了解配电网的基本知识

项目一学习配电线路基础【学习情境描述】本学习情境介绍配电网的概述，配电设备；架空配电线路；电容器的结构及原理；功率因数的概念、功率因数的提高；电压损耗的概念、电压调整的措施；线损的概念、降低线损的措施；过电压的基本概念、防雷措施；电能质量指标、电压偏差的调整；配网可靠性的基本知识、提高供电可靠性的措施。【教学目标】了解配电网的结构与类别，熟悉常见配电设备及线路的组成。了解功率因数、线损、电能质量及可靠性的基本知识。【教学环境】多媒体教室。任务一了解配电网的基本知识【教学目标】本培训任务介绍配电网的结构、分类及特点。通过学习配电网的结构，了解配电网的基本特点。【任务描述】通过配电网的结构、分类及特点的学习，学员应了解配电网的组成，了解配电网的分类和特点，了解配电网结构形式，了解配电网的发展趋势。【任务准备】准备教材、教案、课件、多媒体教室。【任务实施】听课、练习、考试。【相关知识】配电网自动化一、配电网的组成电能是一种应用广泛的能源，其生产（发电厂）、输送（输配电线路）、分配（变配电所）和消费（电力用户）的各个环节有机地构成了一个系统，如图1-1-1所示。它包括：1.动力系统。由发电厂的动力部分（如火力发电的锅炉、汽轮机，水力发电的水轮机和水库，核力发电的核反应堆和汽轮机等）以及发电、输电、变电、配电、用电组成的整体。2.电力系统。由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体，它是动力系统的一部分。3.电力网。电力系统中输送、变换和分配电能的部分，它包括升、降压变压器和各种电压等级的输配电线路，它是电力系统的一部分。电力网按其电力系统的作用不同分为输电网和配电网。①输电网。以高电压（220kV、330kV）、超高电压（500kV、750kV、1000kV）输电线路将发电厂、变电所连接起来的输电网络，是电力网中的主干网络；②配电网。从输电网接受电能分配到配电变电所后，再向用户供电的网络。配电网按电压等级的不同又分为高压配电网(110kV、35kV)、中压配电网(20kV、10kV、6kV、3kV)和低压配电网(220V/380V)。这些不同电压等级的配电网之间通过变压器连接成一个整体配电系统。当系统中任何一个元件因检修或故障停运时，其所供负荷既可由同级电网中的其他元件供电，又可由上一级或下一级电网供电。对配电网的基本要求主要是供电的连续可靠性、合格的电能质量和运行的经济性等要求。图1-1-1电力系统、电力网和配电网组成示意图二、配电网的分类和特点1、配电网的分类配电网按电压等级的不同，可又分为高压配电网(110kV、35kV)、中压配电网(20kV、10kV、6kV、3kV)和低压配电网(220V/380V)；按供电地域特点不同或服务对象不同，可分为城市配电网和农村配电网；按配电线路的不同，可分为架空配电网、电缆配电网以及架空电缆混合配电网。（1）高压配电网。是指由高压配电线路和相应等级的配电变电所组成的向用户提供电能的配电网。其功能是从上一级电源接受电能后，可以直接向高压用户供电，也可以通过变压器为下一级中压配电网提供电源。高压配电网分为110、63、35kV三个电压等级，城市配电网一般采用110kV作为高压配电电压。高压配电网具有容量大、负荷重、负荷节点少、供电可靠性要求高等特点。（2）中压配电网。是指由中压配电线路和配电变电所组成的向用户提供电能的配电网。其功能是从输电网或高压配电网接受电能，向中压用户供电，或向用户用电小区负荷中心的配电变电所供电，再经过降压后向下一级低压配电网提供电源。中压配电网具有供电面广、容量大、配电点多等特点。我国中压配电网采用l0kV为标准额定电压。（3）低压配电网。是指由低压配电线路及其附属电气设备组成的向用户提供电能的配电网。其功能是以中压配电网的低压配电变压器为电源，将电能通过低压配电线路直接送给用户。低压配电网的供电距离较近，低压电源点较多，一台中压配电变压器就可作为一个低压配电网的电源，两个电源点之间的距离通常不超过几百米。低压配电线路供电容量不大，但分布面广，除一些集中用电的用户外，大量是供给城乡居民生活用电及分散的街道照明用电等。低压配电网主要采用的三相四线制、单相和三相混合系统。我国规定采用单相220V、三相380V的低压额定电压。2、配电网的特点（1）供电线路长，分布面积广。（2）发展速度快，用户对供电质量要求高。