配电网概述
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配电网培训课程之低压配电线路设计概述(十四)编辑:电嗅一、变压器台架部分(一)柱上变压器(常见的柱上变压器如图1-1所示)图1-1 常见的柱上变压器1、相关规程规范(1)配电变压器台的设置,其位置应在负荷中心或附近便于更换和检修设备的地段。
(2)400kVA 及以下的变压器,宜采用柱上式变压器台。
400kVA 以上的变压器,宜采用室内装置。
当采用箱式变压器或落地式变台时,应综合考虑使用性质、周围环境等条件。
(3)柱上式变压器台底部距地面高度,不应小于2.5m。
其带电部分,应综合考虑周围环境等条件。
(4)变压器台的引下线、引上线和母线应采用多股铜芯绝缘线,其截面应按变压器额定电流选择,且不应小于16mm 2。
变压器的一、二次侧应装设相适应的电气设备。
一次侧熔断器装设的对地垂直距离不应小于4.5m,二次侧熔断器或断路器装设的对地垂直距离不应小于3.5m。
各相熔断器水平距离:一次侧不应小于0.5m,二次侧不应小于0.3m。
(5)配电变压器熔丝的选择宜按下列要求进行:a、配电变压器容量在100kVA 及以下者,高压侧熔丝按变压器额定电流的2~3倍选择。
b、配电变压器容量在100kVA 及以上者,高压侧熔丝按变压器额定电流的1.5~2倍选择。
Q ==&m i d =503686208&i dx =1&s n=767a c1a629a213b、设有接户线或电缆头的电杆。
c、设有线路开关设备的电杆。
d、交叉路口的电杆。
e、低压接户线较多的电杆。
f、人员易于触及或人员密集地段的电杆。
g、有严重污秽地段的电杆。
2、常用的柱上变压器(1)我们常用的柱上变压器安装容量为:100kVA,200kVA,400kVA (2)变压器型号的含义(3)以S11-M-30~3150/10系列三相油浸变压器为例(参数如图1-2所示), 当变压器安装容量为400kVA 时,变压器尺寸为:1380*740*1390mm。
配电网技术的发展及未来展望一、配电网概述配电网是从输电网或地区发电厂接受电能,并通过配电设施就地或者逐级配送给各类用户的电力网络,一般分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。
通常所指的配电网为中压配电网和低压配电网,即从“变电站10(6)千伏开关柜出线端子”到“与客户分界点”。
但也有个例存在,如有些发达地区110千伏线路也用于配电网,而有些县域的35千伏线路也用于主网,因此配电网的电压等级主要取决于各个城市电网规模或者城市用电量。
配电网主要由相关电压等级的架空线路、电缆线路、变电站、开关站、配电室、箱式变电站、柱上变压器、环网单元等组成。
根据不久前相关统计数据,国家电网公司拥有配电线路共计约360万千米,配电变压器共计约420万台,配电开关365万台。
二、配电网现有基本网架结构及特点1.10千伏配电网网架结构现状无论哪一个电压等级的电力网络,网架都是其根本所在。
因此优化网架结构,是提升现有配电网运行水平的基础。
就配电网目前的现状而言,架空线路整体以多联络或辐射式网架居多,其中城网以多联络结构为主,农网以辐射式结构为主;电缆线路整体以单环网网架为主,其中城网以单环网结构为主,农网以单环网、双射式结构为主。
2.存在的主要问题A+、A类供电区双侧电源的电缆环网结构尚未完全形成,部分区域不满足N-1要求,变电站全停时负荷无法站间全部转供。
B、C类供电区转供能力还需提高,部分架空网架结构不清晰,分段及联络点设置不合理,导线截面不匹配。
D、E供电区供电半径长,分段数少。
3.主要解决思路(1)加强整体规划。
原有配电网缺乏统一而长远的网架和接线规划,如哪一块区域的配电变压器过载了,就在哪新上配电变压器;哪里的配电线路供电“卡脖子”了,就在哪里拨接线路,等等,“头疼医头、脚疼医脚”的现象仍然比较常见。
而目前国内主网网架发展水平处于世界领先位置,一个重要原因就在于其整体规划相对比较长远。
(2)开展差异化建设。
依据《配电网技术导则》等标准中网架结构的建设目标,在电源点充足的供电区域,采取多分段、适度联络的方式;在电源点有限的供电区域,采取多分段、单联络方式;单一电源点的供电区域,采取多分段、单辐射方式。
