1、配電網的概念和特點配電網的概念和特點一、配電網的基本概念及特點一、配電網的基本概念及特點配電網的基本概念配電網的基本概念按電壓等級分：高壓輸電網（ 220kV,500kV,750kV,1000kV)高壓配電網（66kV,110kV)中壓配電網（10kV , 35kV)低壓配電網（220380V)按地域分：城市配電網和農村配電網發、輸、配、供、用城市配電網和農村配電網的特點城市配電網和農村配電網的特點電網結構的布局形式電網結構的布局形式 基本接線方式基本接線方式放射型（放射型（Radial)：只從一端供電的電路：只從一端供電的電路環型環型(loop)：構成一個完整的單電源的環形電路：構成一個完整

2、的單電源的環形電路網孔型網孔型(Meshed)：多數是多電源供電：多數是多電源供電單電源供電的網絡運行方式單電源供電的網絡運行方式多電源供電的網絡運行方式多電源供電的網絡運行方式 中壓配電線路的類型：中壓配電線路的類型： 架空線路、電纜線路。架空線路、電纜線路。 兩種類型的中壓配電線路接線模式不同。兩種類型的中壓配電線路接線模式不同。 架空線路配電網主要的接線模式架空線路配電網主要的接線模式架空線路是將導線架設在電架空線路是將導線架設在電桿上。桿上。一般采用放射式供電形式。一般采用放射式供電形式。成本低、投資少、施工周期成本低、投資少、施工周期短、容易維護及檢修、容易短、容易維護及檢修、容易查

3、找故障。查找故障。架空線路架空線路 A. 單電源放射型接線模式單電源放射型接線模式 B. 雙電源環網形（手拉手）接線方式雙電源環網形（手拉手）接線方式 兩個電源點之間用兩條放射形線路通過聯兩個電源點之間用兩條放射形線路通過聯絡開關連接，可實現整條線路互帶或部分線絡開關連接，可實現整條線路互帶或部分線路互帶。路互帶。 在正常運行方式時一般聯絡開關處于斷開在正常運行方式時一般聯絡開關處于斷開位置，開環運行。位置，開環運行。 C. 三電源環網形（手拉手）接線三電源環網形（手拉手）接線三個電源點之間每兩個變電站由兩條線放射形線路通過三個電源點之間每兩個變電站由兩條線放射形線路通過聯絡開關相連接，構成環

4、網，形成互相支援的格局。聯絡開關相連接，構成環網，形成互相支援的格局。 D. 四電源環網接線四電源環網接線 其故障隔離與轉帶方法與三電源點環網接線相似。其故障隔離與轉帶方法與三電源點環網接線相似。 兩個雙電源環網之間通過兩個聯絡開關分別相連，使兩個雙電源環網之間通過兩個聯絡開關分別相連，使4個個站所帶的每一條線路除本站所在電源外，均可通過聯絡開站所帶的每一條線路除本站所在電源外，均可通過聯絡開關與另幾個電源點相連。關與另幾個電源點相連。 電纜線路配電網主要的接線模式電纜線路配電網主要的接線模式電纜敷設方式：電纜敷設方式：1）直接埋在地下的直）直接埋在地下的直埋式埋式2）專用的電纜溝敷設）專用的

5、電纜溝敷設3）排管敷設）排管敷設4）隧道敷設）隧道敷設5）水下敷設）水下敷設電纜線路主要指直接埋設地下的配電線路。電纜線路主要指直接埋設地下的配電線路。與架空線路相比，其受外界的因素影響較小。與架空線路相比，其受外界的因素影響較小。但成本高，投資費用大，故障地點較難確定，有時造成用戶但成本高，投資費用大，故障地點較難確定，有時造成用戶較長時間停電。較長時間停電。 A. 單放射式接線單放射式接線 由一個電源點放射狀串聯連接多個用戶。 B. 單環網接線方式單環網接線方式與架空線路的雙電源環網接線方式類似，兩個電與架空線路的雙電源環網接線方式類似，兩個電源點形成環網供電，并環運行。源點形成環網供電，

