分析直流配电网电压等级序列
- 格式:pdf
- 大小:259.21 KB
- 文档页数:2
电力系统电压等级与变电站种类电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电厂发电机有6 kV与10 kV两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。
根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV (220V/380V)。
发电厂发出6 kV或10 kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户,10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。
2.变配电站种类电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。
一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。
变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。
枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV /220kV /110kV。
区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。
终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。
我国城市输配电网电压等级和网络结构现状目录1 我国城市输配电网电压等级发展历史 (2)2 我国城市输配电网和电压等级中存在的主要问题 (3)2.1城市电网电力负荷增长迅猛 (3)2.2城市电网投资不足技术水平落后 (4)2.3现有变电容量序列适应范围有限 (6)2.4变电电压等级过多 (7)3 我国城市输配电网的主要形式 (8)3.1西北地区的城市电网 (8)3.2东北地区的城市电网 (9)3.3我国其它地区的城市电网 (9)4中压配电网结构现状 (11)1 我国城市输配电网电压等级发展历史我国于1959年公布高压交流送电电压等级的标准,分别为6、10、35、60、110、154、220、330kV,拟发展的有500kV和750kV。
我国地域宽广、情况各异,各地电网的发展过程也多有不同。
60(66)kV电压级在东北地区至今仍被广泛采用,同时相当地区弃除了35kV;电网发展初期的3.3kV早已被淘汰,而6kV则经过升压改造为10kV。
除东北外,我国电网中从未发展过154kV等级,现东北也不再采用,但却客观地存在过20kV级,直至50年代好些地区还留有20kV电网,此后才逐渐被改造;虽然西北地区建立了330kV电压等级,但国内其它地区已不将其做为发展方向,而径直跨向500kV电压等级。
目前,我国已经形成华北、东北、华东、华中、西北、川渝和南方电网等7个跨省区电网和5个独立的省级电网。
除西北电网最高电压等级为330 kV 外,其它跨省电网,以及山东、福建电网等已建成500 kV 主网架。
省会城市和沿海大中城市基本上已形成220kV超高压外环网或双环网。
10kV配电网结构逐步形成手拉手环网接线开环运行模式。
经过多年的发展,目前我国各大区电网已经基本上形成了750/330/110/10/0.4kV、500/220/66/10/0.4kV、500/220/110/10/0.4kV、500/220/35/10/0.4kV 等4种主要的输配电压等级序列,仅在部分农村电网的110kV电压等级下仍保留了35kV电压等级。
.
电力系统电压等级小知识
电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,66 kV 也很少使用。
供电系统以10 kV、20 kV、35 kV为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电厂发电机有6 kV 与10 kV两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。
输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。
发电厂发出6 kV或10 kV电,用10 kV电压送给用户,10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV 为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。
变电站以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。
