配电网自动化技术手册-基础知识-2010-10-06.pdf

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1、个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=配网自动化技术手册指导思想：以技术现状为重点，兼顾未来新技术。针对现有配网，兼顾智能电网；以科汇技术为主,兼顾其他技术。突出知识性，避免推导和论证。突出国内应用情况：事实、数据、应用范围、技术特点和效果.包含故障指示器和小电流检测、分界开关监控技术.主站强调 FA和故障管理.在配电技术基础上内容需要调整，去掉用电和SA 部分,强调接地选线和定位,一、基础知识、国内外应用情况1、概述（去掉用电、简写、来历和衔接可不要）2、配电网基础知识（配电网定义和构成，供电质量）3、通信需要调整(特点和系统结构，重点在分支通信，通道向前提,规约：101，1

2、04,DNP，61850）4、二、产品及应用终端(箱变、架空、FTU、FI、看门狗,出线保护、选线,简述熔断器的配合)结构、分类、适用场合,功能、技术特点、技术指标子站主站三、工程案例国内外 10 个以上.不同时期、不同技术的代表性工程起因、系统构成、特点、投资、效果=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=配电网自动化技术手册配电网自动化技术手册第一篇第一篇配电网自动化技术基础配电网自动化技术基础第一章第一章配电系统基础知识配电系统基础知识(薛）薛）电力系统一般包含发电、输电、配电和用电几个部分。其中，连接并从输电网（或本地区发电厂）接受电力，就地或逐级向各类

3、用户供给和配送电能的电力网称为配电网.配电网设施主要包括配电变电所、开闭所、配电所、配电线路、断路器、负荷开关、配电（杆上）变压器等.根据电压等级和发挥作用的不同，配电网可分为高压配电网（也称次输电网）、中压配电网和低压配电网。配电网及其二次保护、监视、测量与控制设备组成的整体系统称为配电系统。对于供电系统，其广义概念包括了发电、输电和配电等各个系统，而实际应用中往往将包括高压配电系统在内的配电系统统称为供电系统。针对配电网自动化系统的适用范围和有关需求，本章的内容将以中压配电网为重点。在本文以下的叙述中,如无特殊说明，配电网也均指中压配电网.本章主要介绍配电网的构成与作用，配电网的主要接地方

4、式，供电质量的概念和影响,最后介绍了智能配电网的基本概念、组成和特点，使读者对配电系统有个基本的了解，并作为后续章节阅读的基础.1 1。1 1 配电系统的构成与作用配电系统的构成与作用对配电系统的基本要求是供电安全、可靠，电能质量合格，投资合理，运行维护成本低，电能损耗小，配电设施与周围环境相协调。1.1.11.1.1 配电网配电网我国各配电网供电范围基本上按行政建制地市级城市和县(市)所辖的管理区域划分.有少数地区，由于发展过程等原因，有跨行政区域供、受电的，但销售电量及收入仍可以按行政区域分归统计。根据所在地域或服务对象的不同，配电网可称为城市配电网与农村配电网；根据配电线路类型的不同，可

5、分为架空配电网与电缆配电网。在我国，高压配电网的电压一般采用 110kV 与 35 kV，东北地区使用 66kV，在一些负荷密度大的大城市使用220kV；中压配电网的电压是 10kV(个别地区使用 20kV，大用户企业配电系统有时采用6kV)；低压配电网的电压一般为三相四线制380V220V，或单相二线制 220V 配电。一一 配电网接线方式配电网接线方式根据负荷对可靠性、供电质量和区域环境协调等要求的不同，配电线路一般采用辐射形和环形两种基本接线方式.1 辐射形接线方法在负荷密度不高、用户分布较分散或供电用户属一般用户的地区，例如一般的居民区、小型城市近郊、农村地区，采用单辐射形接线。它的特

6、点是配电线可根据用户的发展随时=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=扩展，就近接电.但存在供电可靠性和电压质量不高的问题，如图1.1（a)所示。对重要用户可采用双辐射形接线以提高供电可靠性，如图1。1(b）所示。图 1。1三种幅射型中压配电网接线2 环形接线方式环形(或链式)接线可以较好地适应现代城市发展对供电可靠性提出的更高要求。它由同一变电所的不同母线或不同的变电所母线的两条或多条馈线连接形成配电环网,给沿线用户供电。正常运行时，选择适当的地点采用断路器或负荷开关开环运行。一旦环路中某区段发生故障时,利用分段隔离装置将故障区段隔离后，其他区段可继续供电。

7、图 1.2 给出一个典型环形接线配电线路。图 4。10环形配电接线示意图3 其它接线方法根据供电需要，以辐射形、环形接线为基础,发展演化出一下不同接线方式：将一个居民小区的多台配电变压器，或者小型工厂的几个车间变电所，接成一个小环形接线，小环的两个电源接入环形配电网的不同位置，形成小环套入大环的接线方式，如图 1。3 所示。图 4。11大环套小环的环形中压配电网对一些要求有双电源或多电源的配电变电所或用户配电所,可采用如图 1.4 所示的多电源环形接线。图中备用电源柜的负荷开关正常运行时为常开状态.图 4。12多电源环网接线中压配电网也可以接成 1/3 环网或 1/4 环网接线,如图 1。5

