配电网设计

配电网设计（共12篇）

配电网设计 篇1

在电网的配电线路设计上要遵循尽量减少能耗, 满足居民的用电需求的原则, 县城的电网结构相对来说比较薄弱, 迫切的需要对配电网线路进行改造, 这样不但可以减少线路的损耗降低电力企业的生产成本, 还可以提升配电网的供电水平, 保证县城居民的用电安全和用电可靠性, 有助于提升电力企业的形象。

线路设计

1 35 k V高压配电网和l0 k V中压配电网设计

1.1 35 k V高压配电网应建设成能为县城负荷提供两个以上的供电电源点, 各电源点互为备用, 为逐步建设环网结构打下基础。

1.2 l0 kv中压配电网应建设成环网结构、开环运行的接线方式, 主干线能分成2~3段, 装设负荷开关和隔离刀闸, 实现“手拉手”供电, 在线路检修时, 能互相转移负荷, 提高供电可靠性。

1.3 35 k V高压配电网和10 k V中压配电网的路径设计, 应结合城市规划部门做出的县城建设发展规划, 尽可能沿道路留出的电力走廊。

1.4 35 k V高压配电网和10 k V中压配电网主网架导线截面选择, 应根据城市电力负荷现状及增长规律, 考虑10~20年的发展规划, 并经允许电流计算、允许电压计算、经济电流密度计算和满足供电可靠性以及电压质量要求后, 进行技术经济方案比较, 确定导线截面。特别是在每年夏天负荷高峰到来时, 导线截面一定要满足需求。同时, l0 k V线路导线截面应考虑转移负荷需求。实践证明, 按照电网长期发展规划选择导线截面是十分必要的。在早先的县城电网改造中, 由于缺少科学的发展规划, 负荷供需矛盾已突显, 部分路径必须重新更换导线, 造成重复投资建设和资金浪费。

2居民小区配电变压器 (以下简称配变) 台区和低压配电线路设计

2.1配变容量选择

首先, 要分清用电负荷的类别和进行用电负荷的统计, 然后进行负荷计算, 根据“适当超前”的原则来选择配变容量。以磐安县区城网为例, 县城平均用户负荷容量, 根据人民生活水平状况, 近期可按15 k W/户考虑, 远期按4 k W/户考虑。现以一个居民小区为例, 该小区拥有4幢6层楼房, 有3幢楼房为3个单元, 有1幢楼房为4个单元, 每单元每层为2户, 统计该小区为156户用户, 负荷计算可分为两种情况:

2.1.1近期负荷以每户1.5k W来考虑, 则此小区总用电负荷156户×15k W/户=234k W夏、冬季 (有空调) 负荷为234k W×0.7 (同时系数) =163.8k W其他两季度 (无空调) 负荷为234k W×0.35 (同时系数) =81.9k W。

2.1.2远期负荷以每户4k W来考虑, 则此小区总用电负荷为156户×4k W/户=624k W夏、冬季 (有空调) 负荷为624k W×0.7 (同时系数) =426.8k W其他两季度 (无空调) 负荷为624k W×0.35 (同时系数) =218.4k W由计算可见, 近期可选用1台200 k VA配变, 中期可投运2台200 k VA配变, 实现“背靠背”供电, 低负荷时单台运行, 高负荷时2台并列运行, 远期需根据负荷实际增长, 调整配变容量。

2.2低压配电线路设计

2.2.1低压主干网架设计

在居民小区, 低压主干网架可以采用铝芯绝缘导线架设, 也可采用铝芯低压电缆安装;既可采用杆上安装, 也可沿楼房墙壁用工字铁和一字铁同定安装, 采用三相四线制, 水平排列。低压电网运行采用TN-C系统, 必须在主干线的末端和分支处安装不少于3处的中性线重复接地。导线截面选择, 对于不再进行改造变动的居民小区, 可考虑远期负荷规划来选择导线截面, 这样, 在负荷增加调整配变容量时, 低压主干网仍能满足需求, 不必重复建设。如上例的居民小区, 低压主干网可采用120 mm2的铝芯绝缘导线安装, 到每幢楼的分支线, 可选用70 mm2截面的绝缘导线安装。

2.2.2接户线设计

从低压主线或支线引入到集中装电能表 (以下简称电表) 箱的接户线, 三相四线水平排列, 可在每幢楼每一个单元口穿入PVC套管引入表箱, 也可用电缆架空敷设方式。对于由同一主线引下的接户线较多的情况, 接户线宜先接入分线箱, 再由分线箱到集中电表箱。接户线使用铝芯绝缘导线, 线径大小要根据表箱内表的数目确定。如上例, 如每单元设一只装有12块表的表箱, 接户线可选择50 mm2铝芯绝缘导线, 中性线应与相线截面相同。

2.2.3电表集装箱

电表集装箱, 可在每幢楼房每个单元1楼至2楼之间安装1个或2个, 为了便于抄表, 电表箱安装处可采用壁挂式、嵌入式, 应在避雨处, 便于维护管理;电表集装箱应使用不锈钢或玻璃钢材料加工制作, 一个表箱内可安装1块公用走廊 (和楼道) 用电表, 并使送出每户的单相线路不超过30 m;用户电表可选用5 (20) A电能表, 对于用电负荷大户, 也可安装l0 (40) A电能表。

