.,配電網工程基礎知識,.,基礎知識綱要,第一節配電網工程概述第二節配電網工程結構第三節配電網工程供電方式第四節配電網主要材料及設備,.,第一節配電網概述,一、配電網概念配電網是指連接并從輸電網（或本地區發電廠）接收電力，就地或逐級向各類用戶供給和配送電能的電力網。配電網設施主要包括配電變電站、開關站、配電線路、斷路器、負荷開關、配電（桿上）變壓器等。配電網及其二次保護、監視、控制、測量設備組成的整體稱為配電系統。,.,二、配電網的分類及特點,中壓配電網,.,（一）按電壓等級分,1、高壓配電網高壓配電網是指由高壓配電線路和相應等級的配電變電站組成的向用戶提供電能的配電網，其功能是從上一級電源接收電能后，直接向高壓用戶供電，或通過變壓器為下一級中壓配電網提供電源。高壓配電網分為110、63、35kV3個電壓等級，城市配電網一般采用110kV作為高壓配電電壓。2、中壓配電網中壓配電網是由中壓配電線路和配電變電站組戌的向用戶提供電能的配電網。其電壓等級包括20kV、10kV、6.3kV,其功能是從輸電網或高壓配電網接收電能，向中壓用戶供電，或向用戶用電小區負荷中心的配電變電站供電，再經過降壓后向下一級低壓配電網提供電源。3、低壓配電網低壓配電網是指低壓配電線路及其附屬電氣設備組成的向用戶提供電能的配電網。其電壓等級為0.38kV、0.22kV，以中壓配電網的配電變壓器為電源，將電能通過低壓配電線路直接送給用戶，低壓配電網的供電路離較近，低壓電源較多，一臺配電變壓器就可以作為一個低壓配電網的電源，兩個電源點之間的路離通常不超過幾百米。低壓配電線呼供電容量不大，但分布面廣，除一些集中用電的用戶外，大量是供給城鄉居民生活用電及分散的街道照明用電等。,.,（二）按配電線路的形式分,1、架空配電網架空配電網主要由架空配電線路、柱上開關、配電變壓器、防雷保護、接地裝置等構成。基配電線路是用電桿（鐵塔）將導線懸空架設、直接向用戶供電。配電線路主要由基礎、桿塔、導線、橫擔、絕緣子、金具組成。2、電纜配電網電纜配電網是指以地下配電電纜和配電變電站組成的向用戶供電的配電網。其電纜配電線路一般直接埋設在地下，也有架空敷設、沿墻敷設或水下敷設，主要由電纜本體、電纜中間接頭、電纜終端頭等組成，還包括相應土建設施，如電纜溝、排翻倒、遂道等。電纜線路一般設在地下，與架空配電網相比，其受外界因素影響較小，但建設投資費用大，運行成本高，故障地點較難確定，有時造成用戶長時間停電。3、架空電纜混合配電網以下情況多采用混合配電網（1）城市中受街道、樹林、建筑限制，使架空線路無法架設，而城市周邊的線路仍然以架空線路為主如圖,.,（三）按供電區域或服務對象分,1、城市配電網主要特點：（1）深入城市中心地區和居民密集點，負荷相對集中。（2）用戶對供電質量要求高。（3）配電網設計標準較高。（4）配電網的接線較復雜。（5）對供電管理水平要求較高。（6）對配電設施要求較高。2、農村配電網主要特點：（1）供電線路長，分布面積廣，負荷小面分散。（2）用電季節性強，設備利用率低。（3）農電用戶多數是鄉鎮企業、農業排灌和農民生活用電，用戶安全用電知識貧乏，嚴重影響安全供電。,.,第二節配電網結構,配電網結構是指配電網中各主要元氣件的電氣連接形式，分類為如下四大類：放射式配電網（圖2-6）、樹干式配電網、環網式配電網（多回路式、環式圖2-8）、混合式配電網,.,一、放射式配電網放射式配電網是指一路配電線路自配電變電站（簡稱配電站）引出，按照負荷的分布情況，呈放射式延伸出去，線路沒有其他可連接電源，所有用電的電能只能通過音單一的路徑供給。