8、所示.1/3 环网在正常运行情况下的线路负载率可达67,而预留线路容量的1/3为备用。1/4环网的线路负载率可达75，而预留线路容量的 1/4 为备用。这种接线适用于地区负荷比较稳定且接近饱和，最终规模一次建成的配电网。它们的优点是供电可靠性和单环网相同，但线路负载率比单环网接线分别高 17和 25%；缺点是适应地区负荷变化的能力较差,且调度操作比单环网复杂.图 4。13 1/3 和 1/4 环网接线图4 不同接线方法的特点在配电网建设中，辐射形接线配电网虽然具有随时可以自由扩展、用户能就近接电的优点,但从配电网的长远建设出发，其需要对每个馈线的供电区域和供电最终容量有一个事先的规划,以利于在

9、负荷发展后对配电网结构进行改进。环形配电网是逐步形成的,应结合城市规划事先作好线路走向规划，先形成主干线路,然后根据用户接电需要开断环入,最后形成完整的环网.配电网应创造条件满足“N-1”准则。辐射形线路也应根据规划设立互连点、分段点，一般将一条馈线分割为几个分段并与不同电源连接，但过多的分段和连接会增加调度操作复=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=杂性，一般以三分段三连接为宜。联络两个变电所的馈线要考虑有分担失电变电所部分负荷的能力（总的联络容量一般不小于变电所一台主变压器额定容量的30)，因此，互连馈线的线径应较大(如 240mm2），正常时有限制地分

10、担供应沿线的部分负荷。二、配电线路：二、配电线路：配电线路主要分为纯电缆线路、架空线路以及电缆和架空混合线路。以往架空线路的导线主要采用裸铝线、裸钢芯铝绞线,沿海有些城市也有采用裸铜线。为了确保城市居民的安全，在城市人口密集和交通繁忙地区，近年来己逐步将裸导线改为绝缘导线架空线路。一些繁华地区或景区已逐步取消架空线路而采用入地敷设的电缆线路，既改善了市容又提高了供电可靠性。1 1 架空配电线路架空配电线路中压架空配电线路主要由导线、绝缘子、杆塔、基础、拉线、横担、金具和避雷器、接地装置等构成.此外，还包括在线路上架设安装的配电设备,主要有柱上变压器、柱上开关、隔离刀闸、跌落式熔断器、无功补偿装

11、置等。配电设备采用紧凑型、预制型、落地或入地安装,己成为新的线路规划、设计和建设的趋向。配电线路应力争沿己建的道路一侧或己规划道路一侧架设延伸。根据很多城市的习惯做法,东西向道路架空线路一般架设在道路南侧，南北向道路则架设在道路西侧。1）杆塔塔杆按所用材料不同一般有钢筋混凝土电杆、铁塔和钢管杆三种。架空配电线路大多采用钢筋混凝土电杆。钢筋混凝土电杆又可分为普通型钢筋混凝土电杆和预应力钢筋混凝土电杆两种。特殊地形及大跨越场合使用铁塔。钢管杆多为插接式钢管杆，主要用在转角、终端等受力大且不能装设拉线的杆塔。杆塔按照在架空线路中的用途分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、分支杆等。2）导线配电架空线路

12、使用的导线主要有裸导线和绝缘导线两大类.裸导线主要有钢芯铝绞线和铝绞线，个别有用铜绞线。如 LJ70 型代表 70mm2的铝绞线、LGJ-70 型代表 70mm2的钢芯铝绞线、TJ-50 型代表 50mm2的铜绞线.主干线导线截面控制在 240mm2。绝缘导线以耐候型绝缘材料作外包绝缘，由导体、半导电屏蔽层、绝缘层组成。导体材料有钢芯铝绞线、铝绞线和铜绞线.绝缘材料一般采用耐候型聚氯乙烯、聚乙烯或交联聚乙烯等，如 JKLYJ10-50 型，代表 50mm2的 10kV 绝缘架空铝芯交联聚乙烯绝缘导线。采用绝缘导线作架空线路，可减小导线间距，甚至可预制成多芯绞合的架空成束导线（ABC,Aeria

13、l Bundle Conductor），在电气上可以降低线路感抗,减少损耗,在线路结构上可以节省横担钢材，降低导线对地距离，节约线路投资。在寒冷多雪地区,为了防止绝缘导线上的积雪导致导线机械荷重超载，引起断线或杆塔倾斜倒塌，应采用带抗积冰雪结构的导线。绝缘导线的防雷击断线是另一个应注意的问题。国内不少城市在绝缘导线线路上，采取了不同的防雷措施。3）绝缘子除了经常使用的针式、柱式、悬式瓷质绝缘子或玻璃绝缘子外,瓷横担及其配套的瓷耐张拉棒在架空配电线路也用得很多，近年来合成绝缘子也开始使用。2 2 电缆配电线路电缆配电线路=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=电

