《城市配電網規(guī)劃方案及其可靠性評估課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《城市配電網規(guī)劃方案及其可靠性評估課件（59頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,,,,,,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,2007-7-16,輸配電技術研究所,*,第五章 城市配電網規(guī)劃與 可靠性評估,,,第一節(jié) 概述,,一、編制規(guī)劃的意義和任務,,意義,,1. 有計劃的開發(fā)電力能源，解決缺電問題,,2.把有限的電能進行合理的分配，以達
2、到最高的經濟效益,,地區(qū)電網規(guī)劃的任務,,1. 在負荷預測的基礎上，根據(jù)電源的發(fā)展情況，作出逐年的電能平衡規(guī)劃；,,2. 以電能平衡為條件制訂該地區(qū)的電網結構和布局發(fā)展規(guī)劃；,,3. 制訂出與有功負荷發(fā)展相適應的無功負荷規(guī)劃；,,4. 有能源的地區(qū)應編制能源開發(fā)規(guī)劃。,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,二、規(guī)劃分類及其內容,,地區(qū)電網規(guī)劃可以分為三類：短期、中期和長期。它們有不同的任務和內容，制訂規(guī)劃的方法也不盡相同。,,配電網的長期規(guī)劃一般是研究從現(xiàn)在開始的未來12年或更長一些時間的電力發(fā)展規(guī)劃。,,中期規(guī)劃一般指3至12年，它是長期規(guī)劃的分階段實施,,短期的或叫做“戰(zhàn)術”性的規(guī)劃，
3、一般只研究1年或3年的電力增長和網絡變化情況。,2007-7-16,輸配電技術研究所,三、編制地區(qū)電網規(guī)劃的步驟,,1. 調查情況，收集資料,,2. 收集目前的電網結構和有關數(shù)據(jù),,3. 對收集的資料進行分析、歸納，并進行負荷預測；,,4. 作出電源規(guī)劃，確定供電方式和電壓等級；,,5. 根據(jù)目標函數(shù)擬定輸配電網結構布局和無功配置方案；,,6. 進行規(guī)劃的可行性論證。,2007-7-16,輸配電技術研究所,第二節(jié) 配電網的網絡結構,,一、不同電壓等級線路和變壓器的經濟模型,,不同電壓等級變壓器的投資費用與變壓器容量大小的關系可以近似的用直線描述。如圖,,變電所的總投資費用模型可以寫成,,,,,
4、可以看出，電壓等級升高，費用隨之增加。,,同樣對線路投資費用也可以用直線模型來確定,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,二、地區(qū)電網的接線方式選擇,,根據(jù)不同的負荷性質和分布情況，常用以下幾種接線方式 ：接線(a)~(c)是無備用接線，(d)~(g)是有備用接線。負荷的性質是接線方式的主要選擇依據(jù)。,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,（一）高壓配電網的接線方式,,高壓配電網包括110、63和35的線路和變電所。為了保證供電可靠性，一般選擇有備用接線方式。采用架空線路時，以兩回路為宜。采用電纜線路時可分為多路。為充分利用通道，市區(qū)高壓架空線可同桿雙回架設。為避免雙回路同時故
5、障停電而使變電所全停，應盡可能在雙側有電源。目前主要有以下幾種接線方式：,,兩側電源分段的高壓配電網 電纜線路的雙T接線,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,三側電源的三T接線 變電所的有接地快分開關的接線,,,,,,,,,高壓變電所橋接線 變電所采用單母線分段的接線,,（a）內橋；（b）外橋；（c）擴大內橋,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,（二）中壓配電網的接線方式,,中壓配電網由10線路、配電所、開閉所、箱式配電所、桿架變壓器等組成，主要是分布面廣的公用電
