配電網(wǎng)概述

從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過配電設施就地或逐級直接與用戶相連并向用戶分配電能的電力網(wǎng)絡稱為配電系統(tǒng)。根據(jù)供電地域特點的不同，可分為城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)；根據(jù)配電線路的不同，可分為架空配電網(wǎng)、電纜配電網(wǎng)以及架空電纜混合配電網(wǎng)。

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中，由變電站、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應的控制保護設備組成。配電線路又分為架空線路和地下電纜，一般大城市（特別是市中心區(qū)）、旅游區(qū)、居民小區(qū)等多采用地下電纜。

一次配電網(wǎng)絡是從配電變電站引出線到配電變壓器之間的網(wǎng)絡，電壓通常為6～10千伏，又稱高壓配電網(wǎng)絡。一次配電網(wǎng)絡的接線方式有放射式與環(huán)式兩種；二次配電網(wǎng)絡是由配電變壓器次級引出線到用戶入戶線之間的線路、元件所組成的系統(tǒng)，又稱低壓配電網(wǎng)絡。

高低壓配電資產(chǎn)產(chǎn)權情況復雜，資產(chǎn)所有權與運行維護可能存在不一致。配電資產(chǎn)數(shù)量較大，一定數(shù)量的設備資產(chǎn)由用戶直接投資，資產(chǎn)關系不屬于供電企業(yè)，其中部分用戶將電力設備資產(chǎn)產(chǎn)權過戶給供電企業(yè)；部分用戶委托供電企業(yè)代為運行維護其電力設備資產(chǎn)，支付代維費用，部分用戶由于各種因素不支付代維費用。在實際資產(chǎn)統(tǒng)計中不應統(tǒng)計用戶支付代維費用的資產(chǎn)設備。

配電工作，突發(fā)性事故搶修工作較多，低壓線路、電纜、變壓器由于其數(shù)量巨大，運行成本較高，主要工作是出現(xiàn)事故后的搶修。

01配電網(wǎng)結構

1.1架空線與電網(wǎng)

農(nóng)村、山區(qū)中壓架空配電線路由于負荷密度較小、分散，供電線路較長，導線截面積較小，一般采用樹枝狀放射式供電。

城市及近郊區(qū)中壓架空配電線路一般采用放射式環(huán)網(wǎng)架設，當變電所設備及線路檢修或故障時可將非檢修或非故障線路轉由其他電源線路供電，提高供電可靠性及運行靈活性。

1.2電纜配電網(wǎng)

依據(jù)城市規(guī)劃，高負荷密度地區(qū)、繁華地區(qū)、供電可靠性要求較高的地區(qū)、住宅小區(qū)、市容環(huán)境有特殊要求的地區(qū)、街道狹窄架空線路走廊難以解決的地區(qū)宜采用電纜線路。

02配電網(wǎng)無功補償

變壓器和電動機等電氣設備運行時需從系統(tǒng)中吸收大量的無功率。系統(tǒng)無功電源嚴重不足或配置不當會引起電壓降低，設備損耗增加，利用率低等問題。在配電網(wǎng)上進行無功補償可以改善配電網(wǎng)的無功分布，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，改善電壓質量，避免了長距離輸送無功功率，降低了配電網(wǎng)線損，增大了配電網(wǎng)供電能力。其補償方式一般采用并聯(lián)補償。

電力客戶的功率因數(shù)應達到0.85或0.90及以上，農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)應達到0.80以上。100kVA及以上10kV供電的電力用戶，其功率因數(shù)宜達到0.95以上；其他電力用戶，其功率因數(shù)值達到0.90以上。

無功補償?shù)姆绞揭话惆淳偷仄胶獾脑瓌t，采用分散補償和集中補償兩種形式。

03配電網(wǎng)線損

3.1線損的基本概念

在一個供電地區(qū)內(nèi)，電能通過電力網(wǎng)的輸電、變電和配電的各個環(huán)節(jié)供給客戶。在電能的輸送和分配過程中，電力網(wǎng)的各個元件都要產(chǎn)生一定數(shù)量的電能損耗，這個損耗簡稱為線損（或技術線損）。在給定時間段（日、月、季、年）內(nèi)配電網(wǎng)的所有元件中產(chǎn)生的電能損耗電量稱為配電網(wǎng)的線損電量，線損電量占供電量的百分數(shù)稱為線損率。線損率是配電網(wǎng)的綜合經(jīng)濟技術指標。

3.2線損分類

線損率分為統(tǒng)計線損率和理論線損率。統(tǒng)計線損率是通過供、售電量表計實測得出的線損電量而計算出的線損率。理論線損率是根據(jù)電力網(wǎng)絡的負荷情況和供電設備的參數(shù)而計算出的線損率。統(tǒng)計線損包括技術線損和管理線損兩部分。

