配电网电力基础业务知识培训

一、电力系统介绍1.电力系统的构成2.配电、用电配电、低压入户是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、以及相应的控制保护设备组成。低压入户是由配电变压器次级引出线到用户入户线之间的线路、元件所组成的系统，又称低压配电网络。配电网络是从变电站出线到配电变压设备之间的网络。电压通常为6～10千伏，城市多使用10千伏配电。随着城市负荷密度加大，已开始采用20千伏配电方案。配电线路按结构有架空线路和地下电缆。农村和中小城市可用架空线路，大城市（特别是市中心区）、旅游区、居民小区等应采用地下电缆。二、线路建设1.线路建设的目的线路建设的目的就是将发电厂的电能通过架空或电缆线路、变电站等组合的系统传递给用电单位。主网线路的主目的是将发电站的电力输送至变电站，再由变电站进行降压处理。(由110kV、220kV、500kV降至10kV)。配网线路的主要目的是从变电站将10kV送至居民区、工厂、商业区附近，再由杆上变、变电箱等设备将电压降至380V或220V，最后送至用户使用。2.电网建设主要参与角色电网公司、设计院、施工单位、运检单位(电网网公司)。3.配网线路建设流程配网线路的主要建设流程如下：①由国网公司作为甲方发起设计工作的招标。②设计院中标后，开始进行线路设计，将设计成果提交给国网公司。③国网公司确认设计成果后，发起施工的招标。④施工单位中标后，开展建设工作。完成建设后需要由国网公司根据设计进行验收。⑤完成建设后，国网公司将线路移交给运检修单位进行维护。三、设计工作的内容1.设计流程整个设计过程分为4个步骤：可行性研究、初步设计、施工图设计、竣工图设计。理论上，上一阶段的设计成果通过审核之后才能够进入下一个设计阶段。但对于配网工程来说，一般没有这么严格的要求。可研阶段工作主要目标是确定方案的可行性、工作范围，一个比较大的作用是估算投资。工作内容包括：选线&选址、初步勘察、线路路径图、取得协议。初步阶段是整个设计构思基本形成的阶段，如设计原则确定、最佳路径的选择、杆塔基础形式的选择等。这一阶段需要输出的内容有：线路路径图、平断面图、杆塔明细表。施工图阶段的工作是将已明确的设计进行细化，相关设计成果将作为施工的依据。对于架空线路，主要工作内容有：杆塔设计、金具设计、基础设计。竣工图阶段的工作是将施工图的相关成果按照现场进行调整，将其作为工程资料的一部分存档。在国网地区，国网公司要求：可研达到初设深度、初设达到施设深度、施设达到竣工图要求。2.架空线路设计内容在配网设计领域，架空线路的设计内容相对简单，具体如下：①在平面地图上选择线路路径根据线路的起讫点在地图上选出一条较为经济的线路路径。一般会通过卫片、地形图进行初步选线。②根据选择路径对实地地形进行勘测在确认线路大致走向后，需要进行细致的测量。一般由线路的主设人员、勘察人员、进行实地走线。设计人员依据自己的工作经验判断在线路走廊范围内的哪些地物会对杆塔有影响，需要进来勘察。例如：风偏点、附近公路、铁路边线、农田、经济作物林、房屋等。配网工程中：可能不会测量所有的电杆，只会测量关键桩位的杆塔。③依据勘测数据绘制平面图和平断面图配网工程中，一般只绘制平面图，只是山区或高差较大的线路才需绘制平断面图。在平面图中，会在市政规划院、卫星地图、等高线图的基础上结合测量数据进行平面图及平断面图的绘制。④根据地形数据在平面图和平断面图上选取杆位及杆型包括杆塔选型、材料选型，在选型中需要考虑的因素有：用电负荷、气象条件、地形条件、杆塔档距、导线型号等其他条件。⑤选取适合的低压台区设备依据杆塔走向、地形等，绘制拉线、接地、基础、避雷器等相关设备。⑥对各杆型用到的材料设备进行汇总；⑦统计工程的设计成果。3.电缆线路设计内容电缆线路设计主要包含两块：电缆电气设计、电缆土建设计，主要内容分别为：①电缆电气设计电缆电气设计主要进行电缆路径、电气设备出线、进线等的规划，并进行发热、供电负荷等计算。