這種電網主要由降壓變電站310kV側引出許多單獨線路組成，每一種單獨線路和均向一個或幾個配電變電站供電。放射式配電網的特點是配電線可根據用戶隨時擴展，就近接電，維護方便、保護簡單，但供電可靠性不高、靈活性較差、總線路長、不經濟。當線路及設備發生故障或檢修時，需要中斷供電，因而放射式配電網一般用于負荷密度不高、用戶分布散或供電用戶屬一般用戶的地區，如一般居民區、小城市近郊、農村地區等。,.,二、樹干式配電網樹干式配電網是指高壓電源母線上引出的每路出線，沿線要分別連接到若干個負荷點或用電設備。這種網絡是由降壓變電站310kV側引出一條或幾條主干線路，每條主干線路可供幾個配電變電站。樹干式配電網的特點是接線比較靈活，易于增加或減少配電變電站的數目，比放射式配電網使用的，可使網絡簡化。任何一個配電站中的變壓器均有開斷設備，當某一臺配電變壓器故障時，并不影響其他配電站的供電，當主干線上發生故障時，連接這條主干線上的負荷均要停電。樹干式配電網通常用來配電給三級負荷，每條干線上安裝的變壓器約5臺以內，總容量不超過2000kVA。,.,三、環網式配電網（一）多回路式多回路式配電網是指自配電站引出多回配電線路和（一般是平行敷設的）連接到受電端，正常時各條配電線路并列運行，平均分擔全部負荷。當一條配電線路有故障時，可自動將其切斷隔離，其余配電線路有足夠容量承擔全部負荷。多回路式配電網至少有兩回配電一路，但一般為34路或更多回路。多回路式配電網比放射式配電網可靠性高，一回配電線路故障時，不會造成用戶停電，有需要時還可達到在第二回配電線路故障時不造成用戶停電的要求。電纜配電網故障測尋和故障修復時間長，故常采用這種多回線的結構。多回路式配電網的主要缺點是繼電保護裝置比放射式配電網的復雜。,.,（二）環式環式配電網是指自配電站的線路連接成環形，每個用電點各自環上不同部位接出。簡單的環式配電網是兩回配電線路自同一（或不同）配電變電站的母線引出，利用聯絡斷路器（或分段斷路器）連接成環，每個用電點自環上T形或II形支接。當環上某區段發生故障時，利用分段斷路器切換隔離后，其他區段上的負荷可繼續供電，這是環式配電網的特點。環式配電網的聯絡斷路器平時斷開，只有當某區段發生故障或停電作業時才倒換為閉合的運行方式，稱為常開環路方式，而聯絡斷路器經常閉合的運行方式自然保護區為常閉環路方式。環網正常運行時一般采用開環運行，其優點是可提高供電可靠性，減少短路電流，降低線損。,.,四、混合式配電網網絡的接線具有公共備用干線和工作干線的配電網稱為混合式配電網。正常運行時由310kV的各條工作干線供電給各配電變電站，公共備用干線經常處于不帶電狀態。當工作干線的每一段發生故障或檢修時，將分段斷路器和該段進線端斷路器斷開，手動或自動投入備用干線，即可恢復供電。具有公共備用干線的混合式配電網的特點是供電可靠，可滿足II級負荷的需要，如果備用干線由另一電源供電，而用采用自動投入裝置時，可滿足I級負荷的需要，其缺點是敷設線路和建造配電變電站需要的投資很大，所以在選擇這種網絡接線時，一定要進行經濟技村方面的比較。,.,第三節配電網供電方式,一、供電要求1.基本要求配電網的第一要求是保證持續配電。因為電能的生產、供應和用電幾乎是瞬間同時完成的，電能的中斷或減少直接影響國民經濟生產各部門及人們生活需要，因此必須對配電設備和用戶實施不間斷供電。