第四章 配电系统2011

第四章配电系统

华中科技大学电力工程系

罗毅

luoyee@

本章主要内容了解配电网的概念、分类、特点；掌握配电网与输电网运行上的差别掌握配电网接线及其运行方式掌握配电网故障隔离和网络重构的基本概念和方法了解配电开关设备及相互配合配电网定义配电网（DistributionNetwork）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(110-220kV)

中压配电网(10kV、20kV、35kV)

低压配电网(380/220V、660/380V)城市配电网（城网）农村配电网（农网）工厂配电网等配电网的特点

配电网规模增长迅速配电网规模发展与国民经济发展相适应局部地区的配电网呈爆炸式增长趋势配电网负荷预测困难、网络改建、扩建频繁配电网的特点

配电设备数目庞大由于向国民经济各行业和居民区供电，配电网延展到人类活动的各角落，因此配电设备众多如何管理配电设备、如何确定运行设备的状态、如何运行配电网、如何处理配电网故障等等问题都因此变得非常复杂GIS（地理信息系统）的思路在配电网中得到广泛应用配电网的故障频繁地区总跳闸次数单相接地瞬时故障支线故障用户故障某大城市4312289534011164858比例67.14%78.87%27.00%19.90%某地区供电局1359795992468176比例58.50%73.00%34.43%12.95%配电网故障特点：配电架空线路故障多于电缆线路故障；单相接地故障多于相间故障；绝大多数故障属于瞬时故障随着城农网改造的深入，支线故障和用户故障所占比例越来越大配电网的特点

配电网的特点

配电网相间电流保护没有选择性，无论相间故障发生在配电网什么位置，大多数依靠变电站出口断路器跳闸，扩大了停电范围配电网保护选择性配合困难配电网的特点

我国配电网采用开环运行方式（香港除外）降低短路电流、节省设备投资配电网的特点

10kV、35kV小电流接地系统10kV、35kV中性点不接地或经消弧线圈接地发生单相接地故障后允许带接地点运行0.5～2小时设备按照线电压绝缘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200

300MVA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100

200MVA分段分段：在配电线路（架空线、电缆线）上装上配电开关，将配电线路分成若干段分段后，将故障影响范围限制到距电源点最近的两个配电开关之间辐射状配电线路分段分段后，将故障影响范围限制到距电源点最近的配电开关供电区域分段方法柱上开关：安装在柱上的配电开关设备，可以是断路器、分段器、重合器等分段方法环网柜：一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的开关柜，其核心部分采用断路器，或者是负荷开关+熔断器，该开关柜的母线同时就是环形干线的一部分。即：环形干线是由每台环网柜的母线连接起来共同组成的。联络联络：将两个配电电源供电的线路连接在一起，当配电网发生故障时，可以实现负荷转供联络开关正常各运行时断开联络联络方法采用联络柜联络：正常运行联络开关断开采用环网柜联络：其中一个进线配电开关断开。两路进线开关互锁、备自投采用柱上开关联络：一般实现无压合闸T接在配电网中，一种不需要母线，直接采用金具（或电缆附件）将两段配电线路连接的方法T接常常直接在柱上开关处或开关柜上连接环接在配电网中，依靠开关柜分段，一段配电进线和一段配电出线分别接入开关柜的两个不同的功能单元故障隔离当配电网发生故障，将距故障点最近的配电开关断开，使故障区段与正常区段隔离开来故障隔离方法相间保护动作后，依靠配电自动化系统的故障隔离功能将故障隔离在最近的两个配电开关之间FTUFTUFTUFTUFTU主站重合器+电压型分段器（如日本）、重合器+电流型分段器（如欧美）、主站+FTU（如韩国）网络重构由于配电网开环运行，当配电网发生故障，且故障隔离完成，经常会照成非故障区域停电。配电网发生故障且故障隔离完成后，利用联络开关的合闸，使非故障区域恢复供电成为故障重构由于配电网优化运行，或为了消除配电元件过载而采用的运行方式调整，称为正常重构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。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：电缆线路环接三个变电所（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：闭环运行的香港中华电力公式典型闭环网（11kV）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