可能将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。 4. 城市配电网络 4.5 中性点接地方式
10、4.5.1 确定因素 供电可靠性 过电压倍数 设备绝缘水平 继电保护要求 单相接地故障寻址 弱电通信线路的抗干扰要求 4. 城市配电网络 4.5 中性点接地方式 4.5.2 中性点接地方式分类 有效接地直接接地经小电抗接地经小电阻接地非有效接地不接地经消弧线圈接地经大电阻接地4. 城市配电网络 4.5 中性点接地方式 4.5.3 高压配电网络 4.5.3.1 110kV有效接地： 考虑过电压倍数 部分变压器限制单相接地电流 经隔离开关接地 4.5.3.1 35kV有效接地： 接地电流10A时不接地 接地电流 10A时经消弧线圈接地 限制弧光接地过电压4. 城市配电网络 4.5 中性点接地方式
11、4.5.4 中压配电网络 接地电流10A时不接地，接地时允许运行2h 接地电流 10A时经消弧线圈接地 限制弧光接地过电压 接地电流 100A时经小电阻接地，跳闸 少见 电缆接地系统，经小电阻接地，跳闸4. 城市配电网络 4.5 中性点接地方式 4.5.5 低压配电网络 中性点直接接地 高压侧避雷器、变压器壳体、低压中性点共地 部分城市低压中性点单独接地： 人身安全放在第一位4. 城市配电网络 4.6 短路电流控制 4.6.1 原则 电源容量、电网接线、开关设备开断能力 短路电流过大时，应采取必要的限制措施 4.6.2 短路电流控制的主要措施 合理选择网络接线，增大系统阻抗 网络分片，开环运行
12、，母线分段运行 采用高阻抗变压器 在变压器低压侧加装限流电抗器 4. 城市配电网络 4.6 短路电流控制 4.6.3 短路电流水平 母线 10kV侧实际短路电流大多比列表值低 配电线路上的中压配电设施 经过计算可适当降低短路电流水平 电 压 等 级 (kV)11066352010短路电流控制水平（kA）31.54031.525162016204. 城市配电网络 4.7 网络接线 4.7.1 中压配电网的接线 树状接线 分段数 手拉手环网 开环运行 减小短路电流和可能出现的环流4. 城市配电网络 4.7 网络接线 4.7.2 中、低压配电网的供电半径 在实际执行过程中值得商榷 中压配电线路电压损
13、失不宜超过24（可取3），低压配电线路电压损失不宜超过46（可取4）。 注 0.4 2.55 48 郊区 0.25 1.53 2.55 一般城区 0.15 12 23 中心城区 0.4kV配电网 10kV配电网 20kV配电网 供电区类别 km4. 城市配电网络 4.8 无功补偿 4.8.1 补偿原则 1）无功补偿应按照分层分区和就地平衡的原则，采用分散和就地补偿相结合的方式，并能随负荷或电压进行调整，保证电网枢纽点电压满足规定要求。 2）并联电容补偿应优化配置、自动投切。变电站内电容器的投切应与变压器分接头调整协调配合，以控制电压水平；在低谷负荷时不向系统倒送无功。 3）在配置电容补偿装置时
14、，应采取措施，防止电容器投退引起的过电压和谐波电流的放大。4. 城市配电网络 4.8 无功补偿 4.8.2 几个思考的问题 M110kV10kV123451)补偿容量，以计算为准；无功倒送问题 2)优先顺序， ，但要技术经济比较 3)保护问题，电流保护、电压保护 4)控制策略5)限制涌流、谐波治理 6)放电元件、重投时间、多组循环投切 7)开关问题 8)电容器额定电压 4. 城市配电网络 4.9 电能质量 4.9.1 可靠性4.9.2 电压 电压偏差：10kV0+7%，商讨负误差 三相不平衡度 波形：谐波电容器投入谐波放大2倍 电压波动与闪变5. 高压配电网5.1 高压配电线路 5.1.1 架
15、空线路和电缆线路 城市郊区的配电线路：宜采用架空线路 中心城区的配电线路：宜采用电缆线路 5.1.2 架空线5.1.2.1导线截面选择 按经济电流密度，并按长期允许发热和机械强度条件进行较验 与选择23种截面矛盾5.1.2.2 避雷线（作用：屏蔽、耦合、分流雷电流） 安全系数宜大于导线设计安全系数 5. 高压配电网5.1 高压配电线路 5.1.3 绝缘子、金具、杆塔和基础5.1.3.1 绝缘子 根据污秽等级和杆塔型式选择 5.1.3.2 金具 表面镀锌防腐5.1.4 金具表面 应热镀锌防腐 5.1.5 基础 接地电阻未列 5. 高压配电网5.1 高压配电线路 5.1.4 电力电缆5.1.4.1
16、 电缆绝缘种类 交联聚乙烯 5.1.4.2 截面积选择 按经济电流密度选择、并按长期发热、电压损失和热稳定校验 5.1.4.3 护层和终端 护层 阻燃、防白蚁、鼠啮和真菌侵蚀；抗拉抗压 终端 瓷套式或复合绝缘电缆终端，绝缘水平 5. 高压配电网5.2 高压变电站 5.2.1 选址 靠近负荷中心 地形地貌 城市中心区考虑地下变电站5.2.2 主接线形式 可靠性、灵活性、经济型、操作方便性、可扩建性 GIS 5.2.3 主变数量 24台5.2.4 开关、互感器6. 中压配电网6.1 中压配电线路 6.1.1 架空线路和电缆线路 城市郊区的配电线路：宜采用架空线路 城乡结合区域或一般城区：架空与电缆