6、網。中壓配電網的規(guī)劃應符合以下原則：,,1. 中壓配電網應依據(jù)高壓變電所的位置和負荷分布分成若干相對獨立的分區(qū),,2. 高壓配電變電所中壓出線開關停用時，應能通過中壓電網轉移負荷，對用戶不停電。,,3. 高壓變電所之間的中壓電網應有足夠的聯(lián)絡容量，正常時，開環(huán)運行，異常時能轉移負荷。,,4. 嚴格控制專用線和不帶負荷的聯(lián)絡線，以節(jié)約走廊和提高設備利用率。,,5. 中壓配電網應有較強的適應性,,其常用接線方式如下圖,2007-7-16,輸配電技術研究所,環(huán)網接線示意圖,,2007-7-16,輸配電技術研究所,（三）低壓配電網的接線方式,,由于低壓負荷分散，進戶點多，從經濟角度出發(fā)，仍以架空線為主
7、，并與中壓線路合桿架設。低壓電網接線的原則是：,,1. 供電半徑一般不超過400m。,,2. 干線和支線的導線規(guī)格和配電變壓器的容量均應滿足下列要求：①當變壓器故障時，可將負荷拆開，向鄰近電網2~3個方向轉移；②故障轉移負荷時，導線運行率不超過100%，線路末端電壓降不超過規(guī)定。,,3.城市的經濟開發(fā)區(qū)、繁華地區(qū)、重要地段、主要道路及高層住宅區(qū)的低壓供電，需要時可采用電纜。,,常用接線如下圖所示,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,放射式低壓配電網示意圖,,2007-7-16,輸配電技術研究所,第三節(jié) 選擇變電所容量和個數(shù)的優(yōu)化方法,一、變電所及其供電網的數(shù)學模型,,變電所的供電區(qū)域假設
8、為圓形，變電所置于圓心。,,,,,若整個中壓電網覆蓋面上的電力負荷密度為均勻時，變電所的供電幾何半徑為：,,,變電所全部中壓配電網主干線導線總截面為,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,變電所中壓配電出線回數(shù)為：,,,中壓配電出線每回線路長度為：,,,,：負荷平均功率因數(shù)；,,：變電所容量（·A）；,,：面負荷密度,,：中壓配電網主干線導線總截面,,：中壓配電網額定電壓,,：導線的電流密度,,：每回線路的平均負荷,,：地形修正系數(shù),,,,,,,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,變電所的建設投資為：,,中壓配電網主干線建設投資為：,,：投資中與變電所容量無關部分,,：投
9、資中與變電所容量成線性關系的系數(shù),,：線路投資中與導線截面無關部分,,：線路投資中與導線截面成線性關系部分的系數(shù),,,設運行費用的不變部分（維修、折舊費等）與總投資成比例，則,,,,：運行費用占投資的比例系數(shù),,,現(xiàn)假設變電所全部出線由一等值線路代替，則變電所供電區(qū)內的負荷都沿該線軸向分布，在最大負荷下且距變電所的距離為 r時，等值導線中通過的電流為,,,,,,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,的距離上導線長度的電阻為：,,,上的功率損耗為：,,,故中壓配電網總的有功損耗為：,,,全年線損費為：,,,總的年運行費為：,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,二、靜態(tài)優(yōu)化模
10、型及其求解,,所謂靜態(tài)投資過程具有下述特征：①在規(guī)劃水平的投資有效期內，負荷密度保持不變 ②整個投資建設費用發(fā)生在規(guī)劃期末,,在投資有效期內為 T年的各年所發(fā)生的運行費用歸算到投資年的貼現(xiàn)值總和為,,,,：投資收益率,,令 則有,,,在投資有效期內，每個變電站及其中壓配電網總投資和年運行費用歸算到投資年的貼現(xiàn)值為,,從而單位容量的費用貼現(xiàn)值為：,,有前面的公式可推導得出：,,,,,,,,,,,,,變電所經濟供電半徑為：,,,單位面積上經濟變電所個數(shù)為：,,,三、動態(tài)優(yōu)化模型及其求解,,為了建立變電所容量和個數(shù)的動態(tài)優(yōu)化模型，設規(guī)劃期為T年（即投資有效期）。若將規(guī)劃期