2.2.4楼房接地设计

为了使所有的用电装置能够可靠接地, 必须在楼层内安装独立的接地导线, 用最小截面为50 mm2的铝线。每幢楼每个单元口的每个表箱都应有可靠的接地, 接地线引入每户居民住宅。在每户住宅中, 形成单相三线制, 接地线采用不小于2.5 mm2的铜芯绝缘线, 并使每个配电板和每个三线插座都能可靠接地。

2.2.5室内配线设计

在一户一表工程改造时, 有时会遇到有些开发商建设的楼房所敷设的电力暗线不合要求, 已不能正常安全供电, 特别是室内配线导线截面过小、质量过差, 使用户不能正常用电。

a.配线

室内配线不仅要使电能的输送可靠, 而且要使线路布置合理、整齐、安装牢固, 符合技术规范的要求。室内布线根据绝缘皮的颜色分清火线、中性线和地线;选用的绝缘导线其额定电压应大于线路工作电压, 导线的绝缘应符合线路的安装方式和敷设的环境条件。导线的截面应满足供电能力和供电质量的要求, 还应满足防火的要求, 一般用户, 可采用2.5 mm2的铜芯绝缘线;配线应避免导线有接头, 必须有接头时, 务必使其接触良好, 不应松动, 接头处不应承受机械力的作用;当导线穿过楼板时, 应装设钢管或PVC管加以保护。

b.穿管

若导线所穿的管为钢管时, 钢管应接地。当几个回路的导线穿同一根管时, 管内的绝缘导线数不得多于8根。穿管敷设的绝缘导线的绝缘电压等级不应小于500 V, 穿管导线的总截面应不大于管内净面积的40%。

结束语

本文针对当前县城电网的现状, 按照城市发展规划的要求, 结合实际, 不但从理论上, 更主要是从实践的角度提出了供配电线路设计的原则、方法, 以及具体实施过程中应注意的问题。对于当前和今后县城电网的建设与改造都将起到一定的指导和帮助作用。

摘要：随着国民经济的发展, 县城居民的生活水平逐渐提高, 对电力的需求量越来越大, 传统的县城电网结构已经无法满足县城的电力负荷, 所以我们应该对配电网配电线路进行设计优化, 保证县城居民的用电质量, 本文根据从县城的规划要求出发, 根据县城电网的发展状况, 提出了对配电线路设计优化的方法以供配电网的设计与改造工作参考。

关键词：配电网,无功补偿,探讨

配电网设计 篇2

低压电网简称低网，其勘测、设计是决定低网结构的重要环节。

农村低压电网的设计深度要求虽然不高，但工程量很大，繁琐复杂，关系着几亿农户、十亿农民的利益，关系着农村经济发展，关系着供电企业的经济和社会效益。

当前，农电技术力量相对比较薄弱，县级供电公司应事先组织培训，明确低网改建勘测绘制方法和要求。

通过勘察、测量和设计，提出每个自然屯、村、寨的实际地理和自然结构平面图及其低压网络结构图;如果工程需要，对山区村寨还应提出线路结构剖面图。

在自然屯、村、庄、寨的实际地理、自然状况结构的平面图上，采用统一图例，标明其自然状况，房屋、道路、自然构筑物、树木、沟渠、洼地、沼泽、河塘、桥梁，国家及省级工程以及交叉跨越物的实际方位和情况，尤其对可能发生洪水冲刷地带要重点标清;在低压电网结构图上，标明线路实际走向、杆型结构、二相四线、三相二线，以及单相两线的互长、交叉跨越、杆高、杆号以及导线型号等。

低网应按统一的定型设计，来确定各种杆型结构所需要的组合元件;三相接线应以放射式及回路并联为宜，相对增大导线截面积，缩短供电半径。

在线路剖面图上，要标明线路走向上的地质标高和弛度变化设计数据。

完成勘察、测量、设计，确定低网结构方案后，提交县供电公司业务主管经理或工程技术专责人审批。

认真做好有关技术资料的整理和保管，以乡镇为中心，建立一套完整的低网技术档案，为以后的生产管理、用电管理，尤其低网线损理论计算积累第一手资料。

进行负荷分布调查和负荷计算，为确定配电变压器容量、确定配电变压器安装位置和选择配电装置准备技术依据。

配电变压器应尽量设在负荷中心或靠近大负荷，负荷应尽量均衡地分布在三相上。

在有可能的条件下，尽量把三相负荷矩趋于相等。

结合配电变压器的无功容量(一般为15%)，对负荷性质进行分类，确定无功补偿容量和无功补偿方式，随机随器就地解决无功补偿问题，使整个低网的功率因数cosφ达到0.8及以上;容量在