14、缆线路是指采用电缆输送电能的线路，主要由电缆本体、电缆中间接头、电缆终端头等组成,还包括相应的土建设施，如电缆沟、排管、竖井、隧道等。电缆线路一般敷设在地下，也有架空敷设、沿墙敷设或水下敷设。常用电力电缆的分类方法如下:（1)按电压等级分类。电力电缆电压等级有两个数值，用斜杠分开，斜杠前的数值是相电压值（单位：kV），斜杠后的数值是线电压值（单位：kV），如中压配电网常用电力电缆的电压等级有 0。6/1、3。6/6、6/10、8。7/10、8。7/15 等.（2）按导体材料分类，分为铜芯电缆和铝芯电缆两种。(3）按导体芯数分类。电力电缆导体芯数有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯共五种，四芯或五芯电

15、缆的零线和保护线可与相线的截面相同或者不同,高压配电电缆线路一般采用单芯电缆，中压电缆线路一般采用三芯，而低压电缆线路一般采用四芯。（4)按绝缘材料分类，分为油浸纸绝缘电力电缆和塑料挤包绝缘电力电缆（又称橡塑电缆）。油浸纸绝缘电力电缆是以纸为主要绝缘体,用绝缘油充分浸渍后制成。塑料挤包绝缘电力电缆包括聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、聚乙烯绝缘电力电缆、橡胶绝缘电力电缆、阻燃电力电缆、耐火电力电缆等。在 20 世纪 80 年代前，我国配电电缆主要采用油浸纸绝缘电力电缆在.80 年代后，交联聚乙烯电力电缆成为配电电缆的主选产品，其除了具有聚乙烯电缆的击穿强度高、绝缘电阻系数大、介电常

16、数小、介质损耗因素低等特点外，具有较高的耐热性和耐老化性能，长期允许工作温度可达 90，过载允许温度可达130,允许短路温度可达 250。此外，还有适用于配电电压的乙丙橡胶电缆（又称作 EPR 电缆），由于其良好的抗水性、柔软性，常用于海底电缆或用于敷设环境要求较高的矿井用电缆。在有些特定场合需要采用耐火性能特好的电缆,矿物绝缘电缆（又称作 MI 电缆）采用耐高温可达 2800的氧化镁材料作绝缘，虽然绝缘层容易受潮，但采取金属护套和密封良好的电缆终端附件后，仍被经常选用。应根据系统中性点接地方式、接地故障处理时间等要求,选择合适类型的电缆。对城市电缆网，根据经验，变电所的10kV 电缆馈线一般

17、采用 3240 mm2或 3x300 mm2的铜芯电缆，负荷较大的电缆馈线有采用 400 mm2的铜芯电缆，个别负荷较大的供开闭所的馈线也有采用 630 mm2的。三三 中压配电所与配电设备中压配电所与配电设备1开闭所和配电所开闭所是变电所 10kV 母线的延伸，担负着接受和重新分配10kV 出线,减少高压变电所的 10kV 出线间隔和出线走廊，可用作配电线路间的联络枢纽，还可以为重要客户提供双电源.由变电所送出较大容量的馈线至开闭所，再由开闭所按用户需要送出馈线至用户。开闭所是由 10kV 开关柜、母线、控制和保护装置等电气设备及其辅助设施，按一定的接线方式组合而成的电力设施,通常为户内布置

18、，但也有采用户外型开关设备组成户外箱式结构。开闭所一般由两回来自变电所的中压馈线作为电源，它们分别供至开闭所的两段母线。作电源用的馈线一般采用大截面的电缆线路，如单根截面为 300600mm2的电缆线路。开闭所一般采用单母线分段接线，分别对当地用户的负荷提供供电电源。有的开闭所内还增设电容补偿装置以改善供电质量.近年来，由工厂制造的预装式户外开闭所，可与箱式变电站配合使用，既方便了建设、缩短了工期、节约了投资，还节约了占地面积.配电所是由配电变压器、高压开关柜、低压开关柜、母线及其辅助设备，按一定的接线=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=方式组合排列而成的

19、电力设施，起着变换电压和分配电能并直接就近向低压客户供电的作用。为了节约占地，可将配电所与开闭所合建.2 箱式变电站箱式变电站简称箱变，是一种将变压器、高低压开关按照一定的结构和接线方式组合起来的预装式配电装置。优点是占地面积小，可以工厂化生产，现场安装施工快，不需再建配电所等土建，投资节约,外形美观且与环境相协调，因此己被广泛采用.箱式变一般有两种形式：一种称作美式箱变，如图 1。（a）所示,其变压器和高低压开关共箱,低压侧开关仅用以保护引出段的电缆和控制正常的负荷，变压器由带有双侧进出线的电源构成环网供电。这样的箱式变供电,既节约建造配电所的土地(占地仅为 3m2左右）和投资，又可以快速灵