6、并環運行。 C. 雙放射接線雙放射接線 自一個變電站或開閉所的自一個變電站或開閉所的10kV不同母線引出雙回路線，不同母線引出雙回路線，相當與在單放射式接線的基礎上又增加了一套設備。相當與在單放射式接線的基礎上又增加了一套設備。 該方式的故障處理方法與單放射式相似。該方式的故障處理方法與單放射式相似。 D. 雙環網接線方式雙環網接線方式將兩個不同變電站的雙放射線路連接起來，開環運行。將兩個不同變電站的雙放射線路連接起來，開環運行。其供電可靠性得到了充分的保證。其供電可靠性得到了充分的保證。故障處理方法與單環網方式相似。故障處理方法與單環網方式相似。 架空，電纜混合接線方式架空，電纜混合接線方式

7、 城市中受街道、樹林、建筑限制，使架空線無法架設，故城市中受街道、樹林、建筑限制，使架空線無法架設，故目前多采用此不規則接線方式。目前多采用此不規則接線方式。 隨著變電站容量的增加，出線增多如全部采用架空形式將隨著變電站容量的增加，出線增多如全部采用架空形式將無法出線，因而產生混合式接線方式。無法出線，因而產生混合式接線方式。二、二、 配電網供電幾個基本概念配電網供電幾個基本概念電壓偏差網損率負載率負荷矩容載比用戶平均停電時間AIHC1 供電可靠率RS1(1) 評價指標電壓偏差電壓偏差 我國35-110KV變電所設計規范GB 50059-92第一章總則第一條規定： 35-110KV電壓允許變化

8、范圍為額定電壓的5% 10KV電壓允許變化范圍為額定電壓的5% 400V電壓允許變化范圍為額定電壓的+3%-7%(2) 評價指標網損率網損率我國國家標準評價企業合理用電技術導則（GB3485-83）中規定：降低企業受電端至用電設備間的線損，線損率應達到下列指標：一次變壓：3.5%以下；二次變壓：5.5%以下；三次變壓：7%以下。(3) 評價指標負載率負載率 負載率越大，越接近線路的熱穩定極限和動穩定極限，線路承受負載的能力越低，安全性能越差；負載率越小，經濟性能越差。(4) 評價指標負荷矩負荷矩 電力工程電氣設計手冊規定：35kV輸電線路的供電半徑為20-50km；110kV為50-150km

9、；220kV為100-300km。并給出了電壓損耗為10%時各電壓等級線路在使用不同型號導線時，對應不同功率因數的負荷矩。(下表功率因數為0.95)導線型號35kV架空線路負荷矩110kV架空線路負荷矩LGJ-1203062980LGJ-1503623510LGJ-1854154010LGJ-240/4630(5) 評價指標容載比容載比 我國城市電力網規劃設計導則規定：各地區城市電網規劃設計中應根據現有統計資料和電網結構形式確定合理的容載比，并推薦220kV變電所可取1.82.35；35110kV變電所可取1.61.9。(6） 評價指標用戶平均停電時間AIHC1 用戶平均停電時間 供電用戶在統

10、計期間的平均停電小時數。（7） 評價指標供電可靠率RS1供電可靠率 供電可靠率反映了一個供電企業的電網狀況，供電水平和管理水平的高低。目前，國內供電企業宣布的供電可靠性一般能達到99.9%，即每年中對用戶停電時間不超過9小時。1）供電可靠性）供電可靠性中國中國 RS=99.96% 日本日本 RS=99.998%日本每戶年停電時間為：日本每戶年停電時間為：6min6min；法國每戶年停電時間為：法國每戶年停電時間為：69min69min；英國每戶年停電時間為：英國每戶年停電時間為：80min80min；美國每戶年停電時間為：美國每戶年停電時間為：98min98min；2 ) 電力負荷密度電力負荷