100 kVA及以上的配电变压器及网络，要采用跟踪补偿的控制方式，提高补偿效果。

根据农村实际村落的建设结构，提出以下建议性的布线方案：

当自然村房屋为一趟或两趟结构时，两趟房之间距离大于

50 m，且小于80 m时，加装接户杆;采用裸导线架设的线路距房屋距离要大于15 m。

当自然村房后为三趟以上结构时，可在垂直于几趟房屋方向上配出三相四线制主干线，再以两趟房一条分支干线来考虑

布线。

要尽量不采用一趟房一条分支干线路，一面引下接户线的布线方式，必须采用时，要采取防止电杆向一面倾斜的措施。

对于房屋分散且不规则分布的自然屯，可结合实际采取放射式布线。

对距自然村较远又不值得单设配电变压器的分散住房，要以距变台最短的路径配出;对分散且分片的住房，可选用单相小容量配电变压器分供。

浅谈城市配电网规划设计 篇3

[关键词] 配电网 规划 设计

0. 引言

由于早期电力建设存在“重发、轻供、不管用”现象，致使很多城市的配电系统发展水平及建设相对滞后，配电网络比较脆弱落后，应变能力小，不适应现代化建设和发展的要求。在某些沿海地区城市依然会发生因台风等自然灾害引起大面积的配网故障，严重影响人民群众的生产、生活。

城市供电存在的突出问题是：电能质量差、可靠性低、停电时间长。主要表现在：网架结构薄弱，配电变压器容量不足，设备陈旧落后，供电半径太大，导线截面偏小，绝缘水平低，无功补偿严重不足，配电网技术落后，供电可靠性低，网络自动化水平低等。

多年来国家投入巨资进行配电网改造，为搞好这项工作，最大发挥所投入资金的经济效益和社会效益，首先要搞好配网规划。做好配网规划工作，可以为配电网建设和优化改造提供依据和指引。

1.配电网规划的主要步骤

（1）调查负荷情况、收集资料：包括自然资源、自然条件、城市建设和各行业发展的信息，负荷类型和数量，目前负荷分布，用电量的需求规划。

（2）调查电源布局、电量平衡及电源发展情况，收集目前的电网结构及相关数据，

（3）对收集的资料进行归纳、分析，掌握城市负荷的发展规律，并进行负荷预测。

（4）确定供电方式和电压等级，根据负荷预测结果拟定配电网结构布局方案，进行规划的可行性论证。

2.配电网规划的指导思想

配电网的建设和改造应与城市高压主网的规划和建设相结合，与市政建设相结合，与业扩报装工程相结合，与配电网大修、更改工程相结合，以做到统筹兼顾、合理安排、综合治理，努力使有限的资金发挥最大的经济效益。着重从以下几个方面进行规划与改造：

（1）根据城市远期总体规划和负荷预测结果，先确定各规划区的密度及负荷分布，然后合理分配各个变电所的供电区域及供电半径，确定配电线路的走向，网络接线方式，不同变电站之间的联络方式等。要合理的划分各变电站的供电区域和合理安排变电站的新建、增容时间，使每个变电站的负荷趋于平衡，发挥各变电站的最大效益。

（2）解决当前城市配电网络结构的薄弱环节，增强配电线路环网转供能力，提高配电网“手拉手”供电水平。新架设的主干线应按长远规划，一次建成，并有较强的适应性，基本保证10年内不做大的改造。调整负荷过大的馈线，使每条馈线在各种运行方式下都能相互转供。

（3）新建的开闭所、配电站应采用按环网接线设计、实施开环运行。设备选型等方面应考虑配电自动化的需要，选用运行安全可靠、技术先进、经济合理、维护方便(少维或免维护)、操作简单、环保型、节能型的设备。积极采用适合国情的新技术、新设备。中压配电设备应向绝缘化、无油化、紧凑型及智能型发展，并具备实现配电自动化的功能，满足配电自动化发展的需要。

（4）无功补偿应根据全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则进行配置，可采用分散就地补偿和变电站集中补偿相结合的方式，无功补偿装置应能根据无功功率(或无功电流)进行分组自动投切。

（5）在城市配电网改造建设的同时应综合考虑进行通讯通道的建设，合理利用电缆隧道、电缆沟、电缆排管及架空线路的路由资源。电力电缆管沟应预留自动化通信通道。逐步实现配电网络运行操作的现代化。

3.配电网架结构建设原则

配网规划要充分考虑110kV及以上电压等级的主网规划，切实考虑110kV变电站站之间的10kV环网(外环)的重要性，完善网络结构。配电网应力求接线简单，安全可靠。并要适度超前，使之有足够的运行灵活性和备用容量。网络结构应满足“N-1”安全准则。在接线上尽量远近结合，利用和改造原有线路走廊，采用环网接线，开环运行的结构，没有条件的线路，郊区线路可以为放射形。馈线分段原则：每条主干线均应装设分段开关进行分段，按供电范围和负荷分布宜分为3至4段，每段负荷控制在1000kW或配变户数5至6个左右，市区线路0.5-1km左右装设分段开关，郊区线路2km左右装设分段开关。分支线应加装断路器。市区中压配电网供电半径应不大于3km，郊区小于5km，中心区不超过2km。为降低线路损耗及满足末端电压质量的要求，低压配电线路的供电半径一般不大于250m,市中心或负荷密集区控制在100-150m,郊区可适当扩大，但不应超过400m.公用配变的负载率控制在40%-80%,当负荷超过80%时增设新的配电变压器。

4.相关规划设计原则

4.1 配电线路

新建配电线路应使用绝缘导线，对裸导线线路应逐步进行绝缘化改造。个别地方如城市中心繁华地区、住宅小区、交通广场、市政有特殊要求、架空线路走廊受限制等地区采用电力电缆。导线截面选择应考虑城市电力网的发展一次建成。架空线路的设计(线间距离、排列方式等)、施工(杆上配电设备的安装)要为实施配电网的不停电作业创造条件。为使分区的配电网有明确的供电范围，提高供电可靠性和安全作业的环境，架空配电线路尽量不相互交叉跨越，若确实需要，应局部采用电缆。