20、话地建成适合于新建地区的配电电源点，适合负荷增长后需新增供电电源点的需要.但这种箱变高压侧切换时有的会有约10ms 以上的瞬时断电。目前国内已有生产厂商根据国内情况,设计了切换电源不引起配变停电的接线方式，可供选用。另一种被称作欧式箱变，如图 1.*(b)所示，目前己由早期的普通型（占地约为 56m2)，发展为广泛采用的紧凑型（占地约为 3.4m2），10kV 侧进线采用环网开关、配电变压器为 D，yn11 连接组别，有多回的低压馈线等，有的还附设了电容器小室,欧式箱变的体积比美式箱变略大，但操作和运行更符合我国的习惯要求.此外，还有专门用于城市中心等地区地下建设的地埋式箱变，如图1。（c).

21、它是一种将变压器、高压负荷开关和保护熔断器等安装在油箱之中的紧凑形组合式配电设施，安装时置于地坑之中。具有不占用空间、可以在一定时间内浸没在水中运行、免维护等特点，目前已有在一些城市配电网中应用，有利于节约城市配电设施占地面积,有广泛的应用前景。图 1箱式变电所外形4 负荷开关熔断器组合电器在配电网中，特别在配电环网中，对配电变压器容量小于1600kVA 的变压器馈线往往都选用负荷开关熔断器组合电器，将对电器的操作与保护两个功能分别由两种简单而便宜的设备来替代，即以负荷开关完成负荷的分合操作，以熔断器对极少发生的短路起保护作用。5 电缆分支箱配电电缆分支箱是根据配电电缆支接的需要制成的能够安装

22、一定数量的配电电缆终端的户外封闭箱.为便于随时投切分支电缆,在其每一个配电电缆终端接至汇流母线间接入熔断器、闸刀或可带电插拔的电缆终端，有的还在支接的回路中加装短路指示器,以便为判断故障的分支电缆线路提供信息。6 配电变压器配电变压器通常是容量为 2500kVA 以下直接向终端用户供电的电力变压器，可以按相数、绕组数、冷却方式等特征分类。按相数分为单相变压器和三相变压器；按绕组数分为双绕组变压器和自耦变压器；按冷却方式分为干式变压器和油浸变压器；按照调压方式分为有载调压变压器和无载调压变压器。7、跌落式熔断器跌落式熔断器用于中压配电线路、变压器、电压互感器、电力电容器等电力设备的过载及短路保护

23、。跌落式熔断器的作用是当下一级线路设备短路故障或过负荷时，熔断器熔断，跌落式熔断器自动跌落断开电路,确保上一级线路仍能正常供电。它具有结构简单、价格便宜、维护方便、体积小巧等优点,在配电网中被广泛应用。=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=8 柱上隔离开关柱上隔离开关无灭弧能力，不允许带负荷拉闸和合闸。但它断开时可以形成可见的明显开断点和安全距离,保证停电检修工作的人身安全，主要装在配电线路的出线杆、联络点、分段处、不同单位维护的线路的分界点处。其由导电部分、绝缘部分、底座部分组成,如图1-*所示.图 443柱上隔离开关柱上隔离开关在配电线路上已经有很长的运

24、行历史。它仅允许开合励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A 的空载线路,10kV 及以下电流为 15A 及以下的负荷、开合 10kV 及以下电流为 70A 以下的环路电流.在要求灵活切换分段场合，其应用受到限制，要先将线路停电才能倒换开关。所以作分段开关的隔离开关只在部分线路上采用，它由于投资少，在一些不需频繁切换的线路上还是适用的。可与柱上断路器结合使用组成多分段线路。隔离开关的操作一般由运行人员现场手动操作.如果柱上隔离开关是常开的话，则应在隔离开关两侧安装避雷器防止线路末端行波反击形成的过电压。9 柱上开关柱上开关的结构很多，形式各样,但基本上均由导电主回路、绝缘支撑件、灭弧

25、室和操动机构、控制器等组成,因而通常分为以下几类：按灭弧介质分为压缩空气、磁吹、产气材料、多油、真空、柱上开关等。按操动机构分为手动操动机构、电动操动机构以及手动/电动操动机构柱上开关等。按不同使用功能分为柱上断路器、负荷开关、重合器、分段器。柱上断路器（见图 1.）能开断、关合短路电流。而负荷开关是用来切断额定负荷电流的开关，不能开断短路电流但能关合短路电流。ZW8 真空断路器ZW32 型真空断路器图 4-44柱上断路器重合器是一种自具控制及保护功能的开关，能够按照预定的开断和重合顺序实现自动开断和重合操作,并在其后进行自动复位和闭锁.它根据检测和控制原理的不同分为电压型重合器和电流型重合器