11、密度 負荷（負荷（KW)/平方公里（平方公里（KM2）北京北京 1000012000 KW/KM2 上海上海 1400015000KW/KM2倫敦倫敦 1800020000KW/KM2 東京東京 1900021000KW/KM2（8）供電電能質量 電壓偏差 頻率偏差 波形畸變 電壓波動和閃變 電壓三相不平衡三、配電自動化的概念配電自動化：配電自動化：是對配電網上的設備進行遠方實時監視、協調及控制的一個集成系統。手段：手段：利用通信技術和計算機技術對配電網進行智能化監控管理。目的：目的：提高供電可靠性和供電電能質量，始終處于安全、經濟的最優運行狀態 配電網自動化系統的含義配電網自動化系統的含義

12、配電網自動化系統配電網自動化系統(Distribution Automation System-DAS)是是一個涵蓋面很廣，用于管理與運行配電網的綜合自動化系一個涵蓋面很廣，用于管理與運行配電網的綜合自動化系統，包含了配電網中的變電站，饋電網絡及用戶的管理、統，包含了配電網中的變電站，饋電網絡及用戶的管理、監控、優化等功能。監控、優化等功能。 其功能內容大致可以分為四個方面，即：其功能內容大致可以分為四個方面，即： 變電站自動化變電站自動化 饋電線自動化饋電線自動化 需求側用電管理需求側用電管理 配電管理自動化。配電管理自動化。28 配電管理系統與配電網自動化系統配電管理系統與配電網自動化系統

13、 將變電站自動化、饋線自動化、需求側用電管理將變電站自動化、饋線自動化、需求側用電管理及配電管理自動化的有機集成稱為配電管理系統及配電管理自動化的有機集成稱為配電管理系統（Distribution Management System-DMS）；將第）；將第一和第二部分相關的自動化系統合稱配電自動化一和第二部分相關的自動化系統合稱配電自動化(Distribution AutomationDA)。29EMS和DMS在電力系統中的關系發電廠輸電線高壓變電站配電網用戶AGC調度自動化SCADA需方管理能量管理系統配電管理系統電網調度自動化配電自動化系統搞好配電自動化的意義 安全性：有利于調度控制和負荷

14、管理安全性：有利于調度控制和負荷管理 經濟性：經濟性： 1）降損節能）降損節能 2）減員增效）減員增效 可靠性：縮小故障影響范圍；縮短故障處理時可靠性：縮小故障影響范圍；縮短故障處理時間間 提高供電能力提高供電能力 改善電能質量改善電能質量 降低勞動強度，提高管理水平降低勞動強度，提高管理水平 實施配電網自動化的效益實施配電網自動化的效益 1)實施變電站綜合自動化后，變電站可節實施變電站綜合自動化后，變電站可節 約占地面積，同約占地面積，同時，因可以實現無人值班，可節約人力及運行費用。時，因可以實現無人值班，可節約人力及運行費用。 2)實現潮流控制，調整負荷，改善負荷曲線；充分利用現實現潮流控

15、制，調整負荷，改善負荷曲線；充分利用現有設備潛力；推遲或減少新增發配電設備的投入。有設備潛力；推遲或減少新增發配電設備的投入。 3)合理及時調整運行方式，降低網損。合理及時調整運行方式，降低網損。 4)系統安全性、靈活性提高。系統安全性、靈活性提高。 5)由于采取快速、準確的電壓由于采取快速、準確的電壓/無功調節，利用無功調節，利用DFACTS技技術減少停電次數，停電持續時間，更合理地進行無功補償，術減少停電次數，停電持續時間，更合理地進行無功補償，減少諧波含量等技術，電能質量得到提高。減少諧波含量等技術，電能質量得到提高。v6)用戶可以得到按質論價的電力供應。用戶可以得到按質論價的電力供應。