架空主干线截面一般采用240mm2，分支线截面不小于95mm2，10kV电力电缆应采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，绝缘等级选用8.7/10kV,并根据电缆敷设方式和敷设地点确定电缆型式，满足热稳定和额定电流的要求。电缆主干线一般选用300mm2,次干线120mm2,分支线不小于70 mm2。为了提高供电可靠性，在主干线上不应使用电缆分支箱，装设环网柜对负荷进行分配。

4.2 开关站、开闭所

为了解决变电站10kV出线及线路走廊不足的问题，合理利用变电站10kV出线开关柜及地下通道的资源，应相应建设一定数量的开闭所（负荷具有较大发展潜力时可考虑建设开关站）；大型住宅区也应建设相应的开闭所向若干个配电站供电。开关站、开闭所一般应为独立式建筑，为减少占地面积，在条件许可的地方，应优先考虑开关站、开闭所与配电站(室)合建。开关站、开闭所位置应考虑进出线方便、近捷，宜建于城市主要道路的路口附近、两座高压变电站的馈线交叉点以及负荷密集区，以便加强配电网的联络。开关站、开闭所应有两回及以上的进线电源，其电源应取自同一变电站的不同母线或不同变电站。开关站、开闭所的结线应力求简化，一般采用单母分段，两回进线，6~10回出线，开关站进出线采用断路器并配置微机型保护装置。开闭所进出线采用负荷开关-熔断嚣组合电器设备。当开闭所内单台变压器容量在1000kVA以上的10kV开关应采用断路器并配置定时限保护装置。附设在其它建筑物内或贴在高层建筑外侧的开关站、开闭所必须采用干式变压器和无油开关的配电装置。开关站、开闭所应按无人值守要求设计，配电自动化及通讯、电源同步建设。应设置直流屏为保护、操作和自动化提供工作电源。应根据运行需要装设必要的备自投装置。开关站、开闭所、配电所应预留配电自动化远方监控终端设备的位置。

4.3 配电站、配电室

在新建的住宅区，根据负荷发展水平或住宅小区的建筑规划面积累计10000~20000㎡应建一座配电站。配电站应靠近负荷中心，宜采用高压供电到楼的方式，一般应为独立式建筑, 满足通风、防火、防潮、防小动物等要求。配电站(室)应按最终容量设计，建设初期按照设计负荷选装变压器，变压器单台容量不宜超过630kVA。变压器应选用全密封、全绝缘的型号，应采用免维护的S11及以上节能型变压器，逐步推广非晶合金变压器和单相变压器。为了在三相负荷不平衡状况下变压器容量得以充分利用，并有利于抑制三次谐波电流，三相配电变压器应选用绕组接线方式为D.yn11结线方式。配电站(室)内低压为单母线分段带联络，低压母线应绝缘化。公用变压器应装设配变监测终端，有条件的地区可加装综合配电箱，对配变进行监控、补偿、保护。

4.4 配电自动化

实现配电网的自动化是提高供电设备的运行、维护和管理水平，加快配电网故障处理能力，提高电网经济运行水平的有效方法。一次网络规划合理，接线方式简单，具有足够的负荷转移能力，变配电设备可靠性高且有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能是实现配电自动化的前提条件。配电自动化的实施应遵循统一规划、分步实施，分析现状、优化设计，合理联网、信息共享，充分利用、适当改造的原则。配电自动化系统应按照调控一体化的设计思路进行功能配置。其硬件、软件应满足安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性和容错性。应选用平台化、模块化设计的产品，便于扩展和现场升级。网际间要有安全保护措施和防病毒措施。

5.结束语

城市配电网规划是城市总体发展规划的重要组成部分，应得到城建规划部门认可，纳入城市建设总体规划，才能顺利实施。供电部门应与规划、建设部门密切配合，统一安排配电设施用地，做到电力建设与城市建设同步进行。要使规划既有权威性，又有灵活性，在实施中既要严格执行，又要结合实际适当调整。配网规划要与当地经济发展相协调，并适度超前，应具有前瞻性、可靠性和可操作性，正确处理近期建设与远期发展关系，同时还要考虑社会、经济、环境的综合效益。通过规划建设与改造优化配电网结构，缩短供电半径，减小电压损失，建设坚强可靠的现代化配电网，使城市的配电网络适应社会经济发展和人民生活对电力供应的需求。

作者简介：

配电网故障隔离装置设计 篇4

配电网故障情况下一般利用保护器快速动作切断电源,实现故障隔离[1,2]。由于传统漏电保护器在配电网故障情况下可能存在拒动或延时动作的缺点,参考文献[3]从减小漏电流的层面,提出一种剩余电流保护理论。研究发现,只要保护器隔离电路参数设计恰当,便可实现良好的故障隔离[4,5,6]。但是在实际工程环境中,故障点的不确定性使得保护器很可能偏离谐振点工作,从而造成漏电流比较大,超出安全电流的范围[7,8]。针对上述研究的不足,本文设计了一种配电网故障隔离装置,在配电网故障情况下,利用该隔离装置的耦合电压驱动控制系统,迅速准确投切隔离参数,从而实现对故障点的有效隔离。

