供电输电配电综述

电力系统供输配电综述电力系统

Powersystem电力系统是由发电、输电、变电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术、要求组成的一个统一系统。发电输电配电变电发电厂输电网变电站配电网电力用户

用电电力系统电压等级划分

Voltagegrading我国电力系统电压划分为输电电压和配电电压两类：输电电压的分级：特高压（UHV） 1000kV以上超高压（EHV） 330、500、750kV高压输电电压（HV） 220kV配电电压的分段：高压配电电压 35~110kV中压配电电压 10kV低压配电电压 380/220V电力系统组成示意图

水电站

Hydroelectricpowerstation

水流势能

水

轮

机

机械能

发

电

机

电能

我国规定装机容量大于75万千瓦为大型水电站，三峡水电站总装机容量为1786万千是世界上最大的水电站。几种典型电源水电站组成框图火电厂Thermalpowerplant

燃料化学能锅炉

热能汽轮

机

机械能发

电

机

电能

火电厂按蒸汽压力分类：低压电厂，蒸汽初压力在1.5MPa及以下中压电厂，蒸汽初压力在2～4MPa高压电厂，蒸汽初压力在6～10MPa超高压电厂，蒸汽初压力在12～14MPa亚临界电厂，蒸汽初压力在16～18MPa超临界电厂，蒸汽初压力在22.6MPa及以上除以上两种发展比较早的能源外，还有核电、风电、太阳能发电及地热发电等清洁可再生能源。（在世界范围内，火电厂的装机容量约占总装机容量的70％，发电量约占总发电量的80％.）电力系统中性点运行方式

电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经阻抗包括消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。

目前我国电力系统中性点的运行方式，大体是：对于6-10kV系统，由于设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响不大，为了提高供电可靠性，一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。对于110kV及以上的系统，主要考虑降低设备绝缘水平，简化继电保护装置，一般均采用中性点直接接地的方式。并采用送电线路全线架设避雷线和装设自动重合闸装置等措施，以提高供电可靠性。20-60kV的系统，是一种中间情况，一般一相接地时的电容电流不很大，网络不很复杂，设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显著，所以一般均采用中性点经消弧线圈接地方式。1KV以下的电网的中性点采用不接地方式运行。但电压为380/220V的系统，采用三相五线制，零线是为了取得机电压，地线是为了安全。电力系统电气主接线的形式和基本要求

主接线的基本要求可靠性电气接线必须保证用户供电的可靠性，应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。灵活性电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。安全性电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。经济性其中包括最少的投资与最低的年运行费。应具有发展与扩建的方便性在设计接线方时要考虑到5～10年的发展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为5～10年的最终容量留有余地。

主接线的几种形式单母线接线单母不分段

每条引入线和引出线的电路中都装有断路器和隔离开关，电源的引入与引出是通过一根母线连接的。单母线不分段接线适用于用户对供电连续性要求不高的二、三级负荷用户。单母线不分段接线单母线分段接线

单母线分段接线是由电源的数量和负荷计算、电网的结构来决定的。单母线分段接线可以分段单母线分段接线运行，也可以并列运行。用隔离开关、负荷开关分段的单母线接线，适用于由双回路供电的、允许短时停电的具有二级负荷的用户。

用断路器分段的单母线接线，可靠性提高。如果有后备措施，一般可以对一级负荷供电。单母线分段接线带旁路母线的单母线接线当引出线断路器检修时，用旁路母线断路器代替引出线断路器，给用户继续供电。旁路断路器一般只能代替一台出线断路器工作，旁路母线一般不能同时连接两条及两条以上回路，否则当其中任一回路故障时，会使旁路断路器跳闸。断开多条回路。通常35kV的系统出线8回以上、

110kV系统出线6回以上，220kV系统出线4回以上，才考虑加设旁路母线。带旁路母线的单母线接线单母线分段带旁路

在正常运行时，系统以单母线分段方式运行，旁路母线不带电。如果正常运行的某回路断路器需退出运行进行检修，闭合旁路断路器，使旁路母线带电，合上欲检修回路旁路隔离开关，则该线路断路器可退出运行，进行检修。这种旁路母线可接至任一段母线，在容量较少的中小型发电厂和35～110kV变电所中获得广泛应用。双母线接线双母线接线一组作为工作母线，另一组作为备用母线，在两组母线之间，通过母线联络断路器（简称为母联断路器）进行连接。把双母线系统形成单母线分段运行方式，即正常运行时，使两条母线都投入工作，母联断路器及其两侧隔离开关闭合，全部进出线均匀分配两条母线。这种运行方式可以有效缩小母线故障时的停电范围。

