1配电网概述及管理体系

1、配电管理系统及配电自动化配电管理系统及配电自动化Distribution Automation System华北电力大学电气与电子工程学院华北电力大学电气与电子工程学院刘文霞2011年2月Email:第一讲第一讲 配电网概述及管理体系配电网概述及管理体系1.1 1.1 配电网电压等级配电网电压等级1.2 1.2 配电网中压供电模式配电网中压供电模式( (架空线路架空线路: : 电缆线路电缆线路) )1.3 1.3 配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式1.4 1.4 低压配电系统低压配电系统1.5 1.5 配电网管理模式配电网管理模式1.6 1.6 配电网评价体系配电网评价体系1.1 配电网

2、电压等级配电网电压等级配电网电压等级可分为：配电网电压等级可分为：（1 1）高压配电网）高压配电网35kV,110kV35kV,110kV（2 2）中压配电网中压配电网10kV,6kV10kV,6kV（3 3）低压配电网）低压配电网0.38kV,0.22kV0.38kV,0.22kV（4 4）高压输电网）高压输电网220kV220kV及其以上及其以上（5 5）超高压输电网）超高压输电网500kV500kV以上以上（6 6）特高压输电网）特高压输电网750kV750kV以上以上 我国目前建设特高压我国目前建设特高压1000KV1000KV较多较多1.2.1 架空线架空线 电力线路的结构分电力线路

3、的结构分架空线路结构架空线路结构和和电缆线路电缆线路结构两类。结构两类。架空线路是将导线架设在电杆上。一般采用放射式供电形式。成本低、架空线路是将导线架设在电杆上。一般采用放射式供电形式。成本低、投资少、施工周期短、容易维护及检修、容易查找故障。投资少、施工周期短、容易维护及检修、容易查找故障。如果判断电压等级?1.2.1 架空线架空线架空线的接线方式架空线的接线方式(供电模式供电模式)可分为可分为: 放射型接线：单点源模式、双电源模式放射型接线：单点源模式、双电源模式 环型接线：环型接线： 手拉手、三回馈线环网手拉手、三回馈线环网 网型接线：网型接线： 分段联络分段联络1.2.1 架空线架空

4、线-放射状放射状 单侧电源多分段单辐射单侧电源多分段单辐射 母线1线路1线路2母线2双电源（双双电源（双T T接线）接线） 线路利用率100%投资少，可靠性低应用于城市非重要负荷、农村线路利用率50%可靠性较高应用于供电可靠性要求较高且专用户较多，以及允许架空线路供电的工业开发区、产业区等区域1.2.1 架空线架空线-环形环形 线路利用率50%可靠性较高开环运行比较适用于负荷密度不高，如南方电网D、E、F类供电区域线路利用率50%经济性较差，可靠性较高比较适用于负荷密度不高，用电增长速度较快，配电网管理水平较低的配电网络，如南方电网C、D类供电区域双侧电源多分段单联络双侧电源多分段单联络 三回

5、馈线的环网接线三回馈线的环网接线1.2.1 架空线架空线-分段联络分段联络 线路利用率67%（75%）加大线路投资，可靠性较高实际建设改造线路时，如果线路比较短，或者负荷集中于线路的两段，则可以将线路进行两分段两联络，如果线路比较长，或者负荷分散于线路的数段，也可以将线路分成三段、四段甚至更多的段，但线路分段过多也会影响供电可靠性，因此一般情况下，主要采用三分段三联络这种比较经典的接线模式。实际应用地区：北京市中压架空配电网，华东地区负荷发展潜力较大的城市电网三分段三联络三分段三联络两分段两联络两分段两联络1.2.2 电缆电缆电缆线路的接线方式电缆线路的接线方式(供电模式供电模式)可分为可分为

6、: 放射型接线：单点源模式、双电源模式放射型接线：单点源模式、双电源模式 环型接线：单环模式、双环模式环型接线：单环模式、双环模式 网型接线：双网型接线：双“”模式、模式、“N-1”N-1”主备供电模式、互主备供电模式、互 为备用的主备供电模式为备用的主备供电模式 电缆敷设方式：电缆敷设方式：1 1）直接埋在地下的直埋式）直接埋在地下的直埋式; ; 2 2）专用的电缆沟敷设）专用的电缆沟敷设3 3）排管敷设）排管敷设 4 4）隧道敷设）隧道敷设5 5）水下敷设）水下敷设电缆线路主要指直接埋设地下的配电线路。与架空线路相比，其受外界的因素影响较小。电缆线路主要指直接埋设地下的配电线路。与架空线路