11、分為幾個時段，則每個時段為t年（即投資周期），即,,又設面負荷密度在時域中按指數(shù)規(guī)律增長，在T內，初始值為 ，增長率為 ，則在第k個時段末有,,,同理有 或,,在第個k時段開始時，設單位面積上已有的變電所個數(shù)為狀態(tài)變量，應退役的變壓器容量折算到本時段初的變電所經濟容量下的變電所個數(shù)為反饋狀態(tài)容量，本時段初單位面積上應新建的變電所個數(shù) 為決策變量，則在第k個時段中單位面積上運行的變電所個數(shù)為 ，同時它又是（1）時段的狀態(tài)變量，即狀態(tài)變量轉移方程為,,,,,,,,,,,,,,,2007-7-1
12、6,輸配電技術研究所,設 為第時段新增設備（變電所、中壓配電線路）的投資折算到第k時段末的計算值， 表示原有的及新增的設備在第k時段發(fā)生的運行費用折算到本時段末的計算值，則第k時段單位面積總費用折算到時段末的計算值為,,,,同時設到規(guī)劃期末變電站總個數(shù)為N個，則整個規(guī)劃期內顯然存在,,,,:規(guī)劃期初原有網絡中單位面積上已有的變電站個數(shù),,令,,,根據(jù)動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)化原理，最優(yōu)策略是對任何一個k時段，在滿足負荷需要的前提下，使在其前各時段的投資及運行費用折算到第k時段末的計算值之和為最小，函數(shù)遞推方程為,,,,,,,,2007-7-16,輸配
13、電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,第四節(jié) 配電網的可靠性指標與評估,一、可靠性指標,,1. 系統(tǒng)平均停電頻率(),,2. 用戶平均停電頻率(),,3. 系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間(),,4. 用戶平均停電持續(xù)時間 (),,5. 平均供電可靠率 (),,6. 平均供電不可靠率(),2007-7-16,輸配電技術研究所,二、經濟指標,,1. 一次投資Z,,2. 年運行費C,,
14、,,Z: 配電網的一次投資,,H: 維修費、折舊費等占投資的比例,,3. 年費用：指考慮了資金的時間效益后，將投資和年運行費歸算成配電網使用壽命期內的貼現(xiàn)等年值，可由下式求得,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,第五節(jié) 配電自動化規(guī)劃設計和評價,概述,,網架結構優(yōu)化問題主要有兩個特點：非線性和整數(shù)性，這也正是我們解決問題的困難所在。用非線性規(guī)劃方法解題常常會遇到搜索方向錯誤、迭代不收斂、逼近速度慢等問題 ，另外，線路都是按整回和確定的電壓等級來架設的，若變量取線路的某電氣量，則變量應是整數(shù)值或某種離散值。對于這樣的非線性整數(shù)規(guī)劃問題，目前還沒有理想的優(yōu)化算法。,,綜觀以前的各種傳統(tǒng)優(yōu)
15、化方法，各有優(yōu)劣，要么容易偏離最優(yōu)解陷入局部最優(yōu)，要么受到維數(shù)限制而難以達到實用的目的。為了解決這兩個方面的問題，下面把遺傳算法引入到城市電力網網架結構的優(yōu)化中來，以期得到一個較滿意的解決問題的方法。,2007-7-16,輸配電技術研究所,二、遺傳算法,,遺傳算法就是一種通過模擬適者生存，不適者淘汰的自然進化過程來搜索最優(yōu)解的方法。,,遺傳算子,,一個簡單的遺傳算法由復制、雜交和變異三個遺傳算子組成 。,,1. 復制算子。它把當前群體中的個體安于適應值成正比的概率復制到新的群體中去。這樣，低適應值的個體趨向于被淘汰，搞適應值的個體趨向于被復制，復制算子的作用效果提高了群體的平均適應值，也充分體
16、現(xiàn)了“優(yōu)勝劣汰”這種自然進化機制。,,,,2. 雜交算子。它模擬生物界的有性生殖，可以產生新的個體，使其比它的兩個父代有更高的適應值。雜交算子是遺傳算法的最重要的組成部分。,,,,3. 變異算子。它用一個很小的概率隨機的改變染色體串上的位置，其效果是增加了群體的多樣性，擴大了搜索空間。,2007-7-16,輸配電技術研究所,計算步驟,,在進行具體遺傳算法之前，需做好下列準備工作：,,1. 選擇編碼。一般編碼選擇由多個二進制串（0，1）構成，其中的“0”、“1”分別表示支路不連通和連通。,,2. 確定適應值函數(shù)。相當于確定數(shù)學規(guī)劃中的目標函數(shù),,3. 選擇控制算法的參數(shù)。如群體規(guī)模數(shù)N，算