枢纽站电压等级一般为三个,550kV /220kV /110kV。
区域站一般也有三个电压等级,220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。
终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级110kV /10 kV或35 kV /10 kV。
用户本身的变电站一般只有两个电压等级110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV为最多。
电力系统电压等级有220/380V 0.4 kV 3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着电机制造工艺的提高 10 kV电动机已批量生产 所以3 kV、6 kV已较少使用 20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电厂发电机有6 kV与10 kV两种 现在以10 kV为主用户根据《城市电力网规定设计规则》规定输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV 高压配电网为110kV、66kV 中压配电网为20kV、10kV、6 kV 低压配电网为0.4 kV 220V/380V均为220/380V 0.4 kV 低压系统发电厂发出6 kV或10 kV电 除发电厂自己用 厂用电 之外 也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户 10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV 为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
变电站的分类有如下几种:1.按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分(1)系统枢纽变电站:枢纽变电站位于电力系统的枢纽点,它的电压是系统最高输电电压,目前电压等级有220kV、330kV(仅西北电网)和500kV,枢纽变电站连成环网,全站停电后,将引起系统解列,甚至整个系统瘫痪,因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。
枢纽变电站主变压器容量大,供电范围广。
(2)地区一次变电站:地区一次变电站位于地区网络的枢纽点,是与输电主网相连的地区受电端变电站,任务是直接从主网受电,向本供电区域供电。
全站停电后,可引起地区电网瓦解,影响整个区域供电。
电压等级一般采用220kV或330kV。
电压等级划分详细在我国,电压等级一般划分为:安全电压、低压、高压、超高压、特高压。
(一)安全电压:安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压,一般环境条件下允许持续接触的安全特地电压为36V,故安全电压通常指36V及以下的电压。
(二)低压:GB26860-2011《电力安全工作规程(发电厂和变电站电气部分)》对低压的定义为:用于配电的交流系统中1000V及以下的电压等级。
低压是我国居民生活或微型工业最常用到的电压,为220V及380V。
其中普通单相用电电压为220V,动力用户为三相用电380V。
(三)高压:与低压对应的是高压,高压的定义为:(1)超过低压的电压等级;(2)特定情况下指电力系统中输电的电压等级。
在我国可以划分为10kV~220kV。
(四)超高压:超高压电压等级为交流330kV~750kV,直流±500kV 和±660kV。
(五)特高压:特高压指交流1000kV及以上、直流±800kV及以上的电压等级。
目前国家电网已累计建成投运“十四交十二直”26项特高压工程。
补充说明(一)在配电领域,通常将110kV及以下的电网称之为“配电网”,110-35kV称为高压配电网,10kV称为中压配电网,380及以下称为低压配电网。
(二)关于6kV电压等级,很多工厂供电系统用的是6kV电压等级,原因是工厂内许多高压电机的额定电压为6kV。
(三)关于20kV电压等级,欧洲和亚太地区很多区域使用20kV 作为中压配电网电压等级。
在我国,江苏部分地区(苏州工业园)、东北局部区域、南网部分区域有使用该电压等级。
(四)关于66kV电压等级,主要存在于东北地区。
66KV电压等级是由日本人占领中国东北的时候留下的。
当时日本占领东北后要长期住在,在哈尔滨、长春等地建设了几个电厂,用高压输送到用电的区域,最高输送电压是66KV。
解放后其他地方都采用了我国标准的110KV,就是东北留下了66KV电压等级。
目前我国常用的电压等级:220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。
