配电网和配电自动化系统董张卓电子课件第1章.ppt

第一章 概述 第一节 电力系统和配电系统 第二节 配电系统的发展和现状第 第三节 中压配电网特点 第四节 配电自动化系统及其功能 第五节 实施配电自动化的效益和难点 第一节 电力系统和配电系统 一、 电力系统的组成 电力系统是由发电厂、输电系统、配电系统和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。 它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电网、配电网将电能输送到用户，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，完成电能从生产到使用的整个过程。 电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统，这些辅助设备或系统称为二次设备或系统。 图1 电力系统结构示意图 由于发电厂与负荷中心多数处于不同地区，电能无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都必须在同一时间内完成，电能生产、输送、分配和消费的设施在同一地域内有机地组成一个整体，完成整个电能的生产、消费过程。电能生产必须时刻保持与消费平衡。 1.发电厂 在电力系统中，电网按电压等级的高低分层。不同容量的发电厂和负荷应分别接入不同电压等级的电网。大容量主力发电厂应接入骨干主网，较大容量的发电厂应接入较高电压的输电网，容量较小的可接入较低电压的输（配）电网。 2.输电网 在现代电力系统中既有超高压交流输电，又有超高压直流输电，这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。 输电网由厂站（发电厂升压站、变电站）、和输电线路构成。厂站由变压器、开关、母线、刀闸及相关的二次设备等组成。厂站用以切断或接通、改变输电网络或者调整电压、变换电压并分配电能。 一般输电网的电压等级为110kV以上电压等级。 输电系统中的变电站按电压等级分为升压变电站和降压变电站，按变电站在电网中的地位可以分为： (1) 升压变电站 电力系统送端变电站，将发电厂的电压升成高压，直接或通过输电线路接入输电网。 (2) 枢纽变电站 位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220kV、500kV、330kV、750kV、1000kV和其它变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。 (3) 中间变电站 以交换潮流为主，起系统功率交换的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，同时兼有降压给当地用户供电（地区一次变电站），这样的变电站全站失压后，将引起区域电网的解列，造成大面积停电。 (4) 地区一次变电站 地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。电压等级一般采用220kV、330kV、500kV、750kV或1000kV。地区一次变电站主变压器容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。 3. 配电网 配电网是从地区一次变电站变压器的低压侧为分界，将电能分配到用户的电网，作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电，也有一部分电力不经配电二次变电站，直接分配到大用户，由大用户的配电装置配电。 在我国配电系统中，通常称35kV~110kV系统为高压配电系统，6~20kV系统为中压配电系统，380V/220V系统为低压配电系统。当然，这几个部分也不能只按电压来区分，而必须考虑系统设施的功能。按供电区域的用电特性，配电网可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等； 配电网中的主要设施有，一次变电站低压侧，地区二次变电站，终端变电站，以及为了延伸终端变电站母线的开闭所，及公网配电线路、配电变压器、配电负荷开关、环网柜及配网中各种二次设备等设施组成。下面给出主要配电设施： (1) 地区二次变电站 由一次变电站高压线路供电，将电压由高压降为中压，由中压线路直接向本地区负荷供电的变电站，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力负荷而定。 (2) 终端变电站 从一次或二次变电站得到电能，直接向用户供电的变电站。全站停电后，引起终端用户停电。 (2) 开闭所 是为了延伸扩展上级变电站的母线，在靠近供电负荷区域，设置用于接受电能并能向周围的几个用电单位供出电能的电力设施。其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。 (3) 配电线路 将电能分配到用户的线路，按结构分为架空配电线路和电缆配电线路，中压配电线路按用途分为公网配电线路和直送用户配电线路。 中压架空配电线路设置分段开关和分支开关，连接配电变压器。中压电缆配电线路上有电缆分支箱，环网柜等。 二、配电系统的运行 1.电能生产、输送、分配及使用的特点 （1） 电能