26、.检测到线路失压后即跳闸、来电后延时重合的称为电压型重合器；检测到短路故障电流后跳闸再自动重合的称为电流型重合器。如图4-所示。=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=VSP5 重合器KFE 型重合器图 445重合器分段器是一种能记录故障电流次数并当次数达到预设值后自动分闸（在无电压无电流时)并闭锁的开关，不能开断、关合短路电流，通常与电流型重合器配合使用。一种配用永磁操动机构、以六氟化硫为外绝缘的真空断路器,成为柱上断路器的新宠。它靠内装的锂电池提供操作电源，并配有馈线终端单元。四四 环网柜环网柜环网开关柜是由包括线路、负荷开关单元、变压器保护（包括熔断器、

27、负荷开关组合保护或断路器保护等)单元、带或不带电压互感器的电缆线路进线或出线单元、计量单元等构成的组合配电装置，有户内型和户外型两种。典型的环网开关柜是三回路单元,即由两个线路、负荷开关单元和一个变压器保护单元组成；也可以根据需要由多回路单元组成，如图1.*所示。其中线路、负荷开关单元中的负荷开关，通常可采用空气、六氟化硫、真空负荷开关.六氟化硫环网开关柜，除熔断器单独装在密封的金属外壳内,操动机构位于箱壳板后面以外，其他所有功能回路和导电部分都装在一个充以0.1MPa 气压的六氟化硫气体的金属密封箱内。环网开关柜结构紧凑、体积小、安装方便，可以根据需要扩展，不受外部环境的影响，有的与变压器及

28、低压开关等组合成预装式变电站,价格合理、安装方便、运用灵活，得到广泛应用。图 4.39典型的环网开关柜组合方案户外型环网开关柜又称环网供电单元，在配电电缆网节点中起着分支、分段、联络功能。图 1-*所示的 10kV 户外箱式环网开关柜由 35 路开关共箱组成，接线方式灵活多样，可以满足不同配电网的需求。由于开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内，采用 SF6作为灭弧介质和绝缘介质，开关采用三相联动的三工位 SF6 负荷开关或断路器,其额定电流为 630A，短时耐受电流可达 20kA/3s，负荷开关采用 SF6 压气式灭弧技术，可带负荷分合闸。断路器采用旋转灭弧加气体自扩散技术,能可靠切断

29、短路电流.这种特殊的排列和构造，使户外型环网开关柜具有如下特点:（1）外型全绝缘、全密封结构，能适应任何恶劣环境。（2）积小、结构轻、结构紧凑，占地小.（3）安装简单,操作方便,安全可靠、免维护。（4）具有电动和手动操动机构，配FTU 后即可实现配电自动化。=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=(a）（b)图 440户外型环网开关柜示意图（a)外观图；（b）电气接线图由于户外型环网开关柜体积小、技术性能先进，完全可以取代常规的开关站，从而减少占地面积和缩短出线电缆线路长度，降低整体造价和维护费用，因而广泛应用于工业园区、街道、居民区、繁华商业中心等，尤其在旧

30、城区电缆网中得到了充分应用.1 1。1.21.2 配电网二次系统配电网二次系统配电网二次系统也是配电系统重要的组成部分，完成配电网的保护、测量、调节、控制功能。配电网二次系统与配电网一次设备配合,使配电网可靠、安全、经济地运行，保证对用户的供电质量。配电网二次系统主要包括继电保护与自动控制系统、远程监控与管理信息系统、计量系统等.（1）继电保护与自动控制系统。继电保护的作用是在配电网发生故障时发出跳闸信号，快速切除故障元件,减少短路电流对故障设备及配电网的危害；在配电网出现不正常运行状态时(如非有效接地系统的单相接地故障）,发出指示信号通知运行人员，以及时采取应对措施。自动控制指的是备用电源自

31、投、重合闸、电压无功自动控制、自动低频低压减载等功能，其作用是避免不必要的供电中断，并且保证电网的频率、电压合格。在传统的变电所二次系统设计中，各种继电保护装置、自动装置各自独立设置。随着变电所综合自动化技术的发展，现已广泛使用集继电保护、自动控制、测量、通信功能等于一体的微机保护监控装置，使二次回路的设计更为简单、优化，其功能也更为完善。（2）远程监控与管理信息系统.远程监控系统又称远动系统，由安装在现场的远方终端（RTU）、通信网络、主站三个组成部分。它采集、显示配电网电压、电流、功率、频率等电气量与各种开关状态并下发各种控制、调节命令，供控制中心的值班人员实时监视观察配电网运行状态，及时