电力供电系统与电力网概述一、电力供电系统电力供电系统是指通过电力网连接在一起的发电厂、变电站及用户电气设备的总称。
在整个动力系统中,除发电厂的锅炉、蒸汽机等动力设备外的所有电气设备都属于电力供电系统的范畴八电力供电系统主要包括:发电机、变压器、架空线路、电缆线路,配电设备装置,各类电力设备以及照明等用电设备。
总之,电力供电系统是由发电、输电、变电、配电及用电5个基本环节构成。
二、电力网在电力系统中,连接各种电压等级的输电线路,各种类划的变、配电所及用的电缆和架空线路构成编配电的网络体称为电力网。
电力网按其在电力供电系统中的作用不同.可分为输电网(供电网〉和配电网。
轴电网又叫做供电网,由输送大型发电厂巨大电力的输电线路和与其线路连接的变电站组成。
构成电力供电系统中的主要网络简称主网,也是电力供电系统中的报商级电网,乂称网架(电压在大于35kv)。
配电网由配电线路、配电所及用户组成,其作用是把电力分配给配电所或用户(电压在小于等于IOkV)。
配电网按其额定电压又分为一次配网和二次配网。
二配网担负某地区的电力分配任务,主要向该地区的用户供电,供电半径较小.负荷也较小。
例如,系统中的低压飞相四线制,380V.220V的配电网就是二次配网。
三、构成大型电力供电系统的优点构成大型电力供电系统的优点:(1)提岛了供电可才甚性.山于大型电力供电系统的构成使得电力供电系统稳定件提高,与此同时,相应地提高了用户供电的可靠程度.特别事构成了环网,对重要用户的供电就有了保证。
当系统中某局部设备故隙或某部分线路检修时,可以通过变更电力网的运行方式,对用户继续连续供电减少了由于停电进成的损失。
减少了系统的备用容量,电力供电系统的进行具打灵活性,各地区通过电力网互相支援,可大大减少电力供电系统所必须的备用机组。
提升了供电质量(4)通过合理地分配负荷,降低了系统的高峰负荷.提高了运行的经济性(5)便予发展大型机组。
(6)便于利用大型动力资源.特别是能充分发挥水力发电厂的作用。
城市配电网规划概述1、城市配电网规划的概念城市配电网规划是指在分析和研究未来负荷增长情况以及城市配电网现状的基础上,设计一套系统扩建和改造的计划。
在尽可能满足未来用户容量和电能质量的情况下,对可能的各种接线形式、不同的线路数和不同的导线截面,以运行经济性为指标,选择最优或次优方案作为规划改造方案,使电力公司及其有关部门获得最大利益的过程。
2、城市配电网规划的内容和目标城市配电网规划主要内容大体相同,主要包括:(1)分析电网布局与负荷分布的现状,明确以下问题:1)供电能力能否满足现有负荷的需要及其可能适应负荷增长的程度;2)供电可靠性,电压合格率,线损等技术指标;3)供电设备更新的必要性和可靠性;4)制定合理的目标。
(2)供电分区分层的划分。
(3)负荷预测。
(4)确定规划各期的目标及电网结构原则和供电设备的标准化,包括中、低压配电网的改造原则。
(5)进行有功、无功电力平衡。
(6)分期对城市电网结构进行整体规划。
(7)估算各规划实现后的经济效益和扩大供电能力以取得的社会经济效益。
(8)编写规划说明书及绘出各规划期末的城网规划地理位置结构图(包括现状接线图)。
配电网规划的目标:为城市经济发展和人民生产生活提供可靠、优质的电能;通过电网改造和扩建优化配电网络结构,以保障电网安全运行、降低电能损耗、提高供电可靠性,适应社会发展和人民生活对电力的需求;促使配电网各项指标达到国电公司一流供电企业的标准,为国家和电力企业带来经济效益和社会效益。
3、配电网规划的特点复杂性:涉及内容多,需要考虑的因素多,而且难以定量化和确定化,配电网规模日益庞大。
离散性:线路都按整数回路架设,所以规划决策的取值必须是离散的、或整数的。
动态性:网架规划不仅要满足规划年限内经济、技术等性能指标要求,而且要考虑到网络的发展以及今后网络性能指标的实现问题。
非线性:线路功率、缺电损失、网损等费用与线路电气参数之间的关系是非线性的。
多目标性:规划方案不仅要满足经济、技术上的要求,还必须考虑社会、政治和环境因素,这些因素常常是相互冲突和矛盾的。
第1章概述1.1配电网自动化概念1.配电网自动化系统(1) 配电网数据采集和监控包括数据采集、数据处理、远方监控、报警处理、数据管理以及报表生成等功能。