双母线接线主要优点有：

1）检修任一组母线时，不会中断供电。

2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开该回路，其它回路倒换至另一组母线继续运行。

3）工作母线在运行中发生故障时，可将全部回路换接至备用母线，迅速恢复供电。

4）任一回路断路器检修时，可用母联断路器代替其工作。

5）方便试验。需要对某回路做试验时，只需把此回路单独切换至备用母线即可。双母线带旁路接线在双母线接线方式中，为使线路在出线断路器检修时不中断供电，可采用带旁路接线。当110kV系统出线6回以上，220kV出线4回以上，可采用专用旁路断路器。旁路母线可接至任一组母线。一个半断路器接线一个半断路器接线可归属于双母线类接线。在两组母线之间，每三个断路器形成一串。每串连接两条回路。相当于每一个半断路器带一条回路，故称之为一个半断路器接线，也称为3／2接线。在一个半接线的每串断路器中，位于中间的断路器称为联络断路器。运行中两母线及全部断路器都投入工作，形成多重环状供电。变压器—母线接线各出线经过断路器分别接在母线上，变压器直接经隔离开关接到母线上，组成变压器—母线接线。电源和负荷可以自由调配。由于变压器是高可靠性设备，所以直接接在母线上，对母线的运行并不产生严重影响，一旦变压器故障时，接在母线上的各断路器开断，这时不会影响对用户的供电。在出线数目很多时也可以用一台半断路器接线形式。这种接线在远距离大容量输电系统中应用时，对系统稳定与可靠性均有良好的效果。无母线接线（1）桥式接线对于具有双电源进线、两台变压器终端式的总降压变电所，可采用桥式接线。它实质是连接两个35～110kV“线路─变压器组”的高压侧，其特点是有一条横联跨桥的“桥”。根据跨接桥横连位置不同，分为内桥接线和外桥接线。

1）内桥接线的跨接桥靠近变压器侧，桥开关装在线路开关之内，变压器回路仅装隔离开关，不装断路器。采用内桥接线可以提高改变输电线路运行方式的灵活性。

内桥接线适用于：对一、二级负荷供电中供电线路较长；变电所没有穿越功率；负荷曲线较平稳，主变压器不经常退出工作；终端型工业企业总降压变电所。2）外桥接线跨接桥靠近线路侧，桥开关装在变压器开关之外，进线回路仅装隔离开关，不装断路器。

外桥接线适用于：对一、二级负荷供电中供电线路较短；允许变电所有较稳定的穿越功率；负荷曲线变化大，主变压器需要经常操作；中间型工业企业总降压变电所，宜于构成环网。

（2）角形接线

当母线闭合成环，断路器数等于进出线回路数，即构成了角形接线，一般应将同名回路相互交替布置。一般不超过六角形。这种接线不利于扩建，适用于最终建设规模比较明确的110kV及以上的发电厂升压站或变电所中。变电设备介绍变电站(Substation）是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要分为升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备什么是一次设备，二次设备？一次设备是指发、输、配电的主系统上所使用的设备，如发电机、变压器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是指对一次设备工作进行控制、保护、监察和测量的设备，如测量仪表、操作开关、按钮、自动控制设备、计算机、信号设备等。开关设备断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备.断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开,电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用负荷开关能在正常运行时断开负荷电流,没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压不经常操作的变压器或出线上断路器种类

互感器互感器(instrumenttransformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。

互感器种类电流互感器的作用：变换电流：由于电力设备上通过的电流大多数为数值很高的大电流，为了便于测量，采用电流互感器进行变换，其二次侧额定电流值为5A。

隔离保护、扩大电流表、继电器等应用范围电压互感器的作用电压互感器是一种小型的降压变压器，由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等构成，一次绕组并接于电力系统一次回路中，其二次绕组并接了测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈(即负载为多个元件时，负载并联后接入二次绕组，且额定电压为100V)。由于电压互感器是将高电压变成低电压，所以它的一次绕组的匝数较多，而二绕组的匝数较少。

隔离保护、扩大电压表、继电器等应用范围电压互感器原理：

高压配电方式 高压配电方式，是指从区域变电所，将35KV以上的高压降到6~10KV高压送至企业变电所及高压用电设备的接线方式，称为高压配电。配电网的基本接线方式有三种：放射式、树干式及环状式。

配电网构成配电变电所，配电线路配电变电所分为：配电室（大容量变压器），柱上变压器配电线路分为：架空裸导线，架空绝缘导线，电力电缆线路，架空平行集束线路高压配电方式 放射式配电方式的优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其它用户干扰，适用于一级负荷。

高压配电方式

2.树干式配电方式 所谓树干式配电方式，是指由总降压变电所引出的各路高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。 这种高压配电方式的优点是：降压变电所6－10KV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少。缺点是：供电可靠性差，只要线路上任一段发生故障，线路上变电所都将断电。

高压配电方式

3.环状式配电方式

环状式系统的优点是运行灵活，供电可靠性较高，当线路的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的两侧隔离开关断开，切断故障点，便可恢复供电。为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网，通常将环状线路中某个隔离开关断开，使环状线路呈“开环”状态。低压系统接地分为TN、TT、IT三类：1、第一个字母：电力系统中性点对地关系；