将额定1kV以上电压称为“高电压”,额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。
我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。
电压等级科技名词定义中文名称:电压等级英文名称:voltage level定义:在电力系统中使用的标称电压值系列。
应用学科:电力(一级学科);电力系统(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录编辑本段电压等级电压等级(voltage class)电力系统及电力设备的额定电压级别系列。
额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压,即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。
电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压,在这一允许偏离范围内,各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。
我国最高交流电压等级是1000KV(长治---荆门线),于2008年12月30日投入运行。
在建输电线路(向家坝-上海,锦屏-苏南特高压直流800kV),其下有500、330、220、110、(60)、35、10KV,380/220V,其中60kV是由于历史原因遗留下来的,目前仅在我国东北地区存在;我国最高直流电压等级为正负500KV(葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线),另有正负50KV(上海---嵊泗群岛线),100KV(宁波---舟山线),南方电网公司将建设正负800KV 特高压直流输电线。
目前我国常用的电压等级:220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV,1000KV。
电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。
通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。
10kV及其以下的电压线路称为配电线路。
将额定1kV以上电压称为“高电压”,额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。
电压等级的一般划分情况可以从不同的角度来考虑,以下是从电压的适用范围角度来考虑的:
首先,我们通常把220/380伏特电力网称作低压电力网,它的电压在220伏特左右,它的使用范围很广,一般用于工业和居民用电中。
而380伏特是相电压与线电压的转换,属于动力电压。
其次,高压电一般对安全有较高要求,一般用在一些特殊的场合,比如说3-15KV一般用于城市供电。
高压电用于大型用电设备,比如说工厂的高压电机,或者大型建筑项目等,这些场合的电压使用高压电更安全。
再者,特高压通常用于远距离大功率输电,对于电力系统而言,特高压具有节约能源、提高输送容量、降低成本、占地省的优势。
其最大特点是具有稳定的较低的电压波形,有利于无功就地补偿和减少输电线路的电抗损耗。
最后,还有直流电,如为了克服三相交流发电机在变流方面的困难,故我国所有输电网及所有用电设备均采用交流电,所有直流电均采用直流电。
不过现在已基本没有应用在交流供电中。
而高低压只是对应安全等级不同,主要是在供电过程中对人力的保护不同。
至于不同的电压等级之间是如何区分的,这就涉及到电力系统中的专业知识和设备了。
电压等级的划分是一个非常专业且复杂的过程,涉及许多因素,如安全性、经济性、适用性等。
这些因素在决定电压等级时起到了关键作用。
此外,这些电压等级之间的差异也对电力系统的运行和维护提出了更高的要求。
了解这些差异和要求可以帮助我们更好地理解和应对电力系统的运行。
以上信息仅供参考,具体应结合实际情况而定。
我国电力系统额定电压等级分类详解我国电力系统额定电压等级分类详解我国电力系统的额定电压等级为:220/380V(0.4 kV)、3kV、6kV、l0kV、35kV、(60kV)、110kV、220kV、330kV、500kV等。
220kV线路,输送距离为200~300km时,可输送功率200~250MW。
110kV线路,输送距离为100km左右时,可输送功率30~60Mw;35kV架空电力线路,输送距离在50km左右时,一般输送功率为10~20MW;330 kV输送距离为200~600Km、500 kV输送距离为150~850Km。
送电线路与配电线路区别送电线路:把发电厂生产的电能经升压变压器输送到电力系统中的降压变压器及用电单位的35kV及以上的高压电力线路,称为送电线路。