32、发现问题并尽快采取相应措施。最早的监控系统是通过布线逻辑来实现的，功能比较单一。计算机的应用使远动系统的功能更为丰富、完善，逐步发展成为数据采集与控制系统,即 SCADA 系统。近年来，随着计算机及通信技术的发展，配电网远程监控系统的面貌发生了根本性的变化。在高级应用功能方面，开发出馈线自动化系统,以 SCADA 系统为基础，实现中压线路故障点的自动定位、隔离以及非故障区段的恢复供电。近年来,计算机在配电管理中获得了广泛的应用，以地理信息系统(GIS）为基础,实现配电网规划设计、生产管理、用电管理的信息化，形成了自动绘图/设备管理/地理信息系统（AM/FM/GIS)，简称配电 GIS。配电 G

33、IS 也是为配电网的运行及管理服务的，它与 SCADA 系统、馈线自动化系统、变电所自动化系统集成,构成配电管理系统（DMS），实现配电网运行及管理的综合自动化。（3)计量系统，指电能计量、计费系统.早期电能计量主要采用机械感应式电能表,依靠人工抄表记录电能量并计算电费.后来出现了把传统的机械感应式电能表与现代电子技术相结合的机电一体化脉冲电能表，实现了远方自动读表。近年来，又开发出了全电子式多功能电能表，具有分时段计费、失压自动计时等功能。现代计量系统由安装在电能表箱的电能量采集终端、通信通道（无线电、电力线载波、电话）、安装在用电管理部门的电能量管理主站三部分组成，除完成远方读表、自动计费

34、等功能外,还可以进行数据统计、分析、汇总、报表打印等功能，并可通过通信通道与银行接口,实现电子化账.自动抄表与电能量管理是实现配电自动化的一项重要内容。=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=1.11.1。3 3 配电系统特点配电系统特点（1)配电系统服务于一个地区，不像输电系统那样跨区域甚至跨国界互联。(2）配电网一般采用辐射形或环网开环运行的供电方式，配电网故障一般仅造成所供负荷的停电，不像输电网那样结构复杂、需要考虑双（多）电源供电带来的保护与稳定问题,输电网故障有可能影响整个电力系统的安全稳定运行.(3)配电系统直接与用户连接，一旦故障直接影响用户。同

35、时，用户设备故障也直接影响配电系统的安全.（4)配电系统的一次设备是城乡市政设施的组成部分且大部分分布在户外，受外界干扰、人为外力损坏几率高。（5)一般情况下，配电网保护、控制装置的配置相对要简单一些，技术要求也相对低一些，例如允许继电保护装置延时动作切除配电线路末端的故障，而在输电线路上任何一点发生故障时，都要求继电保护装置无延时动作。(6）配电网设备众多、星罗棋布,城市配电网里广泛地使用电缆线路,网络运行接线方式复杂多变，大量的使用 T 接线；受城乡市政建设、发展的影响，网络结构与设备变动频繁。为了减少投资，中、低压配电网备用容量有限，一般难于保证在出现故障时用户供电不受影响；（7）配电系

36、统管理业务综合性很强，不象输电系统管理那样有着很细的专业分工.因此,配电系统的规划建设改造、保护控制与运行管理有着不同于输电系统的特殊性与复杂性。（8）智能配电网的新技术内容多。由于分布式电源的接入主要在于配电网，与用户的互动也主要是通过配电网，而传统配电网投资少、技术相对薄弱,因此，智能配电网将带来一系列需要解决的新问题，其与传统配电技术有很大的区。1.1.41.1.4 配电系统作用配电系统作用配电系统直接面向用户，是控制、保证供电质量的关键环节.配电网运行是影响用户供电可靠性的主要环节。不考虑电力系统发电量不足的因素,目前用户遭受的停电绝大部分是由于配电系统环节造成的.我国 2003 年和

37、 2004 年供电可靠性统计表明,扣除系统容量不足限电因素，因配电系统环节（含故障和检修）造成的用户平均停电时间，共占用户总平均停电时间的96%左右，而高电压输变电环节造成的仅占4左右.根据英国伦敦电网公司提供的资料，19942001 年，伦敦地区因配电系统环节造成的用户平均停电时间占到总用户平均停电时间的95以上。在保证电压质量方面，配电系统也是一个重要的环节。运行统计表明:用电高峰时刻配电系统末端用户电压往往偏低，而在下半夜时靠近变电所侧的用户电压往往偏高。在投资和运行经济性方面，配电系统也在电力系统中具有举足轻重的位置.一般来说，配电系统的投资占整个电力系统(包括发电）投资的 2540左

38、右；电网近一半电能损耗发生在中低压配电网配电网是智能电网建设和发展的重点。智能电网是未来新能源的主要承载和传输媒介，代表了电力系统发展的方向和模式，具有广阔的发展前景。智能配电网具有新技术内容多、与传统配电技术区别大的特点，是智能电网建设和发展的重点。因此，无论是要进一步提高供电质量和电力系统经济效益，还是要适应智能电网建设的需要，都必须在配电系统上下功夫，从规划建设改造到运行诸环节，加强配电系统技术创新与管理工作.1 1。2 2 配电系统中性点接地方式配电系统中性点接地方式=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=配电系统中性点与大地间电气连接的方式，称为中性