DSCADA 包括配电网进线监控、开闭所及配电站自动化、馈线自动化和配变监测及无功补偿4个组成部分(2) 需求侧管理主要包括负荷控制与管理和远方抄表与计费自动化。
(3) 配电网地理信息系统是设备管理、用户信息系统以及停电管理系统的总称。
2.配电网高级应用系统包括网络分析和优化、调度员培训模拟系统、配电生产管理系统等。
1.2配电网自动化系统的构成及功能1.2.1配电网自动化系统的构成1.2.2配电网自动化系统的功能3个基本功能:安全监视功能、控制功能、保护功能。
1) 安全监视功能是指通过采集配电网上的状态量、模拟量和电能量,对配电网的运行状态进行监视。
2) 控制功能是指在需要的时候,远方控制开关的合闸或跳闸以及电容器的投入或切除,以达到补偿无功、均衡负荷、提高电压质量的目的。
3) 保护功能是指检测和判断故障区段,隔离故障区段,恢复正常区段的供电。
1.3实现配电网自动化的意义1.提高供电可靠性(1) 缩小故障影响范围(2) 缩短事故处理所需的时间2.提高供电经济性降低配电网的线损方法:配电网络重构、安装补偿电容器、提高配电网的电压等级和更换导线等。
通过配电网络重构和电容器投切管理,在不显著增加投资的前提下,可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。
配电网络重构的实质就是通过优化现存的网络结构,改善配电系统的潮流分布,理想情况是达到最优潮流分布,使配电系统的网损最小。
配电网自动化可以杜绝人工抄表导致的不客观性和漏抄,显著降低管理线损,并能及时察觉窃电行为,减少损失。
3.提高供电能力配电网一般是按满足峰值负荷的要求来设计的。
配电网的每条馈线均有不同类型的负荷,如商业类、民用类和工业类等负荷。
这些负荷的日负荷曲线不同,在变电站的变压器及每条馈线上峰值负荷出现的时间也是不同的,导致实际配电网的负荷分布是不均衡的,有时甚至是极不均衡的,这降低了配电线路和设备的利用率,同时也导致线损较高。
1.1 中压配电网规划技术原则配电网规划是地区总体规划和地区电网规划的重要组成部分,应与各项发展规划相互配合、同步实施,落实规划中所确定的线路走廊和地下通道、开关站、配电室及环网单元等供电设施用地。
配电网规划的编制,应从现有配电网入手,分析负荷增长的规律,解决电网的薄弱环节,优化电网结构,提高电网的供电能力和适应性;做到近期与远期相衔接,新建和改造相结合;在电网运行安全可靠和保证电能质量的前提下,达到配电网发展、技术领先、装备先进和经济合理的目标。
公用架空线路现阶段仍是配电网的重要组成部分,应充分发挥其作用。
随着城市建设的不断发展,在有条件的地区可逐步发展电缆网络,电缆通道的建设宜与地区规划建设同步实施。
配电网规划应远近结合、适度超前、协调发展、标准统一,有明确的分期规划目标。
应充分考虑市中心区、市区、城镇及农村等不同区域的负荷特点和供电可靠性要求,合理选择适合本地区特点的规范化网架结构,实施后能满足国民经济增长和人民生活水平提高对负荷增长的需求;运行灵活,有较强的负荷转移能力和适应性,具备一定的抵御各类事故和自然灾害的能力。
配电网设计、建设和改造应满足规范化、标准化设计要求,坚持安全可靠、经济实用、技术先进、减少维护的原则,积极稳妥采用成熟新技术、新设备、新工艺、新材料,禁止使用国家明令淘汰及不符合国家和行业标准的产品,确保电网的安全运行。
1.1.1 中压配网结构配电网应根据区域类别、地区负荷密度、性质和地区发展规划,选择相应的接线方式。
配电网的网架结构宜简洁,并尽量减少结构种类,以利于配电自动化的实施。
20、10kV架空线路宜采用环网接线开环运行方式,线路宜多分段、适度联络。
20、10kV 架空线路宜环网布置开环运行,一般采用柱上负荷开关将线路多分段、适度联络,见图A1(三分段、三联络),不具备多联络条件时,可采用线路末端联络方式,见图A2。
根据区域内供电可靠性以及负荷发展的要求,逐步向网格式(四电源井字网架)(A3)或N 供一备(A4)方式过渡。
图A1 20、10kV 架空单侧电源多分段、多联络图A2 20、10kV 架空双侧电源多分段、单联络母线4母线3出线分段分段出线出线分段分段联络联络出线图A3:网格式(四电源#字型)图A4 :N供一备模式中三供一备供电网络20、10kV电缆线路接线方式一般为单环式、双射式和双环式。