配电线路:把发电厂生产的电能直接配给用电单位或由电力系统中的降压变压器配给用电单位电能的10kV及以下电力线路,称为配电线路。
3~10kV线路称高压配电线路;1kV及以下线路称为低压配电线路。
供电系统以10 kV、35 kV为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电厂发电机有6 kV与10 kV两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV高压配电网为110kV、(66kV)中压配电网为10kV、6 kV低压配电网为0.4 kV(220V/380V)不同电压等级的线路,所能输送功率的大小和输送距离的远近都不同,其大致关系可见下表:线路电压(kV) 输送功率(kW) 输送距离(km)0.22 50以下0.15以下0.38 100以下0.6以下3 100~1000 1~36 100~1200 4~1510 200~2000 6~2035 2000~10000 20~50110 10000~50000 50~150220 10000~200000 200~300330 400000~600000 300~400500 600000~1000000 400~600。
分析直流配电网电压等级序列
发表时间:
2018-12-17T16:23:55.973Z 来源:《基层建设》2018年第31期 作者: 陈思岳
[导读] 摘要:近些年来,不断增长的负荷需求,用户日益提高的电能质量要求以及大量分布式电源(DU)的接入,使得传统配电系统面临
挑战。
广东电网有限责任公司惠州惠东供电局 广东省惠州市 516300
摘要:近些年来,不断增长的负荷需求,用户日益提高的电能质量要求以及大量分布式电源(DU)的接入,使得传统配电系统面临挑
战。采用以直流为主导的配电制,在提高配电网运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式发电灵活安全接入等力一面显示出交
流(
AC:)系统所不具备的优越性。鉴于此,本文主要分析直流配电网电压等级序列,希望能够给相关工作人员提供一定的参考与借鉴。
关键词:直流配电网;电压等级序列
未来电力系统将以区域交流输、配电网络和直流网络共存的形式存在,直流配电作为直流生态系统中的中间部分,起到以直流的形式
承接高压输电网并向负载馈送电力的关键作用,引起人们的广泛关注。在直流配电网发展驱动力分析的基础上,分别介绍直流配电在国内
外的发展现状,提出未来交直流混联电力系统、直流配电电压等级序列、直流配电典型应用场景及网络架构
3 个方面的初步设想。并详细
介绍未来直流配电网的轮廓,推动能源互联网的发展,为构建新型智能配电网提供创新思路。
1
研究直流配电网电压等级序列的重要性
伴随着新能源、新电力、新技术的发展,配电网发展到目前阶段也悄然发生着直流-交流-交/直混合的趋势变化,直流供电技术以其高
供电质量和优异的供电能力,成为了国内外研究的焦点。一方面,分布式能源、高压大功率电力电子器件、储能技术、电动汽车、多元直
流负荷、高性能新型材料的发明使一些人们被直流配电内在的优势所吸引,他们希望可以与时俱进,博得先筹,驱动直流配电技术的快速
发展。
另一方面,习惯于交流供电方式的人们希望可以发挥历史的作用,传承和强化传统技术的韧性,对直流配电实用化的成本,接入影响
和安全运行等提出了更高的要求。因此,直流配电在与传统交流配电的交互发展中慢慢完成着自身的优化。本文将立足于直流配电在世界
的发展水平,基于直流配电发展的技术需求,提出适用于我国电网现状的直流配电网络架构和技术轮廓,并对目前典型的中压直流配电工
程进行介绍
[1]。
2
制定直流配电网电压等级的约束条件
2.1
未来负荷需求
制定直流配电网电压等级还需考虑一些约束条件。如城市规模不断扩大导致部分地区负荷密度过大;在未来电网中,太阳能、风能、
燃料电池等分布式能源大量接入电网,用户对用电量和电能质量的需求不断提升,电动汽车、不问断电源、轨道交通等与直流允、供电息
息相关的事物进入社会生活,多级直流电网需要为其提供合理的接入电压等级。这些对直流配电网电压等级的选取提出了很多约束条件。
根据国内经济发展形势,预测2020年国内经济发达城市饱和负荷密度为10-40 MW/km2;中等发达城市饱和负荷密度为5 -10 MW/km2;
欠发达城市饱和负荷密度为
3一5 MW/km2。为应对负荷增长,在交流配电系统中,上海己出现高压进城区,500 kV进入配电环节的情况;
苏州工业园也将交流中压配电电压等级提升至
20 kV。负荷需求对制定直流配电电压等级的约束应注意以下两点。
(1)同等对应电压等级下,直流比交流的配电容量大。直流配电无涡流损耗和集肤效应,故输送容量高于同等级的交流输电。