17、法執(zhí)行的最大代數(shù)M,,4. 確定停止運行的準則。如最小年費用、最大代數(shù)M等可作為停運標志,,基本的遺傳算法的計算步驟如下：,,1）產生初始群體。,,2）對群體迭代的執(zhí)行下面的步①和步②，直到滿足停止準則。①計算群體中每個個體的適應值；②應用復制、雜交和變異產生下一代群體。,,3）把在任一代中出現(xiàn)的最好個體串指定為遺傳算法的執(zhí)行結果，它可以表示“問題”的一個解（或近似解）。,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,基本遺傳算法的框圖,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,基本遺傳算法的主要特點,,與傳統(tǒng)的優(yōu)化算法相比，遺傳算法具有以下幾個特點： 1 ．不是直接作用在參變量集上，而利用參變
18、量集的某種編碼； 2 ．不是從單個點，而是從一個點的群體開始搜索，因而能夠快速全局收斂；,,3 ．利用適應值信息，無需導數(shù)或輔助信息，具有廣泛的適應性； 4 ．利用概率轉移規(guī)則，而非確定性規(guī)則，因而能搜索離散的有噪聲的多峰值復雜空間；,,5 ．在解空間內進行充分的搜索，但并不是盲目的窮舉或瞎碰（評價為選擇提供了依據(jù)）因此其搜索時耗和效率往往優(yōu)于其它優(yōu)化算法。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,遺傳算法的優(yōu)越性,,遺傳算法的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在兩個方面。,,首先，它在搜索過程不容易陷入局部最優(yōu)，即使在所定義的適應函數(shù)是不連續(xù)的、非規(guī)則的或有噪聲的情況下，它也能以很大的概率找到整體最優(yōu)解。為了尋
19、找最優(yōu)解，傳統(tǒng)方法是用啟發(fā)式策略，在單個猜測解的領域探尋，即使算法中允許偶爾的跳到解空間中更遠的部分，這些啟發(fā)式算法也往往仍然趨于局部最優(yōu)；理論上遺傳算法向撒網一樣，通過保持在參變量的解空間區(qū)域中多個點的搜索可以以很大的概率找到全局最優(yōu)解。,,其次，由于它固有的并行性，遺傳算法非常適用于大規(guī)模并行計算機。由于遺傳算法的操作主要是在單個位串上，至多是一對位串的雜交，所以可讓每個處理機負責處理單個位串，從而可以并行處理整個群體。,2007-7-16,輸配電技術研究所,三、網架結構優(yōu)化的遺傳算法,,1、網架結構優(yōu)化的目標函數(shù),,我們采用考慮了貼現(xiàn)的線路建設投資費用和運行費用的最小年費用法，即,,,,
20、2、編碼的選擇,,我們采用二進制編碼方式，直接對待選線路進行編碼，反映其是否架設，以及選用多大截面等。這種編碼形式非常直觀，便于方案規(guī)劃和染色體之間的編碼和解碼。若只考慮線路架設與否，則可將各待選線路排序，然后按此順序將每條待選線路作為染色體串中的一個基因，每個基因是一個一位的二進制數(shù)。當基因值為1時，表示其對應的待選線路被選中加入系統(tǒng)；當基因值為0時，則相反?？紤]到對方案進行評估時須對方案所表示的網絡進行潮流分析，即在染色體解碼形成規(guī)劃方案時應能得到線路參數(shù)，所以我們需在基因中加入線路截面的信息。,,3、適應函數(shù)的建立,,2007-7-16,輸配電技術研究所,適應函數(shù)應該反映電網規(guī)劃的目的和