39、点接地方式,又称为中性点运行方式.不同中性点接地方式将对配电系统绝缘水平、过电压保护的选择、继电保护方式等产生不同的影响。反过来,针对一个具体的配电系统，选择何种接地方式，要综合考虑多种因素,进行安全、技术及经济比较后确定.我国配电系统采用的中性点接地方式有直接接地、经电阻（分为高电阻与低电阻）接地、谐振（经消弧线圈）接地、中性点不接地等五种方式。由于接地电流值与零序电抗的大小密切相关，因此人们将零序电抗与正序电抗比值作为接地方式划分的依据。如果一个系统的零序电抗与正序电抗之比不大于3，且零序电阻对正序电抗之比不大于1 时，则认为该系统中性点采用了有效接地方式,否则为非有效接地方式。中性点分别

40、采用有效接地和非有效接地方式的配电系统，分别称为中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统。需要指出，配电系统中性点接地方式与电力设备（主要是变压器）中性点接地方式概念上有所区别。一个具体的电力设备，其中性点采用某一种接地方式，含义是明确的.而对采用某一种接地方式的配电系统来说，其中的电力设备可能采用不同的接地方式。例如中性点直接接地的 110kV 及以上的高压配电系统中，也可能存在中性点不接地的变压器。1 1。2.12.1 中性点有效接地方式中性点有效接地方式中性点有效接地分为中性点直接接地和中性点经小电阻接地两种方式。采用有效接地方式的系统中发生单相接地故障时，故障电流比较大,习惯上将其称为

41、大电流接地方式。一、中性点直接接地方式一、中性点直接接地方式中性点直接接地的配电系统中出现单相接地故障时，短路电流将超过三相短路电流的50。巨大的短路电流,会对电气设备造成危害,并且干扰邻近的通信线路，有可能使电信设备的接地部分产生高电位，以致引发事故;此外，故障点附近容易产生接触电压和跨步电压，可能对人身造成伤害.为避免这些危害，此时，继电保护装置应立即动作，断路器跳闸,切除故障线路。中性点直接接地方式的优点是单相接地故障时非故障相对地电压一般低于正常运行电压的 140%，不会引起过电压，继电保护配置比较容易；其缺点是发生单相接地故障会引起跳闸。实际上电网的绝大部分故障是单相接地故障，其中瞬

42、时性故障又占有很大比例，这些故障都会引起供电中断，影响供电可靠性.二、中性点经小电阻接地方式二、中性点经小电阻接地方式中性点经小电阻接地方式的中性点与大地之间连接一个电阻，电阻的大小应使流经变压器绕组的故障电流不超过每个绕组的额定值。经小电阻接地的配电系统发生单相接地故障时，非故障相电压可能达到正常值的3倍。这对配电系统设备不会造成危害，因为高、中压配电系统的绝缘水平是根据更高的雷电过电压制定的.中性点经小电阻接地的配电系统中，接地电阻的选取应参照考虑下列情况：1)以电缆为主的配电系统中，单相接地时允许阻性接地电流较大，可达2000A；2)以架空线路为主的配电系统，单相接地时允许阻性接地电流较

43、小，如300A；3)考虑配电系统远景规划中可能达到的对地电容电流;4)考虑对电信设备的干扰和影响以及继电保护、人身安全等因素。相对于中性点直接接地配电系统,小电阻接地配电系统单相接地故障电流较小，所引起的过电流危害相对较小；但由于故障电流仍然较大，同样必须立即切断故障线路，会造成供电中断.1.2.21.2.2 中性点非有效接地方式中性点非有效接地方式=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=中性点非有效接地包括中性点不接地、谐振接地、中性点经大电阻接地三种方式。这三种接地方式下发生单相接地故障时，流过故障点的电流很小,因此,又称为小电流接地方式.现场常用的主要有

44、中性点不接地与谐振接地两种方式。一、中性点不接地方式一、中性点不接地方式由于中性点对地绝缘，故障点接地电流主要取决于整个系统对地分布电容。以架空线为主的配电系统中接地电流一般为数安到数十安；在以电缆线路为主的配网中，接地电流可达到数百安。由于接地电流较小，对电力设备、通信和人身造成的危害较小。同时，虽然三相对地电压发生变化，但三相之间的线电压基本保持不变，不影响对负荷的供电。因此，允许电网在单相接地的情况下继续运行一段时间，运行人员可以在这段时间内采取措施加以处理，增加了供电可靠性.配电系统中许多单相接地故障是“瞬时性”接地故障，如雷电过电压引起的绝缘瞬间闪络、大风引起的碰线等，如果接地电容电