②电缆土建设计电缆土建设计主要包括管道的敷设、电缆井的布置。电缆管道主要包含：直埋、排管、沟槽、隧道、桥架。直埋敷设电缆敷设入地下壕沟中沿沟底铺有垫层和电缆上铺有覆盖层、且加设保护板再埋齐地坪的敷设方式。排管敷设适用于地下管网较密、挖掘困难的城市主干道和次干道的路面上。沟槽敷设沟槽敷设一般用于城区或城乡的主杆线路。隧道敷设隧道敷设一般用于敷设多路电缆，隧道内部需要配置通风、照明、防火等设施，造价较高但是易于维护。桥架敷设一般在室内的公共通道及楼层的进行安装。4.配电电气设计内容配电电气工程主要包括电气一次设计、配电土建设计、配电接地、电气二次设计等，具体如下：①主接线设计电气一次系统为由发电机、送电线路、变压器、断路器等，发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。它们是电力系统的主体，其功能是将发电机所发出的电能，经过输变电设备，逐级降压送到配电系统，而后再由配电线路把电能分配到用户，系统接线图如下：②平面设计配电电气工程中，用户需依据工程主接线图、实际接线图及设备连接形式，形成电气的平面布置图（包含柜子放置）。电工建构筑物总平面布置首先要满足电气主接线的要求，力求导线、电缆和交通运输线路短捷、通顺，避免迂回，尽可能减少交叉。③土建设计配电工程中，土建设计主要存在以下两种情况：依据原始资料进行配电工程设计业主方提供的工程委托书及原始资料中，已经包含土建资料，此时只需依据土建完成电气工程设计即可。完整的配电工程设计业主方提供的工程委托书及原始资料中，电力设计单位依据电气平面图进行土建设计。④接地设计接地设计的主要作用保证安全运行，主要分类包括：安全接地、防雷接地、工作接地和屏蔽接地。在配电设计流程，接地设计最常见两种情况：依据原始资料进行接地设计业主方提供的工程委托书及原始资料中，已经包括了主接地系统，此时配电接地可直接接入主接地系统中。完整的接地设计设计单位根据工程情况，进行完整的接地设计。⑤电气二次电气二次为电气一次设备的控制及保护装置，主要有端子排、继电保护、控制回路等。四、架空线路知识介绍1.基本概念导线导线分为裸软导线、绝缘漆包线。裸软导线通过空气绝缘，使用时必须保证足够的电气间隙，而绝缘漆包线则没有这种规则。由于导线通电的时候会发热，电流越大，发热量越大。故绝缘漆包线的单位载流密度要小于同等截面积的裸软导线。导线分裂是为了避免导线爬电(电晕现象)，一般主网（高压情况下）中才会使用。防雷线(地线)地线主要作用为防雷，需要布置在杆塔的最顶端。对于OPGW(光纤复合架空地线)，还可以兼顾电力通信作用。杆塔杆塔分为很多种，常见的有：水泥杆、角钢塔、钢管杆。双联杆、三联杆为了增加杆的竖直方向上的荷载能力，将2根或3根电缆连接起来，共同承担横担上的竖直荷载。适用于大档距的情况。绝缘子绝缘子是绝缘子串的组成部分。组要作用是隔离导线和杆塔塔身。不同电压等级使用绝缘子片数是不一样的。线夹线夹是位于绝缘子下方，用于连接导线和绝缘子串的一种连接金具。分为耐张线夹/悬垂线夹/跳线线夹。拉线拉线作用是为了弥补基础设计荷载或者杆塔设计荷载不够采取的一种辅助措施。接地装置接地装置是将地线和大地相连接的装置。间隔棒间隔棒是为了避免分裂导线在有风的情况下碰撞到一起的装置。防振锤防振锤是为了避免导线振动的装置。重锤重锤是为了避免大风工况下绝缘子受到横向张力影响，导致接线点与塔身间距不足的情况。垂距/净空垂距是指地物到导线最低点的垂直距离。净空是指地物到导线的最短距离。水平档距水平档距是衡量杆塔横向风荷载的一个重要参数。因为同一水平高度，其单位面积上的风压是相同的。垂直档距垂直档距是衡量杆塔在竖直方向上荷载的一个重要参数。对于直线杆，只需要一个垂直档距参数。而对于耐张杆，则需要分别计算前视、后视垂直档距。