21、要求，即要使規(guī)劃方案在滿足正常運行要求和安全運行要求的情況下，使電網的建設和運行費用最小。其數(shù)學模型為：,,：懲罰因子,,：方案的約束條件,,對約束條件這里我們只考慮導線輸送容量的限制 ，則可得到：,,,,,：線路上通過的有功功率,,：電網正常運行時不滿足經濟輸送容量的過負荷量,,：電網正常運行時不滿足導線發(fā)熱允許輸送容量的過負荷量,,：電網在發(fā)生單一線路故障時不滿足導線發(fā)熱允許輸送容量的過負荷量,,,C1、C2、C3 ：懲罰系數(shù)，其取值有具體情況決定,,,,,,,,,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,電網規(guī)劃的目的是希望上式所示的費用最小，為符合遺傳算法求最大的特點，適應函數(shù)可表示為
22、,,,,的選取應以保證D為非負數(shù)為準。,,由F 的表達式可知適應函數(shù)D 是一個非線性、不連續(xù)和非凸的，這對于嚴格的數(shù)學規(guī)劃方法是難以求解的，而遺傳算法則是在解碼得到一個解之后才對適應函數(shù)進行計算評估的，因此對適應函數(shù)形式無任何限制，這充分顯示了遺傳算法的優(yōu)越性。,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,四、城網優(yōu)化遺傳算法的計算過程,,1. 輸入原始數(shù)據(jù),,包括網絡拓撲（即節(jié)點數(shù)、已有和待架線路書、各線路的首末節(jié)點號和線路的有關參數(shù)），節(jié)點發(fā)電出力及負荷，遺傳算法本身所需參數(shù)（即群體大小、基因位數(shù)、最大遺傳代數(shù)、變異率和計算適應函數(shù)時用到的有關參數(shù)等）。,,2. 形成初始方案,,可以人為給
23、定一些初始方案，也可以通過隨機發(fā)生器隨機產生一些方案，但這不影響最終的優(yōu)化結果。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,3. 計算適應值,,解碼得到這些初始方案（用染色體表示）的節(jié)點阻抗矩陣后，用直流潮流法計算各線路上流動的功率，根據(jù)式（5-5-7 ）、（5-5-8 ）就可得各方案的適應值。懲罰系數(shù)的選取應保證在正常情況下，不滿足導線發(fā)熱允許輸送容量和不滿足N 一1 原則的方案的適應值比其他方案要小。另外，不連通網絡不能形成阻抗矩陣，無法直接進行潮流分析，需預先進行處理，這里我們認為不連通網絡方案是不可取的，可以直接賦給它一個較小的適應值。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,4. 遺傳
24、操作,,遺傳操作。如果群體規(guī)模數(shù)為N ，則對當代的按適應值排序之后的N 個方案所對應的染色體進行復制、雜交和變異操作，生成新一代N 個染色體，返回到（3 ) ，循環(huán)往復直到最后收斂。,,5. 輸出計算結果,,輸出計算結果。輸出結果包括將最優(yōu)結果還原成規(guī)劃方案，給出方案的建設投資、年費用、導線截面、線路上的有功功率等。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,舉例：選擇編碼（111）、（011）和（101）分別對應上述三個圖。,,如果要加入導線截面的信息和桿塔架設的信息，如三種導線截面分別為185、240和3002，而導線架設又分為單回架設和雙回同桿架設，則每條線路就有6個參數(shù)供選擇，即單回18
25、5、單回240、單回300、雙回共桿185、雙回共桿240和雙回共桿300。,,若每個基因用一個三位2進制串來表示，其中（111）和（000）表示未架設，（001）、（010）、（011）、（100）、（101）和（110）分別與上述6種參數(shù)相對應，則一個規(guī)劃方案就可以表示成為確定長度的二進制串，也就是染色體。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,如，現(xiàn)有10條待選線路的規(guī)劃方案中，該方案將第1、4、5、7、9、10條待選線路加入系統(tǒng)，它們分別選用單回185、單回240、單回300、雙回共桿185、雙回共桿240和雙回共桿300截面的架空線路，則它們的染色體串可以表示為：,1,2,3,4,