45、流不大，电弧会迅速自行熄灭,电网即可恢复正常运行;在接地电流比较大（30A 以上）时，一般会形成稳定电弧,造成持续性电弧接地，可能烧坏设备并引起相间短路；如果接地电流有一定幅值（大于5A），但不足以形成稳定电弧，将会出现间歇性电弧，随着工频电压的变化，呈现灭弧与重燃交替出现的状态，这时,由于非故障相电容积累的自由电荷不断增多,位移电压逐步升高,将出现较严重的过电压现象，称为弧光接地过电压。实测数据表明,弧光接地过电压可能达到3。2 倍相电压，但绝大部分小于 3.0倍相电压。这个数值对配电设备的正常电气绝缘来说应能承受，但当存在绝缘薄弱环节时,可能发生击穿,从而发生两相两点、甚至多点接地故障，造

46、成线路跳闸停电。二、二、谐振接地谐振接地在中性点不接地的配电系统中，接地电容电流较大且超过一定值时，如果发生单相接地故障，故障点电弧不能自行熄灭，将产生过电压。如图1所示，若在中性点上接一个电感线圈，则在发生单相接地故障时，中性点位移电压将在电感线圈中产生一与接地电容电流与电，经大地由故障点流回电源中性点。故障点电流是接地电容电流I相位相反的电流ILC的相量和.选择电感线圈的电感值使I等于I，则可使流过故障点的电流等感线圈电流ILCL于零，电弧因此熄灭，使电网恢复正常。此外，在电弧熄灭后，电感线圈可以限制故障相电压的恢复速度，从而减小了电弧重燃的的可能性，有利于消除故障。这种在中性点接入电感线

47、圈的接地方式就是谐振接地方式，接入的电感线圈称为消弧线圈，其电感量根据配电系统电容电流的大小调整。谐振接地概念最早是由德国电力专家彼得逊（Peterson）提出的，因此，消弧线圈又叫做彼得逊线圈。图 210 消弧线圈接地电网及相量图采取谐振接地的配电系统，其补偿情况可表示为ICIL (1*）IC式中，为脱谐度。若为负值,称为过补偿；若为正值，称为欠补偿；=专业收集精品文档=个人收集了温度哦精品文档供大家学习=专业收集精品文档=如果完全补偿（0），则消弧线圈感抗等于配电系统对地电容容抗，在正常工作时容易引起串联谐振，使中性点位移电压大大升高，可能造成设备绝缘损坏.而欠补偿在电网改变运行方式，切除

48、部分线路后容易形成完全补偿。因此，一般配电系统运行中都采用过补偿，脱谐度在10左右。在配电系统不具有直接安装消弧线圈的中性点时，可用消弧变压器代替消弧线圈。消弧变压器的原理接线如图 1-*所示，为保证零序磁通在铁芯中顺利通过,消弧变压器一般具有四个（或五个）芯柱,其一次绕组接成星形,中性点直接接地，而二次绕组接成开口三角形，接入可调整的塞流线圈。正常运行时,三相对地电压平衡，无零序电压产生，消弧变压器的开口三角形绕组两端电压为零，塞流线圈上无电流流过.在发生单相接地故障时，消弧变压器二次侧出现零序电流，并在开口三角形绕组中产生环流,该零序电流通过一次绕组注入到系统中，补偿故障点的电容电流。图

49、211 消弧变压器原理接线图为避免出现谐振过电压,消弧线圈一般运行在过补偿状态下。由于电网的运行方式在不断变化，在某些情况下，电感补偿电流可能远大于电容电流，使故障点仍可能存在较大的电弧电流，达不到应有的灭弧效果，因此，需要根据系统运行方式的变化，及时地调整消弧线圈，避免电网出现较大幅度的脱谐。早期消弧线圈采用人工调整方式，操作起来比较麻烦,并且还难以及时、准确地跟踪电容电流的变化,随着技术的发展,现在一般采用自动跟踪补偿装置，克服了人工调整方式存在的缺点。自动跟踪补偿装置一般由驱动式消弧线圈及配套自动测控单元组成。在电网的运行方式变化时,装置便自动跟踪测量配电系统的电容电流，并将消弧线圈调至

50、合适的运行状态.具体的调整方式有两种：一种是“预调式”，在接地故障发生前，将消弧线圈调整到靠近完全补偿的点运行,这种方式需要串联或并联一定数值的限压电阻，以防止中性点位移电压过度升高;另一种方式是“随调式”，即在正常运行时，消弧线圈远离完全补偿点运行,中性点位移电压较低，在接地故障发生后，迅速将消弧线圈调整到位。1 1。2.32.3 配电系统中性点接地方式的选择配电系统中性点接地方式的选择配电系统中性点采用何种接地方式好，是目前业界讨论得比较多的问题，认识也不尽一致。它是一个的技术问题，也是一个经济问题，要考虑配电系统的各种运行情况、供电可靠性要求、故障时的过电压、人身安全、对通信的干扰、对继