常用接线方式参见附录B,电缆通道采用管沟结合的方式。
(1)双射接线方式自一座变电站或开关站的不同中压母线引出双回线路,形成双射接线方式;或自同一供电区域的不同变电站引出双回线路,形成双射接线方式,见图B1。
有条件、必要时,可过渡到双环网接线方式,见图B3。
高负荷密度地区可自不同20kV母线引出两回或三回线路,形成双射线和三射接线方式。
图B1 20、10kV电缆单侧电源双射式(2)单环网接线方式自同一供电区域两座变电站的中压母线(或一座变电站的不同中压母线)、或两座开关站的中压母线(或一座开关站的不同中压母线)馈出单回线路构成单环网,开环运行,见图B2。
图B2 20、10kV电缆双侧电源单环式(3)双环网接线方式自同一供电区域的两座变电站(或两座开关站)的不同中压母线各引出一回线路,构成双环网的接线方式,见图B3。
图B3 20、10kV电缆双侧电源双环式(4)对射线接线方式自不同方向电源的两座变电站(或开关站)的中压母线馈出单回线路组成对射线接线方式,一般由改造形成。
见图B4。
图B4 20、10kV电缆双侧电源对射式(双射)(1)一般电缆化区域宜采用单环接线方式,其电源优先取自不同变电站,不具备条件时可取自同站不同母线。
单环网尚未形成时,可与现有架空线路暂时拉手。
(2)可靠性要求较高的电缆化区域,宜采用双射接线方式,其电源一般取自同站不同母线或不同变电站。
根据需要和可能,电缆双射接线可逐步发展为双环接线和异站对射接线。
1.1.2 线路选择1、一般要求(1)中压线路以架空线路为主,电缆线路为辅;按地方经济建设和城乡一体化发展进程的需要,逐步提高电缆线路比例。
(2)严格控制中压架空绝缘线路的使用--空旷地带不得使用中压架空绝缘线路;城镇区域使用中压架空绝缘线路的,应有防雷措施。
(3)中压线路以双回路架设为主,在主通道紧张的区域可考虑电缆敷设,特殊情况下可考虑主线路采用四回路架设,但在四回路主线路部分不宜接用户和配变。
2、中压线路的装机容量每回10千伏线路装机容量控制在8000kVA-12000kVA之内—以民用照明为主的在12000kVA之内,以工厂企业为主的在8000kVA之内;每回20千伏线路装机容量控制在16000kVA-24000kVA之内—以民用照明为主的在24000kVA之内,以工厂企业为主的在16000kVA之内。
中压线路正常运方时,最高负荷电流控制在300A之内,对政治、文化、教育中心等重要场所的最高负荷电流宜控制在250A之内。
事故抢修等异常运行方式,线路的载流量按安全电流控制--即按调度下达的线路限额电流控制。
3、中压线路的供电半径市区每回10kV 线路供电半径(主干线)按1.5-2.0公里规划,10kV主干线路长度不得超过3.0公里。
农村每回10KV线路供电半径(主干线)按3.0~4.0公里规划,主干线不得超过5.0公里。
4、中压线路的线径(1)中压配网导线种类、规格尽量简化,利于施工和运行管理;中压主干线新建、改造考虑长期发展(20年),避免重复建设。
(2)主线、支线架空线采用钢芯铝绞线:主干线LGJ-240支线LGJ-150架空绝缘导线采用铝绞线:主干线JKLYJ-240支线JKLYJ-150电缆线采用铜芯交联聚乙烯电缆(20千伏电缆绝缘等级为18/24千伏,10千伏电缆绝缘等级为8.7/15千伏):主干线YJV22-400主支线YJV22-240次支线YJV22-70(3)末端线10KV末端线是指到一、二台配变、且无可见发展的支线,可采用50平方导线;配变排线采用JKLYJ-50架空绝缘导线。
(4)上述线径选择均指公用配网,用户专变进线部分的线径选择应符合《35kV及以下客户端变电所建设标准》(DGJ32/J14-2005)的要求。
1.1.3 配电变压器1、一般要求(1)每个配变台区应有明确的供电区域。
(2)配变布点应符合“小容量、多布点、近户(短距离)”的原则,靠近负荷中心,变压器台架按最终容量一次建成。
(3)新装的变压器应采用S11型及以上的低损耗全密封变压器,现有的高损耗变压器应逐步更换为低损耗变压器。
(4)配变设计(含进线、配变本体、低压控制箱等)均采用典型设计。