1 隔离装置结构

配电网故障隔离装置基本结构如图1所示,阻抗器电感线圈设计满足基本耦合要求,当配电网发生单相接地故障时,隔离装置各相电感线圈的正序电流、负序电流在阻抗器线圈两端不产生电压降,只有零序电流产生电压降。通过在阻抗器上附加绕组可获取零序电流的耦合电压,在配电网故障情况下,该电磁耦合电压可作为控制系统的电源,通过对隔离装置端电压与电源电压的比较,由控制系统合理投切谐振参数,实现对故障点的安全隔离。

2 故障隔离原理

2.1 正常运行分析

在配电网正常运行过程中,流过隔离装置的三相电流矢量和为零,铁芯内合成磁势为零,隔离装置两端电压降为零,三相电源全部加在负载上[9,10];耦合电压为零,控制系统无电源不动作,因此,隔离装置的串入不影响电网正常运行。

2.2 故障分析

单相故障情况下,配电网出线串联隔离装置,其作用等效为中性点经谐振接地系统[11,12]。取N为配电网的线制,电感L、电容C为隔离装置的谐振参数,分析配电网串联隔离装置后单相故障的特点。

2.2.1 故障电流

通过对不同线制低压配电网运行稳态分析可知,单相故障电流的表达式为

式中:ω为角频率;为隔离装置电感电流。

当L、C满足关系式Nω2LC=1时,单相故障电流为0,隔离效果最佳。

通过对不同线制低压配电网运行暂态分析可知,单相暂态故障电流iR(t)的表达式为

式中:K为常系数;R为阻抗器直流电阻;t为时间。

由式(2)可知,不同线制下单相故障电流均为衰减振荡函数。随着时间增长,故障电流iR(t)最终趋于0。一般经过5倍的时间常数之后,故障电流衰减振荡结束,因此,只要谐振参数L、C选择恰当,便可以有效降低故障电流。

2.2.2 负载运行

通过对低压供电系统故障情况下负载运行进行分析[13],可得

式中:为三相负载线电压。

式(3)表明,故障情况下三相负载线电压平衡。

由上述分析可见,配电网串入隔离装置,只要谐振参数L、C设计恰当,便可实现良好的故障隔离,且故障情况下负载运行不受影响,如此便可以保证重要负荷的短时可靠运行。

3 隔离装置仿真研究

3.1 仿真电路及参数

仿真利用PSPICE软件实现,隔离装置仿真电路如图2所示,阻抗器电感为10.1 H,直流电阻为2Ω,电容投切量在0~0.94μF之间取值,测试电阻取1kΩ,负载三相平衡,ZA=ZB=ZC=100H。

3.2 仿真结果分析

断开开关S,在配电网正常运行情况下,通过对隔离装置两端电压降及耦合电压的仿真,测试隔离装置在配电网正常运行情况下的作用,仿真结果如图3所示。

由图3可知,配电网正常运行情况下,隔离装置入端电压V1(L1)与出端电压V2(L1)波形重合,隔离装置两端的电压降为0,串入隔离装置对配电网的正常运行无影响。耦合电压V(8)不足1nV,该电压不能为控制系统提供有效电源,控制系统失电不工作。

闭合开关S,选择可调电容至合适参数,在配电网单相故障情况下,通过对隔离装置两端电压降及耦合电压的仿真,测试隔离装置在配电网单相故障情况下的作用,仿真结果如图4所示。

由图4可知,配电网单相故障情况下,隔离装置的耦合电压为10V,此耦合电压可作为控制系统的电源,合理投切可调电容值,可提供高阻抗降低漏电压。仿真结果表明,隔离装置两端电压可由220V降至5V左右,能够有效隔离故障点。

4 试验结果分析

4.1 试验设计

按照仿真参数设计阻抗器,可调电容选取普通工业用电容器,耐压值为交流630V,在0~0.94μF之间取值,试验设计主要针对耦合电源的获取和可调电容的投切控制。

(1)耦合电源获取。在阻抗器上附加线圈,故障情况下附加线圈会感应出交流电压,即零序电压,该交流电压经过整流稳压后可作为控制系统的电源,设计电路如图5所示。

(2)可调电容投切控制。可调电容投切量获取电路如图6所示,针对任一相的电源电压与隔离装置端电压,获取两者电压差值,依据此电压差值投切可调电容量,直至漏电流在安全范围之内,可调电容投切结束,其控制电路如图7所示。

4.2 试验结果分析

图2中,电源电压UA=247 V,UB=244 V,UC=247V,负载为10kW电动机。开关S闭合,投切可调电容值,测试配电网单相故障情况下隔离装置的运行情况,测试结果见表1。

由表1可知,配电网单相故障情况下,合理投切可调电容值,使隔离装置在谐振点附近工作,漏电流可以控制在安全范围内。

由于配电网接地故障的随机性导致接地电阻可在几欧姆至上千欧姆范围内变化,接下来测试不同接地电阻情况下隔离装置的作用。在4.2测试条件下,取测试电阻R为1,4,500Ω,测试隔离装置运行情况,漏电流随测试电阻变化结果见表2。

由表2可知,当接地电阻在几欧姆至上千欧姆范围内变化时,合理投切可调电容值,漏电流均能控制在安全范围之内,此测试结果说明,该隔离装置在配电网发生任意点单相故障时均能够有效隔离故障点。