配電網的第二要求是及時發現網絡的非正常運行情況和設備存在的缺陷情況。因為網絡處于異常運行情況或設備存在某些缺陷時，配電網還是可以繼續運行一段時間，但是不及時發現這些問題就會使運行環境惡化，導致發生電力事故。配電網的第三要求是能夠迅速隔離故障、最大限度地縮小停電范圍，滿足靈活供電需要。由于有一回線路發生故障（如短路）時斷路器就會跳閘，如果重合不成就會造成較大面積的停電，此時需要迅速發現并隔離故障，縮小停電范圍，保證其他用戶可以繼續安全、可靠用電。,.,2.電能質量要求衡量電能質量的指標通常是電壓、頻率和波形。（1）電壓。各級電壓等級應維持在額定值附近，但允許有一個偏差。a.2010kV的中壓配電網和電力用戶為5%；b.380V的低壓配電網和電力用戶為7%；c.220V的電力用戶為-10%+7%；（2）頻率。我國頻率的額定值是50Hz,頻率偏差一允許為0.2Hz，維持電網頻率的任務應該由發電廠的一次調頻和二次調頻系統來完成。（3）波形。三相電壓和三相電流的波形應該是對稱的正弦波形。3.經濟運行要求在保證持續供電、用戶接受合格電能的同時，要求配電網在最經濟的狀態下運行，這樣可以使得配電網的網損最小，不僅可以降低運行成本，還可以提高一小部分供電能力。可以從下列幾方面加以考慮：（1）根據負荷變化情況改變配電網的供電方式。（2）根據負荷變化情況改變變壓器的運行方式，使之處于經濟運行狀態。（3）降低變壓器鐵芯損耗，使用節能型變壓器。（4）結合工程改變供電路徑，使用節能設備、器材，避免迂回供電。,.,二、供電方式類型電源數量：單電源供電形式、雙電源供電形式電源相數：三相三線制、三相四線制、單相兩線制、單相三線制供電回路數中性點接地方式：a.中性點非有效接地:（1）中性點不接地方式（2）中性點經消弧線圈接地（3）中性點經大電衛接地方式b.中性點有效接地,.,第四節配電網主要材料及設備,.,第一節主要材料,.,一、導線,作用與要求作用：傳遞電能,要求：良好的導電性能機械強度要高（各種風、雪荷載）抗腐蝕性能、耐振性能好（空氣中的有害氣體）密度要小,常用導線類型裸導線：銅絞線（TJ)、鋁絞線(LJ）、鍍鋅鋼絞線（GJ）、鋼芯鋁絞線（LGJ、LGJQ、LGJJ）、鋁合金線及稀土鋁導線絕緣導線：分相式絕緣導線、低壓集束型絕緣導線、高壓集束型號絕緣導線常用導線的規格是按導線的導電部分的截面積（平方毫米）來區分，我國常用的導線系列有：、185、630、720等。,絕緣導線對比裸導線有以下優點：（1）可解決架空配電線路走廊問題。（2）可大幅度降低因外力影響而引發的事故，偍高供電可靠性。（3）可方便施工，減少維修工作量等。,.,二、母線,作用與要求作用：匯集、分配、傳送電能,要求：母線材料、截面形狀及截面面積需符合安全經濟運行要求,母線類型,軟母線：常用鋁絞線，截面50、70、95、120、150、240mm2硬母線：由金屬管或金屬型材組成并用支柱絕緣子支撐的母線,有鋁母線、銅母線，常用規格505、606、808、10010、12012mm2母線伸縮節：補償母線受熱冷伸縮，起調節作用，分母線與設備伸縮節及母線與母線伸縮節銅鋁過渡板：防止銅質端子與鋁質端子連接產生電化學腐蝕作用的過渡接觸板件絕緣熱縮管：對母線起絕緣防護作用低壓封閉式母線槽：由金屬板為保護外殼、導電排、絕緣材料及有關附件組成的母線系統封閉式母線槽分接箱:由母線向外引線箱、開關等附件組