16、v7)制度化的計算機處理，提高了服務質量。制度化的計算機處理，提高了服務質量。v8)達到節能效果。達到節能效果。32預防預防事故事故發發生生提高供電可靠性的提高供電可靠性的個對個對策策縮小縮小事故區事故區間間迅速迅速進行負荷轉移進行負荷轉移配電網自動化與供電可靠性配電網自動化與供電可靠性預防預防事故事故發發生生縮小縮小事故區事故區間間迅速迅速進行負荷轉移進行負荷轉移提高供電可靠性的提高供電可靠性的3 3個對策個對策通過區間分割來提高供電可靠性（區間分割的優點）通過區間分割來提高供電可靠性（區間分割的優點）（1 1）縮小故障停電范圍）縮小故障停電范圍區間分割后區間分割后用戶用戶SWSWSWSW

17、用戶用戶SWSWSWSWSWSW通過區間分割來提高供電可靠性（區間分割的優點）通過區間分割來提高供電可靠性（區間分割的優點）（2 2）搜索故障點的快速化（搜索范圍的縮小）搜索故障點的快速化（搜索范圍的縮小）區間分割后區間分割后SWSW事故點事故點事故點事故點提高供電可靠性的提高供電可靠性的3 3個對策總結個對策總結預防預防事故事故發發生生縮小停電范圍縮小停電范圍分割分割區間區間中中長長期投期投資計劃資計劃城市基礎建設城市基礎建設改進設備改進設備系統構成復雜化系統構成復雜化應用應用經濟經濟性性設備利用率設備利用率迅速恢復事故迅速恢復事故構筑多分割構筑多分割多連接網絡多連接網絡對停電時間和停電戶數

18、范圍進行判斷對停電時間和停電戶數范圍進行判斷現狀：現狀：5050分分/ /年年 戶戶 期望值：期望值：2525分分/ /年年 戶戶增設開關總數增設開關總數= =總區間數總區間數* *50%50%制約條件：計劃投資額制約條件：計劃投資額/ /開關單價開關單價 = =資金方面允許增設的開關臺數資金方面允許增設的開關臺數實際增設臺數實際增設臺數要分割的區間的選定（區間分割工程）要分割的區間的選定（區間分割工程）（1 1）區間選定）區間選定 從全區間從全區間 綜合考慮綜合考慮N N區間和其他的條件來最后決定區間和其他的條件來最后決定出要分割的區間數出要分割的區間數（2 2）增設開關的工程）增設開關的工

19、程 小區間化小區間化的實施步驟的實施步驟年度予算年度予算配配電設備投資與如何進一步提高可靠性電設備投資與如何進一步提高可靠性投投資資費費用用可靠性可靠性投資與效果的界限投資與效果的界限100%100%預防預防事故事故發發生生縮小縮小事故區事故區間間迅速迅速進行負荷轉移進行負荷轉移提高供電可靠性的提高供電可靠性的3 3個對策個對策0015150(分)36090(分)53002555停電停電戶數戶數事故區間停電戶數事故區間停電戶數非事故非事故區間停電戶數區間停電戶數配電線事故配電線事故變電站事故變電站事故自動控制后自動控制后自動控制后自動控制后自動控制前自動控制前實施配電自動化前后的效果對比實施配

20、電自動化前后的效果對比四、配電自動化的功能四、配電自動化的功能配電自動化有三個基本功能：配電自動化有三個基本功能：安全監視、控制、保護。安全監視、控制、保護。安全監視功能：安全監視功能：通過采集配電網上的狀態量（開關位置通過采集配電網上的狀態量（開關位置和保護動作情況等）和模擬量（電壓電流和功率等）和保護動作情況等）和模擬量（電壓電流和功率等）以及電度量，對配電網的運行裝況進行監視。以及電度量，對配電網的運行裝況進行監視。控制功能：控制功能：遠方控制開關的合閘與分閘，遠方控制有載遠方控制開關的合閘與分閘，遠方控制有載調壓設備的升壓和降壓，已達到所期望的目的。調壓設備的升壓和降壓，已達到所期望的