耐张段由2个耐张杆和耐张杆之间的直线杆构成的一段线路称之为耐张段。耐张段是一个独立的受力系统。前视/后视(大号侧/小号侧)前视方向：沿线路径前进的方向。在平断面图中，就是x轴方向。后视方向：沿线路路径后退的方向。在平断面图中，就是负x轴方向。大号侧：以杆塔为基准，前视方向。小号侧：以杆塔为基准，后视方向。不平衡张力杆塔在水平面上受到的张力。按张力方向，分解为沿线路方向的纵向不平衡张力和横担方向的横向不平衡张力。杆塔根开根开的意思有电杆和铁塔两种：电杆根开是指双杆（三联杆）在平面上的杆与杆中心间距；铁塔根开是指塔腿与塔腿的之间距离。输电线路铁塔根开是铁塔的两个基础间的距离，通常是角钢与角钢的距离或地角螺栓间的距离。对角跟开为两对角基础间的距离。弧垂对于水平架设的线路来说，导线相邻两个悬挂点之间的水平连线与导线最低点的垂直距离，称为弧垂或弛度。柱上电缆头架线与电缆连接处的杆塔类型。工况设备在和其动作有直接关系的条件下的工作状态。典型气象区为使线路设计、部件的制造统一化、标准化，综合分析了我国各地历年气象记录资料，归纳制定了7个气象区，各区除最高温度一致外，最低温度、最大风速、导线覆冰均有较大差别。其中：最大风速系指离地面10m高，10年一遇的10min平均最大值。弯矩弯矩是受力构件截面上的内力矩的一种。计算公式M=θEI/L,θ转角，EI转动刚度，L杆件的有效计算长度。根开根开的意思有电杆和铁塔两种：电杆根开是指双杆（三联杆）在平面上的杆与杆中心间距；铁塔根开是指塔腿与塔腿的之间距离。输电线路铁塔根开是铁塔的两个基础间的距离，通常是角钢与角钢的距离或地角螺栓间的距离。对角跟开为两对角基础间的距离。呼高呼高是指杆塔上的最下层导线悬挂点到杆塔脚地面点的垂直距离。杆稍径/杆根径/锥度/等径杆/锥形杆杆稍径是杆顶部的直径杆根径是杆底部的直径锥度是指圆锥的底面直径与锥体高度之比，如果是圆台，则为上、下两底圆的直径差与锥台高度之比值。预应力/钢筋混凝土杆/预应力杆预应力是为了改善结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。常用于混凝土结构，是在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。钢筋混凝土杆：钢筋混凝土杆的混凝土和钢筋粘结牢固，且二者具有几乎相等的温度膨胀系数，不致因膨胀不等产生温度应力而破坏。当电杆受弯时，混凝土受压而钢筋受拉。混凝土叉是钢筋的防锈保护层，所以钢筋混凝土是制造电杆的好材料。预应力混凝土电杆：是在电杆浇铸时将钢筋施行预拉，使混凝土在承载前就受到一个预压应力，当电杆承载时，受拉区的混凝土所受的拉应力与此预压应力部分抵消而不致产生裂缝。这种电杆叫做预应力混凝土电杆。五、电缆线路知识介绍1.基本概念电缆线路的构成可以用下图表示：电缆沟：封闭式不通行、盖板可开启的电缆构筑物；排管：按规划电缆根数开挖壕沟一次建成多孔管道的地下构筑物；工作井：供作业人员安装接头或牵引电缆用的构筑物；浅槽：容纳电缆数量较少未含可开启的电缆构筑物；电缆附件：主要有电缆头、标志桩、标志牌、支架、集水口、伸缩缝、阻火分隔；电缆头：主要分为终端电缆头和中间电缆头，区分在于设置于电缆的那个部位；标志桩：应设置在位于人行道和公路等通道之外的电缆线路上，也可用作标识位于野外、农田、绿化带即电缆转弯处的沉底敷设的电缆沟及埋管。在电缆走廊上，每隔20米安装一个电缆标志桩；标志牌：应设置在位于人行道路，行车道路下的沉底或浮面的电缆沟或电缆管的路面上或设置埋设与电缆线路和路径正上方、分支处、转角处、终端处电缆走廊上每隔10米设置一个电缆标志牌；支架：用于直接支持电缆的支撑物；阻火分隔：主要包括设置防火门、防火墙、耐火隔板与封闭式耐火槽盒。防火门、防火墙用于电缆隧道、电缆沟、电缆桥架以及上述通道分支处及出入口，耐火隔板用于电缆竖井和电缆层中电缆分隔，封闭式耐火槽盒的接口处和两端