成,圖1-1硬母線,圖1-2母線與母線伸縮節,圖1-3銅鋁過渡板,圖1-4絕緣熱縮管,圖1-5封閉式母線槽分接箱,.,三、電纜、電纜附件及其附屬構件,作用與分類電纜作用：傳輸電（磁）能、信息和實現電磁能轉換,電纜分類：電力電纜、控制電纜、通信電纜及光纜,1、電力電纜分類,用以傳輸和分配大功率電能的電纜,按材質：銅芯電纜、鋁芯電纜按電壓等級：低壓電纜（1kV以下）、高壓電纜（10kV以上）按電纜導線芯截面積：2.58、4、6、10、16、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500mm2按導電線芯數：單芯、二芯、三芯和多芯按絕緣材料：油浸紙絕緣、塑料絕緣、橡皮絕緣、阻燃聚氯乙烯絕緣按結構特征：統包型、分相型、鋼管型、扁平型、自容型,2、控制電纜：用于開關控制、儀表、保護裝置等方面信號、控制導線作用：承擔信號傳輸、機構操作、元件控制,3、通信電纜：傳輸電信信息的電纜,4、光纜：一定數量的光纖按照一定方式組成纜心，外包有護套用以實現光信號傳輸的一種通信電纜,.,5、電纜附件作用：恢復電纜原有的導電線芯，恢復絕緣、屏蔽、密封保護功能要求：導電性能好、絕緣可靠、機械強度足夠高、密封性能好、防腐、阻燃及熱性能良好,(a)熱縮式電纜附件,(b)冷縮式電纜附件,(c)預制式電纜附件,(e)電纜中間接頭,(d)電纜終端頭,.,6、附屬材料及構件種類：電纜支架、電纜橋架、電纜防火材料,(a)電纜支架,(b)電纜橋架,.,四、絕緣子,作用與要求作用：支持導體或設備、承擔導線垂直方向的荷重與水平方向拉力,要求：良好絕緣性能、足夠機械強度、足夠抵御和抗腐蝕能力,（a）針式絕緣子,（a）針式絕緣子,（c）蝶式絕緣子,（b）柱式絕緣子,.,五、金具,作用作用：連接組合線路上各類裝置，防護作用，傳遞機械、電氣負荷作用,（c）蝶式絕緣子,（b）耐張線夾,（a）懸垂線夾,（c）球頭掛環,（e）U型掛環,（d）碗頭掛環,（e）防振錘,（f）抱箍,.,六、鐵塔、電桿,作用及分類作用：支撐導線及附件,（c）蝶式絕緣子,（f）抱箍,鐵塔,鋼管桿,水泥桿（直線桿）,按材料分,.,按作用分,直線桿,直線塔,轉角塔,轉角桿,.,七、混凝土及其原材料,混凝土功能：混凝土材料是線路基礎和設備基礎的主要材料,混凝土原材料,水泥砂子石子,.,第二節主要設備,.,一、配電變壓器,作用與分類作用：變換電壓電流、傳輸電能,戶外高壓油浸式變壓器,按電源相數分：單相變壓器、三相變壓器按變壓器本身繞組數：雙繞組變壓器、三繞組變壓器按變壓器絕緣材料：油浸式變壓器、環氧樹脂澆注的干式變壓器、SF6氣體變壓器按變壓器的鐵芯材質分：硅鋼片、非晶合金變壓器按冷卻方式：自冷式、風冷式、水冷式按油循環方式：自然循環、強迫循環兩類,變壓器型號表示方法：基本型號+設計序號-額定容量（kVA）/高壓側電壓如S9-630/10：表示三相、油浸、自冷、自然循環、雙繞組、無勵磁調壓、銅導線、設計序號為9容量為400kVA、高壓側額定電壓為10kV的油浸式電力變壓器,.,二、斷路器,作用與分類作用：接通和斷開電路,斷路器分類,ZW20-12戶外真空斷路器,按滅弧介質：油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器按使用場所：戶內斷路器、戶外斷路器,.,三、隔離開關,作用與分類作用：斷開無負荷電流的電路，隔離電源（其中