配電網(wǎng)及一次設(shè)備

1、第 2 章,,配電網(wǎng)及一次設(shè)備,2.1 配電網(wǎng)接線,配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)一次接線的要求 1.配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定，其接線方式應(yīng)滿足Q/GDW 156《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》和Q/GDW 370《城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)要求。 2.一次設(shè)備應(yīng)滿足遙測(cè)和（或）遙信要求，需要實(shí)現(xiàn)遙控功能的還應(yīng)具備電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。 3.實(shí)施饋線自動(dòng)化的線路應(yīng)滿足故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求， 具備負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑和足夠的備用容量

2、。 4.配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)域的站、所應(yīng)提供適用的配電終端工作電源，進(jìn)行配電網(wǎng)電纜通道建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮同步建設(shè)通信通道。,常用的配電網(wǎng)絡(luò)接線模式,2.1.1 放射式接線,,,圖2-2 單回路放射式接線,圖2-3 雙回路放射式接線,圖2-4 樹枝式接線,每個(gè)電桿上都架有兩回線路，每個(gè)客戶都能由兩路供電，即常說的雙“T”接線,網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配 電網(wǎng)用得比較多。,2.1.2 網(wǎng)格式接線,所有0.4kV低壓配電線路

3、沿街布置，在街口連接起來，構(gòu)成一個(gè)個(gè)的格子。,根據(jù)負(fù)荷情況，在網(wǎng)格中的適當(dāng)位置引入一定數(shù)量電源，每個(gè)用戶都可以從多個(gè)方向獲得電源。,2.1.3 環(huán)式接線,1. “N—1”接線,N—1”接線一般都是有N條線工作，有一條線備用，所有線路的末端通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接，線路的平均負(fù)載率是（N-1）/N 。 N越大，負(fù)載率越高，但運(yùn)行操作復(fù)雜，一般N最大取5。,(1). “2-1”手拉手接線,(2). “3-1”接線,圖2-7 有備用線的“3

4、—1”環(huán)網(wǎng)接線,圖2-6 手拉手接線,① 有備用線的環(huán)網(wǎng)接線,當(dāng)有一個(gè)電源故障時(shí)，與故障電源相連的分段開關(guān)打開，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)電源上。,2條線路的設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，備用線路的設(shè)備又要求空載運(yùn)行，并不是一種合理的運(yùn)行方式 。,② 首端環(huán)網(wǎng)接線,③ 末端環(huán)網(wǎng)接線,在不同電源線路間進(jìn)行末端環(huán)網(wǎng)，相對(duì)首端環(huán)網(wǎng)接線減少了各分片環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)電纜長(zhǎng)度。,(3). “4—1”接線,電源切換柜將三個(gè)回路的末端接入，并引一條線路接至附近變電

5、站作三個(gè)回路的備用電源T4實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)。一般情況下，各同方向環(huán)網(wǎng)末端用戶間的距離遠(yuǎn)小于到變電站的距離 。,2. 多分段多聯(lián)絡(luò)接線,架空線路兩分段兩聯(lián)絡(luò),分段的數(shù)目大于聯(lián)絡(luò)的數(shù)目，分段數(shù)目越多，故障停電和檢修停電的時(shí)間越少，則網(wǎng)絡(luò)的可靠性越高，所以分段數(shù)影響供電可靠性。而聯(lián)絡(luò)線的數(shù)目不僅影響可靠性，還影響線路的負(fù)載率。,電纜線路三分段兩聯(lián)絡(luò),架空線路三分段三聯(lián)絡(luò),3. “4×6”接線方式,該接線有4個(gè)電源點(diǎn)，6條手拉手線路組成，

6、任何兩個(gè)電源點(diǎn)間都存在聯(lián)絡(luò)或可轉(zhuǎn)供通道。當(dāng)任意兩個(gè)元件發(fā)生故障仍能保證正常供電 。,配電網(wǎng)接線實(shí)例,2.2 配電網(wǎng)一次設(shè)備,變壓器、斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電壓互感器、電流互感器等。配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)一次設(shè)備的要求：1. 需要實(shí)現(xiàn)遙信功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)至少具備一組輔助觸點(diǎn)；需要實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能的一次設(shè)備，應(yīng)至少具備電流互感器；需要實(shí)現(xiàn)遙控功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)具備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。2. 一次設(shè)備的建設(shè)與改造應(yīng)考慮預(yù)留安裝配電終端所需

7、要的位置、空間、工作電源、端子及接口等。3. 需獲取配電終端的供電電源時(shí)，應(yīng)配置電壓互感器或電流互感器，容量滿足配電終端運(yùn)行和開關(guān)操作等需求。4. 配電網(wǎng)站所內(nèi)應(yīng)配置配電終端用后備電源，保證在主電源失電的情況下能夠維持配電終端運(yùn)行一定時(shí)間和開關(guān)分合閘一次。,2.2.1 配電變壓器,配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器 。按照應(yīng)用場(chǎng)合來分，配電變壓器分成公用變壓器(簡(jiǎn)稱“公

8、變”)和專用變壓器(簡(jiǎn)稱“專變”)。 1. 公變由電力部門投資、管理，比如安裝在居民小區(qū)的 變壓器、市政工程用變壓器等；2.專變一般是業(yè)主投資，電力部門代管，只給投資的業(yè)主自己使用，比如安裝在大中型企業(yè)的變壓器等。,2.2.2 斷路器,斷路器具有可靠的滅弧裝置，它不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能接通和承擔(dān)一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。,圖2-15 真空斷路器外形圖,圖2