21、目的。保護功能：保護功能：檢測和判斷故障區段，隔離故障區域，恢復檢測和判斷故障區段，隔離故障區域，恢復正常區域供電。正常區域供電。42 配電網自動化的基本功能配電網自動化的基本功能43 按配電網自動化系統的基礎性功能劃分按配電網自動化系統的基礎性功能劃分 1）自動控制功能。）自動控制功能。 2）數據采集與處理功能。）數據采集與處理功能。 3）人工控制功能。）人工控制功能。 4）保護功能）保護功能 5）負荷管理功能。）負荷管理功能。 6）遠方計量功能。）遠方計量功能。 7）各種管理、估計、計算的功能等。）各種管理、估計、計算的功能等。44 按配電網自動化系統的子系統劃分按配電網自動化系統的子系統

22、劃分 1）配電自動化）配電自動化(Distribution Automation-DA) 配電變電站自動化配電變電站自動化(Substation Automation-SA) 饋線自動化饋線自動化(Feeder AutomationFA) 配電網的通信系統配電網的通信系統 DFACTS技術技術 遠方抄表系統及其他配電自動化技術遠方抄表系統及其他配電自動化技術45 配電網自動化系統的結構配電網自動化系統的結構46實施配電網自動化的難點及分析實施配電網自動化的難點及分析v1)配電網結構復雜，加之網中配電變電站，開閉所總的電配電網結構復雜，加之網中配電變電站，開閉所總的電氣設備數量大，信息量大，即使

23、經過處理，仍會給氣設備數量大，信息量大，即使經過處理，仍會給DAS系系統組織帶來困難。統組織帶來困難。v2)配電網有大量的配電網有大量的FTU及及TTU工作于戶外，工作環境惡劣，工作于戶外，工作環境惡劣，通常要求能在較大溫度范圍內，濕度高于通常要求能在較大溫度范圍內，濕度高于95%的環境下正的環境下正常工作，并要考慮防雨、防雷等問題。常工作，并要考慮防雨、防雷等問題。 3)由于配電網的站端設備數量大、節點多，在一個配電網由于配電網的站端設備數量大、節點多，在一個配電網中往往根據需要，會有多種通信方式混合使用，以減少總中往往根據需要，會有多種通信方式混合使用，以減少總的通道數量。的通道數量。 4

24、)在配電網自動化系統中，工作于戶外的設備的工作電源在配電網自動化系統中，工作于戶外的設備的工作電源和操作、控制電源的可靠取得是一項必須解決的問題，否和操作、控制電源的可靠取得是一項必須解決的問題，否則若干自動功能不能實現。則若干自動功能不能實現。 5)目前，我國實現目前，我國實現DAS，除個別新建小區，主要都是在已，除個別新建小區，主要都是在已有配電網上進行改造。有配電網上進行改造。47配電網自動化實施中應注意的問題配電網自動化實施中應注意的問題 配電網自動化要求有與之相適應的電網接線方配電網自動化要求有與之相適應的電網接線方式，在設計電網發展規劃時應式，在設計電網發展規劃時應 考慮。考慮。 對于已有若干單項配電自動化對于已有若干單項配電自動化(如已有如已有SCADA、管理信息系統等管理信息系統等)的配電網，在施行的配電網，在施行DAS改造時，改造時，不必撤換原有系統，可遵循開放系統原則，最大不必撤換原有系統，可遵循開放系統原則，最大限度地保留原有硬件資源，使原有設施項目轉換限度地保留原有硬件資源，使原有設施項目轉換接入開放系統，一直使用到該技術淘汰。接入開放系統，一直使用到該技術