技術線損是在變配電過程中不可避免的，包括變壓器繞組和配電線路導體的損耗，變壓器鐵損、電容器和電纜絕緣的介質損耗。

管理線損是由于管理原因所造成的電能損耗，包括電能表的綜合誤差，抄表不同時、漏抄及錯抄，無表用電和竊電，帶電設備絕緣不良或污穢等引起的漏電，配電網(wǎng)短路事故等造成的損失電量。

04配電網(wǎng)供電可靠性

4.1供電可靠率

配電網(wǎng)的供電可靠率是電力系統(tǒng)可靠性管理的重要組成部分，一般是以客戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計時段內(nèi)小時數(shù)的比值來衡量。

在統(tǒng)計期間內(nèi)，對客戶有效供電時間總小數(shù)與統(tǒng)計期間小數(shù)的比值，為

4.2影響供電可靠性因素

引起配電網(wǎng)供電可靠率降低的因素主要有：配電網(wǎng)結構薄弱；檢修及新增用戶一般需停電進行，因而造成頻繁停電；配電管理系統(tǒng)不健全，一旦發(fā)生故障時，判斷、隔離和恢復供電不夠迅速；系統(tǒng)調(diào)峰能力不足或供電容量不足，非正常運行方式下有可能人為限電。

05配電網(wǎng)規(guī)劃

配電網(wǎng)規(guī)劃是對配電網(wǎng)在未來較長時期發(fā)展和改造的總體計劃，其目的在于用恰當?shù)耐顿Y增加配電網(wǎng)的供電能力，適應負荷增長的需要和改善電網(wǎng)的供電質量。配電網(wǎng)的規(guī)劃，包括對原有配電網(wǎng)的改造和擴建，以及興建新的配電網(wǎng)。配電網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)規(guī)劃的基礎和重要的組成部分。

規(guī)劃主要包括：分析配網(wǎng)布局與負荷分布現(xiàn)狀，需明確以下問題。負荷預測。確定規(guī)劃各期目標、電網(wǎng)結構原則和供電設施的標準化，包括中、低壓電網(wǎng)改造原則。進行有功、無功電力平衡，提出對供電電源點建設的要求。分期對與網(wǎng)結構進行整體規(guī)劃。確定變電所的地理位置、線路路徑，確定分期建設的工程項目。確定調(diào)度、通信、自動化等的規(guī)模和要求。估算各規(guī)劃期需要的投資，主要設備的規(guī)范和數(shù)量。繪制現(xiàn)狀及各規(guī)劃期末的配電網(wǎng)規(guī)劃地理位置接線圖。編制規(guī)劃說明書。

配網(wǎng)規(guī)劃年限應和當?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的年限一致，一般規(guī)定為近期（5年）、中期（10年）、遠期（20年）三個階段。

一.配網(wǎng)設備

01柱上開關

中壓柱上開關的分類，通常按滅弧方式或絕緣介質可分為真空、SF6、油、產(chǎn)氣開關等；按開斷、關合的能力可分為負荷開關、斷路器、隔離開關等；按能實現(xiàn)自動化功能可分為重合器、分段器等。由于配電網(wǎng)設備數(shù)量多、分布面廣、現(xiàn)場維護不便，以及社會對供電可靠性的要求不斷提高等條件，未來中壓柱上開關的發(fā)展趨勢是采用少維護或免維護的開關。

1.1柱上負荷開關

負荷開關一般應具備開斷和關合正常負荷電流、線路之間環(huán)流、線路或設備充電電流的能力，還應具備關合短路電流的能力。

一般利用柱上負荷開關將中壓架空配電線路分成3~4段，安裝分段開關，有條件情況下每段線路還應與其他電源線路進行聯(lián)絡，安裝聯(lián)絡開關，使之滿足在中壓架空配電線路停電檢修、事故查找處理時，能實現(xiàn)轉移負荷，或盡快恢復無故障線路段的電，或縮小線路的停電范圍等需要。

1.2柱上斷路器

斷路器一般應具備開斷和關合相間短路電流的能力，為減少部分線路段常發(fā)生的瞬時故障對整條線路的影響，或為解決變電所繼電保護保護不到的線路末段，可在線路中段或分支處安裝柱上斷路器，增加重合閘。

斷路器與負荷開關的主要區(qū)別在于斷路器可用來開斷短路電流。

1.3柱上隔離開關

柱上隔離開關，又稱刀開關，可用于線路設備的停電檢修、故障查找、電纜試驗等，拉開柱上隔離開關可使需要檢修的設備與其他正在運行線路隔離，給予工作人員有可以看見的、明顯的斷路點，保證檢修或試驗工作的安全。柱上隔離開關優(yōu)點是造價低、簡單耐用。一般作為加空線路與用戶的產(chǎn)權分界開關，以及作為電纜線路與架空線路的分界開關，還可安裝在線路聯(lián)絡負荷開關一側或兩側，以方便故障查找、電纜試驗和檢修更換聯(lián)絡負荷開關等。