7、相比，其受外界的因素影响较小。但成本高，投资费用大，故障地点较难确定，有时造成用户较长时间停电。但成本高，投资费用大，故障地点较难确定，有时造成用户较长时间停电。双电源双电源对射模式对射模式 1.2.2 电缆电缆-放射状放射状单侧电源多分段单辐射单侧电源多分段单辐射 双电源双射模式双电源双射模式 同一变电站的不同母线不同变电站的母线1.2.2 电缆电缆-环形环形单环单环双环双环线路利用率50%加大线路投资，可靠性高实际应用地区：华北电网，南方电网A类地区1.2.2电缆电缆-网形网形母线3母线2母线1主供线路1备用线路主供线路2“3-1”主备供电模式主备供电模式主供线路1母线1母线2备用线路母线

8、3主供线路2母线4主供线路3“4-1”主备供电模式主备供电模式互为备用的主备供电模式互为备用的主备供电模式线路利用率67%线路利用率67%线路利用率75%线路利用率67%线路1线路2母线1母线2母线3母线4线路3线路4双双“”1.2.2 电缆电缆-网形网形港灯港灯11kV11kV开环模式开环模式 1.2.2 电缆电缆-网形网形台湾主备方式与常开环路混合型系统接线方式台湾主备方式与常开环路混合型系统接线方式 1.2.2 电缆电缆-网形网形“4“46”6”接线方式接线方式 “46”接线方式，由4个节点、6条线而定名，就是四个电源点之间用联络开关组成全连接，在美国和加拿大申请了专利，并得到广泛采用。

9、1.2.2 电缆电缆-网形网形日本日本SNWSNW模式模式 日本都市负荷密集区20kV电缆网供电方式采用NW（通过设置在各回路的NetWork变压器，把二次侧用NetWork母线并联的受电方式）方式、主备方式、闭环方式。 1.2.2 电缆电缆-网形网形新加坡花瓣闭环带联络模式新加坡花瓣闭环带联络模式 新加坡地区22kV中压配网采用环网结构闭环运行的接线方式，即同一个双电源变压器并联运行的变电站（66/22kV）的每两回馈线构成环网，正常运行时电源变电站母联开关处于常合状态；为了进一步提高网络的供电可靠性，不同电源变电站的每两个环网中间又相互联络，开环运行，通常两个环网之间的联络处为该环网的最重

10、要的负荷。注:供电可靠性先进国家（地区）的配网接线方式的特点是馈线供电半径较短，分段多，联络多供电半径较短，分段多，联络多。单一线路发生故障只需瞬间停电，通过配网自动化系统自动合联络开关由备用线恢复供电。 1.3 配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式三相配电网中性点与大地的电气连接，称为配电网的三相配电网中性点与大地的电气连接，称为配电网的中性点接地方式中性点接地方式。 中性点采取何种接地方式，是否接地，是个很复杂的中性点采取何种接地方式，是否接地，是个很复杂的技术技术和和经济经济上的上的问题，其涉及到电网的可靠运行、人身安全、继电保护的灵活性、电网的问题，其涉及到电网的可靠运行、人身安全

11、、继电保护的灵活性、电网的过电压、通信的可靠性等等问题。过电压、通信的可靠性等等问题。A相接地后,接地相电压为零,非故障相电压升高1.73倍,零序电压与故障前故障点电压大小相等，极性相反。接地点电流是正常运行时三相对地电容电流的算术和。1.3 配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式1.3 配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式目前我国的目前我国的1010（6 6）kVkV配电网大部分采用配电网大部分采用中性点不接地系统中性点不接地系统或或经消经消弧线圈弧线圈的接地系统，这种接地系统的运行方式有不少成功的运行经验。的接地系统，这种接地系统的运行方式有不少成功的运行经验。随着配电网自动化的发展

12、，电缆，目前部分地区已改用随着配电网自动化的发展，电缆，目前部分地区已改用中性点经小电中性点经小电阻阻的接地系统。的接地系统。美国，新加坡，香港等地均为直接接地。美国，新加坡，香港等地均为直接接地。1.3 配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式的发展趋势：配电网中性点接地方式的发展趋势：1）以架空线为主的配电网和架空线、地下电缆混合使用的以架空线为主的配电网和架空线、地下电缆混合使用的配电网将采用中性点配电网将采用中性点经消弧线圈接地经消弧线圈接地的方式。的方式。2 2）大、中城市以地下电缆为主的配电网可以考虑采用中性）大、中城市以地下电缆为主的配电网可以考虑采用中性点经

13、点经低值电阻接地低值电阻接地的方式。的方式。3 3）小城市的配电网，一般以架空线路为主，可以采用中性）小城市的配电网，一般以架空线路为主，可以采用中性点经消弧线圈接地的方式或采用中性点经点经消弧线圈接地的方式或采用中性点经高阻抗接地高阻抗接地的的方式。方式。1.4 低压配电系统低压配电系统三相四线三相四线1.4 低压配电系统低压配电系统三相三线三相三线1.4 低压配电系统低压配电系统对于家庭用电和动力用电相混合的地区，一般采用采用相电压为对于家庭用电和动力用电相混合的地区，一般采用采用相电压为220V220V，线电压为，线电压为380V 380V 接线的接线的三相四线制配电三相四线制配电。1.