(2)直流地下电缆比交流地下电缆的输送容量大。交流地下电缆由于受对地电容的影响,无功功率难以得到补偿,从而难以实现大容
量、长距离的电能传输。直流电缆无此问题,在城市负荷集中地区,可通过直流低压大电流传输来满足需求。因此,直流地下电缆可实现
中低压大容量传输,直流配电网的中压配电等级不必设置过高。
2.2
设备制造水平
基于电压源变换器的柔性直流输电技术可以给无源网络直接供电,无最低输送有功功率限制,可以给孤立负荷供电。在潮流反转时,
柔性直流仅电流方向反转而直流电压极性不变,适用于多段直流连接。其换流站占地面积小,适建于土地紧张的城市。设备可采用模块化
设计,生产调试周期短。配电网具有负荷变化大。多段连接。电能质量需求高等特点。因此,柔性直流输电技术特别适合于构建直流配电
网。其当前的设备制造水平以及技术发展趋势对于制定
±300 kV直流线缆与换流站的能力。
直流配电网中的其他关键设备,如直流变压器、直流断路器、直流保护装置等口前虽有一定发展,但总体水平有待进一步提高,部分
尚在研发阶段。这给电压等级的制定和经济性评价带来了困难。口前,
l0 kV的交流型电子电力变压器己进入工业试验阶段,该类变压器通
过改造可作为大功率直流变压器使用。
1.5 kV船用直流断路器己研制成功,320 kV电压等级的直流断路器也己研发出,可开断直流电流
[2]
。
3
直流配电网电压等级序列分析
3.1
直流配电电压等级确定方法
直流配电网的电压等级与交流配电网的不同,需要根据不同的应用场合、现有技术的发展水平、交流系统电压等级的影响以及未来发
展趋势等众多因素考虑多个电压等级。因此,本文参考交流系统的研究经验,结合已经应用直流供电行业的研究成果,考虑直流配电网电
压等级的影响因素,构建直流电压等级序列确定方法。具体步骤如下:
1
)基础值的确立。
结合目前关于直流电压等级的研究进展以及
不同行业应用的直流电压值,确立基础值。±0.4kV被建议应用于通信系统、未来楼宇直流配电系统以及电动汽车充电系统中;士1.SkV
是目前广泛应用于城市轨道交通的直流电压等级之一,也是
IEC-60038建议的低压直流配电网电压等级。鉴于这两个电压等级值被较多数专
家学者认可,因此采用士
0.4kV和士1.SkV两个电压等级为基础值。
2
)约束原则的应用。
研究表明“几何均值”适用于直流电压等级的制定。另外,直流输配电网采用基于串并联模块化的电力电子装置,实现升压与增容。根
据这一特点,选定某一低压电压等级为基础值,按照级倍数方法,得到更高一级电压等级。
直流配电网电压等级序列的确定受到现有交流系统电压等级的影响。未来直流配电网的发展将经历从交流系统的直流化改造过渡并逐
渐实现全部直流化的过程。在进行直流化改造过程中,应遵循
“经济性选择,技术性校核”的原则。因此,为更好适应现有系统的改造过
程,计算与交流配电电压等级
6/10/35/66/1 l OkV相对应的直流配电网电压等级。
3.2
直流电压等级序列供电能力分析
国内外学者从直流配电系统的安全性、系统损耗、建设投资成本、可靠性等角度分析相关序列值的优缺点。鉴于篇幅限制,本文将从
供电能力方面出发,对给出的直流电压等级序列推荐值的配电距离、配电容量等方面进行比较分析。
配电系统的供电能力通常用负荷矩表示,即在一定电压等级下,满足供电质量要求的同时,尽可能向更远的地方传输更多的功率。线
路压降是衡量供电质量的重要指标。同时,直流线路在传输中的功率损耗也有一定的要求,因此也可通过计算功率损耗分析其供电能力,
功率约束下的推导过程与压降约束相同,在此不再赘述
[3]。
配电网中线路常采用架空线和电缆,不妨先取线路的负载率为50%。参照交流配电线路,功率因数取为0.9,设置电压损耗为±7 %
UN
。目前直流线路电压损耗百分数并未有严格规定。取士3%作为直流线路的电压损耗百分数。当以线路功率损耗作为约束条件计算时,
参照交流输电系统经验选择功率损耗为
3%。
4
结束语:
直流配电系统的研究与应用已经在国内外全面展开。针对直流配电网电压等级这个基础问题,本文分析了现有交流配电网及直流配电
网电压等级的约束原则,结合直流配电网发展需要考虑的因素以及不同行业的特点,提出了一种适应未来直流配电网电压等级的确定方
法;依此给出了直流配电配电网电压等级的确定方法;依此给出了直流配电网电压等级序列的推荐值:士
0.4/0.75/1.5/6/10/24/55/100/320kV
,并分析了其序列推荐值的性能,能够满足负荷的增长需求以及供电容量和配电范围的要求。
参考文献:
[1]
段建东,魏朝阳,周一,杨青.未来直流配电网电压等级序列研究[J].中国电机工程学报,2018,38(12):3538-3545+13.
[2]
姜世公,吴志力,李红军,王云飞,郑浩.直流配电电压等级及负荷距分析[J].电力建设,2017,38(06):59-65.
[3]
许阔,蔡冰倩,朱永强,夏瑞华.海岛直流微电网电压等级序列选择的研究[J].电工电能新技术,2017,36(01):52-58.