（3）对经济发展较好地区配电网设计标准较高，供电的可靠性要求较高。（4）农网负荷季节性强。（5）配电网接线较复杂，必须保证调度上的灵活性、运行上的供电连续性和经济性。（6）随着配电网自动化水平的提高，要求供电管理水平越来越高。三、配电网结构形式配电网结构形式是指配电网中各主要电气元件的电气连接形式，基本上分为放射式和环网式两大类。环网式结构又可分为多回线式、环式和网络式等。1、放射式配电网放射式配电网是指一路配电线路自配电变电所引出，按照负荷的分布情况，呈放射式延伸出去，线路没有其他可连接的电源，所有用电点的电能只能通过单一的路径供给，如图1-1-2所示。放射式配电网的优点是设施简单，运行维护方便，设备费用低，适用于低负荷密度地区和一般的图1-1-2放射式配电网照明、动力负荷供电。缺点是供电可靠性低，为了弥补配电设施有故障就会造成大量用户停电。这一缺点，部分用户可以视其对供电可靠性要求的不同，从邻近配电网取得适当容量的备用电源。在中压和低压的放射式配电网中，通常还装设分段断路器将线路分成适当的区段，而且在适当的分段处与相邻线路之间装设联络断路器，使得放射式配电线路发生故障时的停电区段缩小，或将部分非故障区段切换到相邻线路，以保证继续供电。这种放射式结构在城市的中、低压配电网中使用较多。2、多回路式配电网多回配电线路（一般是平行敷设的）自配电所引出接到受电端，正常时各条配电线路并列运行，平均分担全部负荷，当一条配电线路有故障时，可自动将其切断隔离，其余的配电线路有足够容量承担全部负荷。多回线式配电网至少有两回配电线路，但一般为3－4路或更多回路。多回线式配电网比放射式配电网可靠性高，一回配电线路故障时，不会造成用户停电，有需要时还可达到在第二回配电线路故障时不使用户停电的要求。电缆配电网故障测寻和故障修复时间较长，故常采用这种多回线的结构。多回线式配电网的主要缺点是继电保护配置比放射式配电网的要复杂。3、环式配电网图1-1-3环网式配电网配电变电所引出的配电线路连接成环形，每个用电点自环上不同部位接出，如图1-1-3所示。简单的环式配电网是两回配电线路自同一（或不同）配电变电所的母线引出，利用联络断路器（或分段断路器）连接成环每个用电点自环上T形或n形支接。当环路上某区段发生故障时，利用分段断路器切换隔离后，其他区段上的负荷可继续供电，这是环式配电网的特点。将联络断路器经常断开，只有当某区段发生故障或停电作业时才倒换为闭合的运行方式，称为常开环路方式；而将联络断路器经常闭合的运行方式称为常闭环路方式。闭环运行增加装置的复杂性，但可改善配电网内电流分布，减少电压降和功率损耗。四、配电网的发展趋势配电网的的发展趋势主要表现在以下几个方面：1、简化电压等级。尽量减少降压层次，有利于配电网的管理和经济运行。我们国家降压层次常用的有220/110/35/10kV、220/110/10kV、220/63/10kV三种，显然第三种比第一种经济，而第二种比第三种经济，随着负荷的发展，10kV的容量逐渐饱和，供电半径越来越小，220/110/20kV将是更好的电压层次。2、减小线路走廊和占地。随着城市的建设，配电网的占地矛盾日益突出，采用窄基铁塔、钢管塔、多回路线路可有效减小线路走廊，将配电装置向半地下和地下及小型成套发展。电缆隧道和公用事业管道共用将进一步推广。3、配电线路绝缘化。采用绝缘架空线路可有效解决树线矛盾，减少事故率、触电伤亡和短路事故，同时架设空间可大大缩小，减少线路损耗。但架空绝缘导线也有许多缺点，比如雷击易断线，强度较低，检修挂接地线困难，缺乏运行经验等，这在以后的发展中将逐渐得到改善。4、节能型金具。在线路通过电流的情况下，不产生或只有非常少的电能损耗（相对于老的金具而言）的金具称为节能型金具。节能型金具并不只是在材料上以铝合金代替铸铁，而是从结构上完全改变，结构上轻巧，通用性强，表面不易氧化，使电的连接可靠度大大提高。例如：新型楔型铝合金耐张线夹（见图1-1-4），不但材料采用铝合金，且结构上采用楔块紧固，楔块与导线的接触使导线的紧固更妥贴，表面不易氧化，在各种自然环境下不会锈蚀。5、配电网自动化。所谓配电网自动化是指利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。配电自动化可，提高供电可靠性，改善用户服务质量，降损节能，提高设备利用率。图1-1-4楔型铝合金耐张线夹