17、混合线路 中心城区的配电线路：宜采用电缆线路或绝缘电缆 6.1.2 架空线 分段开关 翻牌式故障指示6. 中压配电网6.1 中压配电线路 6.1.3 电力电缆线路6.1.3.1 电缆绝缘种类 交联聚乙烯 6.1.3.2 截面积选择 按经济电流密度选择、并按长期发热、电压损失和热稳定校验 6.1.3.3 护层和终端 护层 阻燃、防白蚁、鼠啮和真菌侵蚀；抗拉抗压 终端 预制式电缆终端（冷缩、热缩） 绝缘水平6/10kV / 8.7/10(15)kV、 12/20kV / 18/20(30)kV6. 中压配电网6.2 中压配电设备 6.2.1 开关站（开闭站） 6.2.1.1 柜型 中置柜 小型柜：
18、SF6充气柜、真空柜6.2.1.2 柜型 出线形式：端子、预制套管+预制电缆头（全封闭）6.2.1.3 开关类型 断路器、负荷开关+熔断器（有接地刀、无接地刀）6. 中压配电网6.2 中压配电设备 6.2.1 开关站（开闭站） 6.2.1.4 开关操作机构 电动机构、电磁机构、永磁机构6.2.1.5 附件 带点指示器、短路和接地故障指示器6.2.1.6 开关参数 6. 中压配电网6.2 中压配电设备 6.2.2 变电站6.2.2.1 室内变电站 变压器：油浸变压器、干式变压器，S9、S11 型，宜2台 高压柜：宜单母线分段，开关类型 高压计量柜 低压柜：单母线分段 无功补偿柜6. 中压配电网6
19、.2 中压配电设备 6.2.2 变电站6.2.2.2 柱（台）上变压器 容量400kVA6.2.2.3 预装箱式配电站 欧式“一”排列高压室、变压器室、低压室 高压室相当于开闭站 美式“品”排列高压室、变压器室、低压室 2组熔丝、负荷开关、分接开关置于油箱内 预制电缆头引出高压进出线、肘型避雷器6.2.2.4 地埋预装箱式配电站6. 中压配电网6.2 中压配电设备 6.2.3 电缆分支箱 美式：屏蔽层接地 欧式：可触摸式 箱体材料：不锈钢板喷塑、普通钢板喷塑 附件：带点指示器、短路和接地故障指示器6.2.4 柱上开关及熔断器 开关：断路器、负荷开关无油化 熔断器：形式6. 中压配电网6.3 配
20、电设备防雷 6.3.1 避雷器形式：金属氧化物避雷器6.3.2 电站型避雷器和配电型避雷器： YH5WZ2-17/45、 YH5WZ2-17/506.3.3 进线保护： 架空线经常打开的开关，装避雷器，接地电阻10 电缆长度50m ,一头装避雷器，另一头外皮接地， 接地电阻30 电缆长度 50m ，两头装避雷器，接地电阻306.3.4 母线和线路开关上 装避雷器，接地电阻106. 中压配电网6.3 配电设备防雷 6.3.5 配电变压器避雷器的接地6.3.5.1 共地 避雷器、变压器外壳、低压中性点共地 （部分地区规定低压中性点单独接地）6.3.5.2 Y,yn，Y,y接线的配电变压器 宜在低压
21、侧装一组避雷器或击穿保险器6.3.5.3 低压侧中性点不接地的配电变压器 在中性点装设击穿保险器 7. 低压配电网7.1 配电线路 7.1.1 三相四线制7.1.2 N线或PEN线 N线或PEN线宜与相线截面相同 7.1.3 电缆芯数 TT系统、TNC（或TNCS）系统采用四芯电缆 TNS系统采用五芯电缆 7. 低压配电网7.2 保护接地和接零 7.2.1 保护接地7.2.2 IT系统 防异相漏电碰壳，装电流断开元件、漏电保护器 7.2.3 TT系统 装电流断开元件实际使用受到限制，装漏电保护器7.2.4 TN-C系统 安全水平较低，仅适用于有专业人员维护管理的一般性厂房和场所。装电流断开元件
22、、漏电保护器。不应装设漏电总保护和漏电中级保护 。7. 低压配电网7.2 保护接地和接零 7.2.5 TN-C-S系统 PEN导体应在建筑物的入口处作等电位联结并重复接地 。装电流断开元件、漏电保护器。不应装设漏电总保护和漏电中级保护 。7.2.6 TN-S系统 装电流断开元件、漏电保护器7.2.7 漏电保护器的参数、上下级配合7.3 保护接地和保护接零不许混用8. 配电网二次部分 8.1 保护和自动装置的要求 可靠性、选择性、灵敏性、速动性 8.2 保护和自动装置配置 按表格配置 电容器保护 中压系统的接地保护8.3 保护用电流互感器的选择二次部分在以后的配网自动化常识交流文件中详述农村配电
23、网接线 农网接线以无备用的树状、放射状、干线式等为主，少数采用手拉手接线 随着乡镇经济的发展，农网接线有向城网接线发展的趋势配电网改造的基本原则 “全面规划、综合改造、结合实际、注重效益” 提高配电网整体供电能力，根除“卡脖子”现象 提高可靠性，城网达到99.9%，大中城市中心区达到99.99% 提高电能质量，降低线损。电压合格率98，线损率降低10配电网的发展动力 国民经济对供电可靠性的依赖性大大增强 分布式电源接入 间歇性能源发电设备的接入对电能质量的影响 电力用户对定制电能质量的需求快速增长 电网和电力用户之间良性互动配电网的发展 高中压配电网架向网格状发展： 闭环运行 继电保护配置大的变化 网架的交流方案和轻型直流方案 交流网架的超导化 潮流控制器大量应用配电网的发展 终端中压网和低压网微网化： 微网：配电网的发展 终端中压网和低压网微网化： 分布式储能站建设？ 墙太阳能电池？ 风力发电？