2、配变型式的选择(1)新建住宅区:严格控制箱式变供电方式,宜采用配电所方式。
凡是采用配电所供电方式的,均为SC10型干式配变;农村自建归并住宅区,采用架空变供电方式的,均为S11型配变。
(2)改造住宅区:可采用箱式变供电方式,配变均采用S11型以上的配变。
农村自建归并的住宅区,可采用架空变供电方式的,均为S11型配变或单相变。
3、配变容量的选择(1)箱式变:500kVA及以下。
(2)架空变:容量控制在400kVA及以下,选定400kVA、200KVA、100KVA 三种规格。
三相柱上变压器容量选择为100、200、400千伏安,不能满足需要时增装变压器,但柱上变压器台架及二次接线应按最终容量一次建成。
a)容量为400千伏安柱上配变用于市中心区、负荷密集的城市建设区、经济开发区以及城镇中心区等;b)容量为200千伏安柱上配变用于市区、城镇、开发区、农村负荷密集地区等;c)容量为100千伏安柱上配变用于负荷密度较低的农村地区等;为防范柱上配电变压器的过载和输出电压偏低,变压器的最大电流不宜高于额定电流的80%,超过时应考虑新增布点或增容改造。
柱上配电变压器的中压引下线采用交联聚乙烯绝缘导线JKLYJ-50 mm2或电力电缆YJV22-3×70 mm2。
低压出线电缆采用YJV22-0.6/1.0-4×240(200千伏安及以下使用单根,400千伏安使用双拼)。
配变台架高、低压桩头应加装绝缘罩,无裸露带电部位。
地处偏僻的变压器应采取必要的防盗措施。
根据中压配电网的负荷需要,确定配电室设计的技术原则。
如进出线数、占地面积、配变标准容量系列、装备水平等技术原则。
配电站用于集中居住区和低压负荷密度较高的商贸区,可以单独建设,亦可以结合开关站建设。
新建居住区配电站应根据规划负荷水平配套建设,应靠近负荷点,按“小容量、多布点”的原则设置。
配电室一般配置双路电源、两台变压器,变压器单台容量不宜超过1000千伏安。
配电站为终端方式配电装置,通常情况不设中压出线;配电所宜逐步制定通用设计,以便于设计、施工、维护。
配电站配变容量630、800、1000千伏安,配电站一般按2*800KVA干式变配置。
设备选择:1、高压开关一般采用真空或SF6断路器和SF6负荷开关柜或全绝缘SF6充气式开关柜(630安/20千安)。
主变出线回路采用负荷开关加熔断器组合柜(≦200安,20千安)。
开关柜防护等级在IP4X 及以上,具备“五防”闭锁功能。
开关柜宜使用三工位负荷开关。
每个独立的SF6气室配有SF6压力指示,并能实现低气压分合闸闭锁功能。
2、0.4千伏开关柜采用抽屉式成套柜。
进线总柜、母联柜配置电子控制的框架式空气断路器(操作寿命6000次,额定极限短路分断能力65千安),出线柜开关一般采用塑壳空气断路器(机械操作寿命7000次,额定极限短路分断能力50千安)。
空气开关带速断和过流保护。
0.4千伏母线采用单母线分段接线。
3、配电室宜采用SCB10型及以上包封绝缘干式变压器,不宜采用非包封绝缘产品。
干变应节能环保、防潮、低损耗、低噪音,温控装置和冷却风机,带有金属外壳,采取减振措施。
接线组别为Dyn11,容量为630、800、1000千伏安。
开关站、开闭所是具有中压进出线的电力设施,设置于两座高压变电所之间的重要负荷区。
开关站、开闭所作为变电所10(20)千伏母线的延伸,其主要作用是不同变电所或同一变电所不同母线的配电线路,进行联络和重要负荷的双电源供电。
开关站宜建于负荷中心区,一般配置双路电源,有条件时优先考虑来自不同方向的变电站;在变电站布点、通道等条件不具备时可取自同一座变电站的不同母线。
用户较多或负荷较重的地区,亦可考虑建设或预留第三路电源。
电气主接线--开关站的接线宜简化,一般采取两路电缆进线、断路器柜单母线分段、设置母联。
10(20)千伏开关站、开闭所最大转供容量一般不超过10000(20000)KVA,规模不超过2进10出--每回电源带4-5回出线,每路出线容量控制为2000(4000)KVA。
设备选择--进线开关、母联开关选用SF6断路器或真空断路器(630A);出线开关视供电区域的重要程度,一般选用负荷开关,也可选用SF6断路器、真空断路器(630安,短路电流水平:20千安/4秒。