1配电网概述及管理体系

配电管理系统及配电自动化DistributionAutomationSystem华北电力大学电气与电子工程学院刘文霞2011年2月Email:[e-mail]第一讲配电网概述及管理体系1.1配电网电压等级1.2配电网中压供电模式(架空线路:电缆线路)1.3配电网中性点接地方式1.4低压配电系统1.5配电网管理模式1.6配电网评价体系1.1配电网电压等级配电网电压等级可分为：（1）高压配电网——35kV,110kV（2）中压配电网——10kV,6kV（3）低压配电网——0.38kV,0.22kV（4）高压输电网——220kV及其以上（5）超高压输电网——500kV以上（6）特高压输电网——750kV以上我国目前建设特高压1000KV较多1.2.1架空线电力线路的结构分架空线路结构和电缆线路结构两类。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、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架空线架空线的接线方式(供电模式)可分为:放射型接线：单点源模式、双电源模式环型接线：手拉手、三回馈线环网网型接线：分段联络1.2.1架空线-放射状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T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、产业区等区域母线线路1.2.1架空线-环形母线1母线2线路1联络线路2母线1线路1联络母线2联络母线3线路2线路3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三回馈线的环网接线1.2.1架空线-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母线线路联络1联络2联络3两分段两联络1.2.2电缆电缆线路的接线方式(供电模式)可分为:放射型接线：单点源模式、双电源模式环型接线：单环模式、双环模式网型接线：双“П”模式、“N-1”主备供电模式、互为备用的主备供电模式电缆敷设方式：1）直接埋在地下的直埋式;2）专用的电缆沟敷设3）排管敷设4）隧道敷设5）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。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。110kVA变电站110kVB变电站双电源对射模式1.2.2电缆-放射状单侧电源多分段单辐射母线线路110kV变电站10kV10kV10kV10kV10kV电缆分接箱1电缆分接箱2电缆分接箱3电缆分接箱4AB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-环形110kVA变电站110kVB变电站开环点单环A110kVA变电站110kVB变电站BCD开环点开环点双环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-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”主备供电模式主供线路1母线1母线2备用线路母线3主供线路2母线4主供线路3“4-1”主备供电模式母线1线路1母线2线路2母线3线路3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“П”1.2.2电缆-网形港灯11kV开环模式1.2.2电缆-网形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-网形“4×6”接线方式“4×6”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。1.2.2电缆-网形日本SNW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-网形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。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。中性点采取何种接地方式，是否接地，是个很复杂的技术和经济上的问题，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1.3配电网中性点接地方式目前我国的10（6）kV配电网大部分采用中性点不接地系统或经消弧线圈的接地系统，这种接地系统的运行方式有不少成功的运行经验。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阻的接地系统。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配电网将采用中性点经消弧线圈接地的方式。2）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低值电阻接地的方式。3）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高阻抗接地的方式。1.4低压配电系统三相四线1.4低压配电系统三相三线1.4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220V，线电压为380V接线的三相四线制配电。1.4低压配电系统三相五线1.4低压配电系统三相五线低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到380/220V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、电容补偿柜、出线柜等。配电变压器将10kV电压降压为380/220V，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1.4低压配电系统低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。1.5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%;配电系统销售电能占电力企业销售电能的60%左右;---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。市供电局办公室人事部财务部市场及客户服务部计划发展部工程建设部生产技术部安全监察部监察审计部信息部政工部物流中心输电部变电部调度中心计量部通信中心区供电局农电发展总公司变电部路灯管理所电力设计院1.5.1我国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自动化系统1.6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)供电电能质量1电压幅值2频率3波形4波动和闪变5三相系统不平衡_++_pcosUIPtui评价指标—电压偏差电压偏差我国《35-110KV变电所设计规范》GB50059-92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%10KV电压允许变化范围为额定电压的±5%400V电压允许变化范围为额定电压的+3%～-7%(2)评价指标—网损率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%以下；二次变压：5.5%以下；三次变压：7%以下。(3)评价指标—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)评价指标—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）北京10000～12000KW/KM2上海14000～15000KW/KM2伦敦18000～20000KW/KM2东京19000～21000KW/KM2(5)评价指标—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1.8～2.35；35～110kV变电所可取1.6～1.9。式中:Rs——容载比，kVA/kW；Pmax——该电压等级的全网最大预测负荷；Sei——该电压等级变电站i的主变容量。maxPSReiS(6）评价指标—用户平均停电时间AIHC1用户平均停电时间供电用户在统计期间的平均停电小时数。（7）评价指标—供电可靠率RS1供电可靠性供电可靠率反映了一个供电企业的电网状况，供电水平和管理水平的高低。目前，国内供电企业宣布的供电可靠性一般能达到99.9%，即每年中对用户停电时间不超过9小时。RS1=有效供电时间/统计时间（8760小时）*100%(计算计划检修时间)RS3=有效供电时间/统计时间（8760小时）*100%中国RS3=99.96%日本RS3=99.998%日本每户年停电时间为：6min；法国每户年停电时间为：69min；英国每户年停电时间为：80min；美国每户年停电时间为：98min；(8)供电电能质量1电压幅值2频率3波形4波动和闪变5三相系统不平衡_++_pcosUIPtui