02跌落式熔斷器

10kV跌落式熔斷器（一般安裝在柱上配電變壓器高壓側，用以保護10kV架空配電線路不受配電變壓器故障影響。也有農(nóng)村、山區(qū)的長線路在變電所繼電保護達不到的線路末段或線路分支處安裝跌落式熔斷器進行保護的。

03低壓熔斷器

柱上配電變壓器停運操作，一般順序是先停運低壓。通常超過30kVA的變壓器安裝有低壓刀開關，熔片就安裝在刀開關上，為開啟式熔斷器，可總稱為熔斷式隔離開關（見圖4-20）。拉開刀開關后便有了可見的、明顯的斷路點。30kVA及以下的變壓器輕載停運時，可直接操作高壓跌落式熔斷器，低壓側可不裝刀開關，低壓熔片就安裝在瓷基座上（俗稱飛保險）。

04避雷器

避雷器是連接在電力線路和大地之間，使雷云向大地放電，而保護電氣設備的器具。當雷電過電壓或操作過電壓來到時，使其急速向大地放電；當電壓降到發(fā)電機、變壓器或線路的正常電壓時，則停止放電，以防止正常電流向大地流通。

金屬氧化物避雷器（又稱氧化鋅避雷器）一般可分為無間隙和有串聯(lián)間隙兩類。由于無間隙氧化鋅避雷器使用越來越廣泛，并且取得了很好的運行避雷器的優(yōu)異性能。

05無功補償裝置

架空配電線路無功補償通常分有中壓無功補償和低壓無功補償兩類設備，現(xiàn)普遍采用低壓無功補償。中壓無功補償設備安裝位置一般以負荷較為集中處，或約在線路長3/4處為宜，一般以固定容量接在線路上。低壓無功補償設備（見下圖）安裝位置一般在柱上配電變壓器出口處。

06箱變、箱式變電站、電纜分支箱

隨著城市化的發(fā)展，用電負荷密度不斷增增大，居民一戶一表的推行使戶均用電容量配置及用電量大幅度增加，原有公用的配電室、本電線路已經(jīng)無法滿足要求；市政建設的發(fā)展對城市主要道路的環(huán)境景觀提出了改造架空線路入地的要求。由此而引發(fā)公共場合小型化箱變、箱式變電站（、電纜單環(huán)網(wǎng)供電技術的開發(fā)與實施。

07配電變壓器

配電變壓器是一種用于電能轉換的電器設備，它可以把一種電壓、電流的交流電能轉換成相同頻率的另一種電壓、電流的交流電能。

配電變壓器是變換電壓的設備，主要部件有器身、調(diào)壓裝置、油箱及冷卻裝置、保護裝置、絕緣套管。

配電變壓器不宜過負荷運行，應經(jīng)濟運行，最大負荷電流不宜低于額定電流的60%，季節(jié)性用電的專用變壓器（農(nóng)灌等）應在無負荷季節(jié)停止運行。

08配網(wǎng)特有設備

8.1水泥方桿

為避免使用拉線，在配電網(wǎng)絡的終端桿、耐張或轉角處常使用抗彎能力好的水泥方桿。

8.2絕緣導線

隨著社會發(fā)展，供電區(qū)域樹竹、建筑物和腐蝕嚴重影響配電線路安全，為減少外物引起的短路、停電，人身觸電傷亡危險，配網(wǎng)中越來越多的使用了外附絕緣層的絕緣導線。

8.3絕緣耐張線夾

由于絕緣導線外附有絕緣層，往往使用專門的握力更好的絕緣耐張線夾承受導線拉力。

8.4接地環(huán)

為能在架設絕緣導線的線路上驗電接地，配網(wǎng)絕緣導線上在一定的地方還專門安裝了接地環(huán)。

二.配網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化就是利用現(xiàn)代電子技術、通訊技術、計算機及網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理的現(xiàn)代化。隨著社會現(xiàn)代化及和改革開放的深入，電力用戶對電能質量和供電可靠性的要求越來越高，電壓波動和短時的停電都會造成巨大的損失。因此，需要結合電網(wǎng)改造在配電網(wǎng)中實現(xiàn)配電自動化，以提高配電網(wǎng)的管理水平，為廣大電力用戶不間斷的提供優(yōu)質電能。配網(wǎng)自動化的功能包括配電網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集與控制(SCADA)，饋線自動化(FA，即故障定位、隔離、非故障區(qū)段的供電恢復)、負荷管理、地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電應用分析(PAS)等。

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