5 结语

配电网设计 篇5

配电网工程的设计工作时间紧、任务重、工作量大，农网工程更是点多、面广，设计资源组织困难，尤其是现场踏勘工作开展困难。目前设计人员基本依据典设进行工程方案设计，部分技术人员在现场踏勘设计时采用专业工具获取精准坐标，辅助成图，通过专业软件绘制设计图纸，生成概预算书，工作效率有一定提高。但距离配网工程设计工作全面智能化、自动化有一定差距。

在配电网工程设计工作中依然存在很多问题和困惑，主要表现在以下几个方面：

建设思路

通过管理模式创新、应用技术创新和现场实践创新，将3P技术与互联网技术融于配网工程设计的实践管理中，形成以“一定位、二点选、三拍照”三步工作法为基础，适用于现场踏勘、项目设计、施工复测、竣工验收四大工作场景的一套整体解决方案，达到以下目的：

1、解决技术难题

提供简单、易操作的工具，实现踏设同步、自动构图、一键出成果，减少人工工作量，提高工作效率；为规范设计工作、提高设计质量提供有效技术手段。

2、创新管理模式

通过现场与后台数据实时同步，资料自动归集、多维度数据呈现，实时掌握设计进度，有效监督数据来源，实现项目设计全流程信息化管理。

3、实现数据共享

从项目储备到竣工验收，整个配网工程的资料、数据在同一平台上流转和管理，实现可研、初设、施设、竣工四阶段的信息共享；并为后期配网运行维护提供基础数据。

4、新技术应用

通过设计业务的深入解析、应用，结合“互联网+”、移动智能、地理信息等前沿技术，推进移动信息化技术在配网工程设计领域的应用。方案架构

主要功能 ►创建项目

灵活创建、分工便捷

通过PC远程、APP现场实地两种方式 创建项目、分配任务

分配人员 面对面快传 扫码加入

►现场踏勘

轻松踏勘、操作便捷、采集全面 1定位、2点选、3拍照工作高效 省时、省力、省流量 在、离线两种操作模式

点位设计 典设选配拍照记录

►现场预览

现场预览 所见即所得

自动生成踏设路径走向图 自动归并项目协作人员数据 自动汇总项目踏设统计

路径走向图 多人协同 项目统计 ►项目管理

动态跟踪、集中展示、进度清晰 项目按照轻量流程，实时汇总踏勘、设计各阶段进度数据

自动生成、集中展示项目相关踏勘、设计成果

消息推送 成果预览 进度管控

►项目设计

图数结合、专业设计、实时成果，工作便捷、高效 基于地图、完成典设材料选配 轻松输出设计成果

踏设同步 图纸设计 自动生成CAD

►成果输出

轻快速输出、展示清晰、格式规范

自动根据项目踏设数据，可逐个或批量导出项目对应的 图纸、杆塔材料明细、设计说明、踏勘图册等相关踏设数据

批量导出 三方接口 技经数据

应用场景

成果及价值

►四大成果

►三大价值

省时

省力

省心

以一个12公里项目为例：

传统模式：项目踏设时间约10.5天，平均每公里

费用约692元，成本约8300元。

现在模式：项目踏设时间约2.5天，平均每公里

费用约188元，成本约2250元。

传统模式：设备多、负荷重、手工记录多、资料归集难

现在模式：一台智能手机全搞定

配电网设计 篇6

关键词：企业 高低压供配电节能 措施

1 概述

随着我国科学技术水平的提高，对经济的发展起到了重大的推动作用，我国的企业通过经济的支撑和对各种核心技术的掌握，得到迅速发展的同时也更好的服务了人们，产品价格的降低以及实用性、耐久性的提高，都为我国人们生活质量的提高做出了贡献，同时，我国企业的高低压配电网电气节能系统设计也逐渐成为了被关注的焦点。可以看到，虽然我国的企业高低压配电技能系统在不断的完善和进步，但是，由于企业建筑设施老化的局限性，也使得由供电系统产生的问题不断凸显，与此同时，由于产品生产工艺的变化，生产设备更加专业，更具有特殊性，对企业的供配电系统的需求提高了，那么，为保障企业的正常运转，必须对供配电系统进行完善，使其更好的适应产品生产，这样才能不断的提高产品质量，让企业的生产效率更高，而且对于能源的节约和环境的保护都有很大积极意义。

2 高低压配电网电气节能设计

各种优质的节能电器产品是优化供配电系统设计的保证，因此，对于节能型变压器、高低压电气开关、继电器、接触器等的选择一定要进行严格把关。并且，实施分级补偿和就地实施补偿，以减少不同功率的设备造成的能源损失。计量电能时，通过分级计量和成本核算，控制供配电系统中电能的使用，避免浪费。下文将详细阐述技能系统的设计：

2.1 HVHQC系统整体结构 HVHQC在配电网高压侧作用重大，其通过对逆变器直流侧整流电路、电压型逆变器、输出滤波器、耦合变压器等部件的调整，很好的起到了动态谐波治理的作用，同时，HVHQC通过补偿流入高压母线的无功电流，使电网母线电压得到平衡，从而功率因数得到了改善。