9、-16 真空斷路器的滅弧結(jié)構(gòu)圖,2.2.3 負(fù)荷開關(guān),負(fù)荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用，可作為獨(dú)立的設(shè)備使用，也可安裝于環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備中。可手動(dòng)或電動(dòng)操作，用于開斷負(fù)荷電流，關(guān)合、承載額定短路電流。,圖2-18 真空式負(fù)荷開關(guān),2.2.4 隔離開關(guān),隔離開關(guān)無滅弧能力，不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘，但其斷開時(shí)可以形成可見的明顯開斷點(diǎn)和安全距離，保證停電檢修工作的人身安全。,主要安裝在高壓配電線路的出線桿、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)、分段處，以及不同單位維護(hù)的

10、線路的分界點(diǎn)處。,2.2.5 熔斷器,熔斷器依靠熔體或熔絲的特性，在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大電流時(shí)，由電流流過熔體或熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷，使電路開斷，保護(hù)電氣設(shè)備。,圖2-19 戶外式跌落式熔斷器,限流式熔斷器具有安裝使用方便，價(jià)格低，限流性能好等優(yōu)點(diǎn)。在環(huán)網(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器可在10ms內(nèi)開斷電路，較斷路器動(dòng)作時(shí)間60ms（內(nèi)含繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間）更快。,2.3 開閉所,圖2-20 開閉所常見接線

11、方式a）單母線接線b）單母線分段接線c）雙母線接線,開閉所是變電站10kV母線的延伸，是母線和開關(guān)的組合體。當(dāng)負(fù)荷離變電站較遠(yuǎn)，采用直供方式需要比較長(zhǎng)的線路時(shí)，可在這些負(fù)荷附近建設(shè)一個(gè)開閉所，然后由開閉所出線來保證這些負(fù)荷的正常供電。開閉所承擔(dān)著接受和重新分配10kV出線，減少了高壓變電所的10kV出線間隔和出線走廊，從而使發(fā)生故障的概率相對(duì)較低，可用作配電線路間的聯(lián)絡(luò)樞紐，還可為重要用戶提供雙電源。,2.4 環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支

12、箱,2.4.1 環(huán)網(wǎng)柜,環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式的重要設(shè)備，是將一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。,圖2-21 雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖,1. 環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元,柜（殼）體母線負(fù)荷開關(guān)熔斷器（或負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器）斷路器隔離開關(guān)電纜插接件二次控制部件等,2. 環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu),一般由3個(gè)間隔組成，包括兩個(gè)進(jìn)出線間隔和變壓器間隔，進(jìn)出線間隔主要用于故障線路的隔離，以及通過調(diào)整電

13、源方向來恢復(fù)正常供電；變壓器間隔則通過組合電器來對(duì)變壓器內(nèi)部短路故障進(jìn)行快速切除。,在1989年國(guó)際配電網(wǎng)會(huì)議上，從理論上闡述了負(fù)荷開關(guān)—限流熔斷器組合電器對(duì)小型變壓器的有效保護(hù)作用，歐洲一些電力公司還從實(shí)踐說明了這點(diǎn)，認(rèn)為其比斷路器更有效。,3. 實(shí)例應(yīng)用,圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖,a）正常運(yùn)行,圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖,b）故障隔離后,2.4.2 電纜分支箱,電纜分支箱（又稱“電纜分接箱”）是完成配電系統(tǒng)中電纜線

14、路的匯集和分接功能的專用電氣連接設(shè)備。,圖2-24 10kV環(huán)網(wǎng)柜—電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖,可以和環(huán)網(wǎng)柜配合使用，構(gòu)成電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),10kV電纜分支箱主要由箱體外殼、套管（母線）、帶電指示器和硅橡膠預(yù)制式電纜接頭組成 。,1. 組成結(jié)構(gòu),2. 主要分類 (1) 普通分支箱,① 單蓋式 所有進(jìn)線盒出線電纜都分相地連接到內(nèi)部電氣并聯(lián)的母排板上三芯電纜的分相跨接比較困難,② 雙蓋式 中間隔板裝有三相的雙向穿壁套管，兩端

15、均可連接電纜附件其優(yōu)點(diǎn)是三相器件相距小，分相跨接容易。,高級(jí)分支箱內(nèi)含有開關(guān)設(shè)備，既可起普通分支箱的分接、分支作用，又可起供電電路的控制、轉(zhuǎn)換以及改變運(yùn)行方式的作用。,圖2-28 門箱式電纜分支箱,箱殼上有若干個(gè)活動(dòng)的門，有的門為開關(guān)設(shè)備的操作而設(shè)，有的門是為電纜連接器件的安裝施工或維護(hù)檢修而設(shè)的。,(2) 高級(jí)分支箱,2.5 配電站和箱式變壓器,2.5.1 配電站,10kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV，送至各建

16、筑物給用電設(shè)備供電。配電站由配電變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、母線及其輔助設(shè)備組成，起到變換電壓和分配電能作用。,配電站應(yīng)用實(shí)例,圖2-29 某工廠配電站一次電氣接線圖,2.5.2 箱式變壓器,箱式變壓器（又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式變電站”）是一種將變壓器、高低壓開關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來的一種預(yù)裝式配電裝置 。,2.6 配電網(wǎng)的接地方式,中性點(diǎn)接地方式可劃分為兩大類： 大電流接地方式（中性點(diǎn)有效接地方式）與小電

17、流接地方式（中性點(diǎn)非有效接地方式）。在大電流接地方式中，主要有中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)低電阻、低電抗或中電阻接地；小電流接地方式主要有中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地等。,我國(guó)配電網(wǎng)通常采用如下幾種接地方式：,不接地方式 10kV,35kV電壓等級(jí)配電網(wǎng)中，當(dāng)單相電流小于10A時(shí)，可以采用中性點(diǎn)不接地方式。自動(dòng)跟蹤接地電流的諧振接地方式 配電網(wǎng)一個(gè)或多個(gè)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，消弧線圈穩(wěn)