26、5,6,7,8,9,10,001,000,111,010,011,000,100,000,101,110,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,第六節(jié) 配電網絡接地方式的選擇,一、概述,,選擇配電網中性點接地方式是一個綜合性問題，它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，直接影響電網的絕緣水平、供電可靠性、人身和設備的安全以及對通信線路的干擾等 。,,配電網中性點接地方式分為有效接地和非有效接地兩大類,,1）有效接地。它包括中性點直接接地和中性點經低值
27、阻抗接地兩種,,2）非有效接地。它是不屬于有效接地類的接地方式，包括中性點經消弧線圈接地（又稱調諧接地）、高阻抗接地和中性點不接地,2007-7-16,輸配電技術研究所,,電力系統(tǒng)中性點接地方式分為：,,1、直接接地系統(tǒng)，110千伏及以上系統(tǒng)；供電可靠性低，但節(jié)約絕緣投資；,,2、不接地系統(tǒng)，35（60）千伏及以下系統(tǒng)；供電可靠性高，對絕緣要求高。,,⑴不接地，單相接地時容性電流較小（3~6網絡小于30A、10網絡小于20A 、35~60網絡小于10A ）的35（60）千伏及以下系統(tǒng)；,,⑵經消弧線圈接地，單相接地時容性電流較大（3~6網絡大于30A、10網絡大于20A 、35~60網絡大于1
28、0A ）的35（60）千伏及以下系統(tǒng)；,2007-7-16,輸配電技術研究所,中性點直接接地系統(tǒng),,,2007-7-16,輸配電技術研究所,中性點不接地系統(tǒng),,,2007-7-16,輸配電技術研究所,中性點經消弧線圈接地,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,8、電力系統(tǒng)中性點接地方式,裝設消弧線圈的目的是在不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相短路時，用流過消弧線圈的感性電流來補償流過短路點的容性電流，從而避免因短路點容性電流過大產生間歇性電弧，而引起系統(tǒng)的過電壓。,,全補償：感性電流=容性電流，會產生諧振過電壓，不能采用；,,過補償：感性電流>容性電流，可避免或減少諧振過電壓的發(fā)生，經常采用；,,欠補償
29、：感性電流<容性電流，當部分線路切除或系統(tǒng)頻率下降時，可能出現(xiàn)全補償而產生諧振過電壓，不能采用。,2007-7-16,輸配電技術研究所,二、110配電網的接地方式,,我國110的電網絕大多數(shù)采用直接接地方式，經過論證有必要時，也可經電阻、電抗接地或消弧線圈接地,,,三、35(63)配電網的接地方式,,對于35（63）配電網，當單相接地故障電流不大于10A時，中性點宜采用不接地方式，否則可采用消弧線圈接地方式。中性點經消弧線圈接地又稱調諧接地 ，一般電網運行中都采用過補償運行，避免欠補償運行。,,實用的消弧線圈一般采用一個帶有若干氣隙的鐵芯，氣隙的目的是使鐵芯的勵磁特性不易飽和，在工作段上呈直線
30、狀。線圈繞在鐵芯外面，帶有若干個分接頭，在電網運行方式改變或電網發(fā)展時，可隨電容電流變化而進行調整。,,消弧線圈補償電流的調節(jié)，從理論上說，故障時電流由于電容與電感電流分量相互抵消，殘余電流比較小，易于自行熄滅。必須說明的是上述現(xiàn)象是指基波而言的。當電網上同時存在3 次、5 次等諧波電流時，這種電流無法被消弧線圈的電感電流所補償。人們就利用這一特點，設計出反應5 次諧波電流的繼電保護裝置，使在電網一相發(fā)生接地故障時，能正確指示故障線路。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,四、10(6)配電網的接地方式,,從50年代初直到80年代后期將近40年的時間中，我國的10(6)中壓配電網絕大部分均