2.2 HVC系统整体结构 HVC作为整个低压配电网电气节能的核心，其在低压侧对于配电网的补偿容量非常大，并且其无功补偿的连续性很好，制造成本低，十分适合被广泛推广，并且其对于低压配电网功率因数的改善是十分明显的，能保持在不小于0.95的水平。电压型逆变器、连接电抗、晶闸管模块、投切电容器组等是电路的主组成部分。启动电路的主要原理是DSTATCOM逆变器开始工作之前，通过整流电路对直流侧电容充电到参考电压，然后切断整流电路并网开关。

3 企业高低压配电网电气节能各个子系统设计

3.1 子系统的检测和控制 在控制算法的实现方面，需要对其运算速度进行提高，并且要保证其准确性，通过具备了这些特点的数字控制器对上述装置进行操作，能在一定程度上起到对谐波和无功的综合性管理，并且能使其在电气节能方面有很大改善。文中提到的装置都是具有相关性和通用性的电子器件，因此，要保证控制器的通用性，从而达到缩短开发时间和降低研发成本的目的，对于项目的实施意义重大。数字信号处理器DSP是普及比较广泛的控制器，其结构采用了比较出色的哈佛结构，并且具备多处理单元，能进行流水线操作，更为难得的是它的指令周期速度快并且仿真开发技术比较成熟，兼备了以上特点使其在处理和计算数据时如鱼得水。

3.2 监控子系统 ①监控子系统硬件平台。控制算法，生成控制量并应用于驱动功率器件主要由DSP控制器完成，因其硬件设备的制约，其界面不够好，并且存储空间小。为监控系统的运行，通过电网电压和电流了解电网是否正常运行，在系统中建立监控的下属系统，其对于电网的正常运行意义重大。监控子系统通过对电网电压和电流等参量的分析和处理，然后将结果向其他一级进行传输。②监控子系统软件平台。监控子系统软件通过检测并分析多路信号，能够将结果直观的显示出来；对各次电压和电流分段设置上限，超限时能报警并保存结果，同时控制信号驱动保护跳闸，通过继电器输出；PT和CT等用户可进行自行调整。

4 结束语

我国经济实力和科技实力的不断增强，为当前供配电系统设计的发展提供了有力支持，在供配电系统的实现上可进行细化，使其相对独立，又能共同合作，从而更好的保证企业日常生产能够持续正常运行，提高企业的工作效率和产品质量，同时，对于一些突发情况，也要建立一套完善的体系进行应对，通过应急电源在突发情况时继续为企业供配电，保证正常生产，是企业减少损失的有力保证。对于企业的供配电设计要以实际情况作依据，对其供电的高要求和负荷复杂等问题进行针对，采取合理的措施进行解决，全面考虑，统筹规划，使供配电系统满足生产设备正常运转，与企业各相关部门密切结合，积极沟通，从而保证满足企业对于供配电系统的各方面要求，同时，在实际操作中，对整个供配电系统做到最大程度的优化。

参考文献：

[1]翟进乾.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[D].重庆大学，2012.

[2]孙伟.基于QoS的智能配电通信无线传感器网络应用研究[D].合肥工业大学，2012.

[3]王浩鸣.含分布式电源的配电系统可靠性评估方法研究[D].天津大学，2012.

配电网动态无功优化设计 篇7

配电网指从输电网或地区发电厂接受电能, 通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。在电力网中起重要分配电能作用的网络系统。电力系统无功优化作为配电网系统中的重要议题, 必然成为先进相关专业人员的探讨, 目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况, 存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。用电需求与配电电网的分布不合理与不协调。表现之一:10KV电压等级以上的配电电网用户无功需求量远远大于供给量, 这样在很大程度上造成了供电现状的浪费。因此, 有效合理的优化动态无功, 不仅可以达到节能降耗的目的, 还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。在这里, 本文对电力系统无功优化的定义先进行解释。

电力系统无功优化, 即以保证电力系统电压质量为前提, 利用无功补偿来改变全网潮流, 使系统的有功损失和无功补偿费用最小。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿, 由于在实际电网系统中, 实际电荷是动态运动的, 有时候负荷变化会很大。而传统的动态无功, 也就是静态无功优化, 无法充分考虑各个动态电荷的动态联系。再者, 传统的静态无功优化利用当时或过去某一时刻的优化结果来指导下一时刻的电力系统设备, 显然缺乏科学性。这样而言, 动态无功优化便应运而生了。一般而言, 无功优化主要包含两个方面, 一方面是无功补偿装置的优化规划, 另一方面是电压无功优化控制, 把电压无功优化控制叫做AVC。

1 无功补偿装置优化

所谓无功补偿指在电网中安装发出无功功率的设备, 从而使负荷所吸收的无功被就地平衡, 避免大量无功电流的远距离传输。由于实际系统的无功负荷主要是感性负荷, 因此实际系统的无功电流主要是感性无功电流。感性无功电流的相位滞后电压90度, 容性无功电流的相位超前电压90度, 容性无功电流与感性无功电流的相位正好相反, 因此容性无功电流可以抵消感性无功电流。在大部分情况下, 可以用电容器来补偿负荷产生的无功电流, 这就是无功补偿。简单的说, 就是电网发出来的有有功功率和无功功率, 而无功功率太大会增大电能损耗, 而一般负载如电机类的负载是感性的, 工作时需要消耗无功功率, 所以就需要给电网无功补偿, 目前常用的是电容补偿, 利用电容发出的无功给负载提供无功功率, 这样能减小电网的损耗, 还能提高设备的使用效率。配电网无功补偿装置的研发成功, 以及其真正的投入批量生产, 可带来较大的社会效益。在电力行业主要分为高压配电网和中低压配电网两个部分。