14、4 低压配电系统低压配电系统三相五线三相五线1.4 低压配电系统低压配电系统三相五线三相五线低压配电线路是指经低压配电线路是指经配电变压器配电变压器，将高压，将高压10kV10kV降低到降低到380/220V380/220V等等级的线路。从车间变电所（配电室）到用电设备的线路就属于低压配级的线路。从车间变电所（配电室）到用电设备的线路就属于低压配电线路。电线路。一套典型的低压配电系统设备主要包括计量柜、进线柜、联络柜、一套典型的低压配电系统设备主要包括计量柜、进线柜、联络柜、电容补偿柜、出线柜等。电容补偿柜、出线柜等。配电变压器将配电变压器将10kV10kV电压降压为电压降压为380/220V

15、380/220V，经过计量柜送至进线柜，经过计量柜送至进线柜，再由出线柜分别送到各用户。当配电变压器停电或发生故障时，通过再由出线柜分别送到各用户。当配电变压器停电或发生故障时，通过联络柜可将另外一路备用电源投入使用联络柜可将另外一路备用电源投入使用1.4 低压配电系统低压配电系统1.4 低压配电系统低压配电系统低压配电线路的联接方式主要是低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干放射式和树干式两种。式两种。1.5 配电系统管理模式配电系统管理模式配电网是电力系统的重要组成部分，投资占整个电力企业投资的60-80%;60-80%;配电系统销售电能销售电能占电力企业销售电能的60%60%左右;-配

16、电管理对对电力企业可持续发展有其极为重要的地位配电管理对对电力企业可持续发展有其极为重要的地位。我国配电系统的管理模式;国外配电系统管理的概况;营配一体化的必要性和可行性; 1.5.1 我国我国配电系统管理模式配电系统管理模式根据电力企业生产管理、营销管理等特点，在我国，由于电网企业长期受计划经济和行业自然垄断特征的影响，配电系统仍采用传统的企业组织结构，各部门按职能划分，从高层到低层形成多级管理的直线职能制组织形式，这种直线职能制的组织形式保持了集中统一指挥的优点，同时又具有职能分工专业化的长处。1.5.1 我国我国配电系统管理模式配电系统管理模式办公自动化系统电力营销系统配电网运行管理配电

17、自动化系统1.6 配电网的评价体系配电网的评价体系电压偏差网损率负载率负荷矩负荷密度容载比用户平均停电时间AIHC1 供电可靠率RS1(1) (1) 供电电能质量供电电能质量o1 电压幅值 2 频率 3 波形 o4 波动和闪变 5 三相系统不平衡_+_pcosUIPtui评价指标评价指标电压偏差电压偏差电压偏差 我国35-110KV变电所设计规范GB 50059-92第一章总则第一条规定： 35-110KV电压允许变化范围为额定电压的5 5% % 10KV电压允许变化范围为额定电压的5%5% 400V电压允许变化范围为额定电压的+3%+3%-7%-7%(2) (2) 评价指标评价指标网损率网损

18、率网损率我国国家标准评价企业合理用电技术导则（GB3485-83）中规定：降低企业受电端至用电设备间的线损，线损率应达到下列指标：一次变压：3.5%3.5%以下；二次变压：5.5%5.5%以下；三次变压：7%7%以下。(3) (3) 评价指标评价指标负载率负载率负载率 负载率越大，越接近线路的热稳定极限和动稳定极限，线路承受负载的能力越低，安全性能越差；负载率越小，经济性能越差。(4) (4) 评价指标评价指标负荷矩负荷矩负荷矩 电力工程电气设计手册规定：35kV输电线路的供电半径为20-50km；110kV为50-150km；220kV为100-300km。并给出了电压损耗为10%时各电压等

19、级线路在使用不同型号导线时，对应不同功率因数的负荷矩。(下表功率因数为0.95)导线型号35kV架空线路负荷矩110kV架空线路负荷矩LGJ-1203062980LGJ-1503623510LGJ-1854154010LGJ-240/4630 电力负荷密度 负荷（KW)/平方公里（KM2） 北京北京 1000012000 KW/KM2 上海上海 1400015000KW/KM2 伦敦伦敦 1800020000KW/KM2 东京东京 1900021000KW/KM2(5) (5) 评价指标评价指标容载比容载比容载比 我国城市电力网规划设计导则规定：各地区城市电网规划设计中应根据现有统计资料和电网结构形式确定合理的容载比，并推荐220kV变电所可取1.82.35；35110kV变电所可取1.61.9。式中: Rs 容载比，kVA