31、采用中性點不接地方式，這主要是因為我國中壓配電網規(guī)模較小并以架空線路為主，電纜線路少，電網電容電流不大的緣故。近20多年來，我國中壓配電網的規(guī)模發(fā)展很快，電纜線路也越來越多，用戶對供電可靠性的要求也越來越高，這些情況迫使中壓電網的接地方式選擇也發(fā)生了新的變化。除了在一般情況下，當單相故障電流不大于30A時，仍采用不接地方式外，今后在中壓電網的設計或改造中，應考慮下列新的接地方式。,,1）以架空線為主的中壓配電網和架空線、地下電纜線路混合使用的中壓配電網宜采用中性點經消弧線圈（包括自動跟蹤調諧消弧線圈）接地的方式，使配電網保持較高的供電可靠性。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,2）大、中
32、城市以低壓電纜為主的中壓配電網可以考慮采用中性點經低值電阻接地的方式，使電纜線路的投資降低，并在配電網接線上采用環(huán)網供電方式配以自動化裝置使供電可靠性達到可為用戶接受的水平。例如，我國華南某城市10電網發(fā)展迅速，新建電網主要采用地下電纜，對地電容電流遠遠超過30A 。如果采用消弧線圈接地，則需較大補償容量，而且要將多臺消弧線圈分別置于電網上，又加之10線路在運行中切合操作較多，消弧線圈分接頭的及時調整有困難，容易出現(xiàn)諧振過電壓現(xiàn)象。另外，配電網上又使用了一批絕緣水平低的進口電纜和電氣設備，不便采用消弧線圈接地方式。經慎重研究后，采用了中性點低電阻（10Ω）接地方式運行，效果令人滿意。,,3）較
33、小城市的中壓配電網，一般采用架空線為主，除采用中線點經消弧線圈接地方式外，也可以考慮采用高值阻抗接地方式（一相接地時不跳閘，可以運行較長時間），以降低設備投資，簡化運行工作并維持適當?shù)墓╇娍煽啃?。我國華東電網的一些單位已經開展這方面的研究工作。,2007-7-16,輸配電技術研究所,五、低壓配電網的接地方式,,隨著我國人民生活水平的提高，家用電器已很普及，與安全用電有關的低壓配電網中性點接地方式也引起廣泛的關注。,,我國220/380V低壓配電網中性點大多數(shù)是采用直接接地方式，接地保護分為“接零”（）、“接地”（）兩種形式如圖所示的①、②兩種情況,,“接零” 是將用電設備金屬外殼直接與零線相連
34、接。其優(yōu)點是在絕緣故障時過電流保護立即動作，很快切斷電源，但其缺點是在零線短線或零線斷落在引線上時，外殼產生過高電壓，危及人身安全。,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,“接地“是將用電設備金屬外殼直接與接地裝置相連接。其優(yōu)點是外殼能固定在大地電位上，但其缺點是當設備絕緣故障時，電流回路內通過的故障電流有時不足以迅速切斷電源而使外殼較長時間帶電，危及人身安全。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,為了克服以上缺點，近年來出現(xiàn)了以下兩項新的保護設施。,,l）實行三相五線制低壓接線方式，即采用零線（N 線）和保護接地（ 線）分開的接零保護系統(tǒng)。接地圖中， 線是一根專用保護接地線，有配電變
35、壓器的中性點（或進戶中性點）一直連接到每一用電設備，作為建筑物內的安全保護裝置（又分為N 、 線單獨存在的 方式和N 、 線合一的 方式）。這種方式需要多架一根保護導線，工程量和費用較多，近年來在我國正在提倡中，但未能大面積進行。,,2）加裝漏電保護器 見下圖。漏電保護器的動作電流可以降低到30 ，即使用電端的接地電阻高達幾百歐，也能迅速切斷故障接地電流。近幾年許多地區(qū)已經大量安裝這種保護裝置。國內有很多生產該種產品的廠家，其產品質量有較大差異，這是需要特別注意的。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,2007-7-16,輸配電技術研究所,,接零保護方式（ ）在低壓中性點接地系統(tǒng)中應有最多，為了防止零線斷線，一般將零線重復接地。當線路較長或導線截面較小即回路阻抗較大時，接零可能不起保護作用。因此，必須按新規(guī)程加以驗算。若不采用接零，也可以采用接地（ )，但無論接零、接地，在中性點直接接地系統(tǒng)中，作為后備保護一般還需與漏電保護配套使用。,,低壓配電網中性點不接地方式（）主要用于易燃場所（如煤礦井）和不便單獨設置接地保護裝置的地方。上面所討論的 、 、 也是國際通用的3種低壓網接地方式。,2007-7-16,輸配電技術研究所,,,,,,,,END,THANK YOU!,2007-7-16,輸配電技術研究所,
城市配電網規(guī)劃方案及其可靠性評估課件