1.1 高压网———依据“分层分区、就地平衡”的无功补偿原则, 根

据电网实际负荷水平或负荷预测数据, 综合考虑设备投资、降损及调压效果, 应用改进遗传算法和快速潮流计算方法, 规划决策区域电网中各220kV、110kV及35kV变电所的并联电容器、并联电抗器的安装地点、安装容量和分组方式, 用以解决高压配网无功补偿计算长期沿用经验公式而带来的配置不合理的问题, 并且有效降低网损、提高电压合格率、减少投资、改善电网的稳定性。

1.2 中低压网———以电网有功网损和电容器的安装购置费用之

和最小为目标, 综合考虑各种典型负荷水平下的补偿需求, 对低压配网的无功补偿提出配置规划决策方案, 其中包括:无功补偿设备的配置位置、配置容量、分组方式, 并且指出配置前后的网损变化、补偿方案的工程预算、预期效益及回收年数, 用以改变中低压配网无功补偿配置计算繁杂、工作量大、配置管理不足等缺点, 解决中低压配网电容器的补偿容量、补偿地点和补偿分组的难题。无功补偿对改善电压质量起着重要作用。可以提高功率因素, 达到降低系统损耗和提高系统供电效率的目的。目前, 电力系统无功补偿主要采用以下几种方式:

(1) 同步调相机。同步调相机属于早期无功补偿装置的典型代表, 它不仅能补偿固定的无功功率, 对变化的无功功率也能进行动态补偿。

(2) 并补装置。并联电容器是无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置, 但电容补偿只能补偿固定的无功, 电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节, 不能实现无功的平滑无级的调节。

(3) 并联电抗器。目前所用电抗器的容量是固定的, 除吸收系统容性负荷外, 用以抑制过电压。

2 电压无功优化控制

电压无功优化运行闭环控制, 即通过调度自动化系统采集各节点遥测、遥信等实时数据以各节点电压合格、关口功率因数为约束条件, 进行在线电压无功优化分析与控制, 实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标, 最终形成控制指令, 通过调度自动化系统自动执行, 实现了。国内在这部分的产品, 主要分为网调级别、省网和地区网以及县级电网几种, 在地区级和县级电网, 这个系统可以分为集中式模式和分布式模式。不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损, 使电力系统能够安全经济运行。无功优化是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下, 通过调节控制变量 (发电机的无功出力和机端电压水平、电容器组的安装及投切和变压器分接头的调节) 使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。

通过无功优化, 使电能质量、系统运行的安全性和经济性完美地结合在一起, 这也决定着无功优化的前景十分广阔。因此, 对电力系统的无功优化研究意义重大。

摘要：本文对当前配电网动态无功优化的意义进行了总结, 简要介绍了无功优化的重要性, 对电力系统无功优化的方法进行了简要探讨。

关键词：配电网,动态无功,无功优化,电能质量,无功补偿

参考文献

[1]诸骏伟主编.电力系统分析 (上册) [M].北京:中国电力出版社.1995.

[2]于尔铿等.能量管理系统[M].北京:科学出版社.1998, 281～291.

[3]朱太秀.电力系统优化潮流与无功优化[J].电网技术.1990 (4) :13～16

城市配电网规划设计介绍 篇8

由于早期电力建设存在“重发、轻供、不管用”现象, 致使很多城市的配电系统发展水平及建设相对滞后, 配电网络比较脆弱落后, 应变能力差, 不适应现代化建设和发展的要求。在某些沿海地区城市依然会发生因台风等自然灾害引起大面积的配电网故障, 严重影响人民群众的生产、生活。

城市供电存在的突出问题是:电能质量差、可靠性低、停电时间长。主要表现在:网架结构薄弱, 配电变压器容量不足, 设备陈旧落后, 供电半径太大, 导线截面偏小, 绝缘水平低, 无功补偿严重不足, 配电网技术落后, 网络自动化水平低等。

多年来国家投入巨资进行配电网改造, 为搞好这项工作, 最大发挥所投入资金的经济效益和社会效益, 首先要搞好配电网规划。做好配电网规划工作, 可以为配电网建设和优化改造提供依据和指引。

1 配电网规划的主要步骤

1) 调查负荷情况、收集资料:包括自然资源、自然条件、城市建设和各行各业发展的信息、负荷类型和数量、目前负荷分布、用电量的需求规划。

2) 调查电源发展情况, 收集目前的电网结构及相关数据。

3) 对收集的资料进行归纳、分析, 掌握城市负荷的发展规律, 并进行负荷预测。

4) 确定供电方式和电压等级, 根据负荷预测结果拟定配电网结构布局方案, 进行规划的可行性论证。

2 配电网规划的指导思想

配电网的建设和改造应与城市高压主网的规划和建设相结合, 与市政建设相结合, 与业扩报装工程相结合, 与配电网大修、更改工程相结合, 以做到统筹兼顾、合理安排、综合治理, 努力使有限的资金发挥最大的经济效益。着重从以下几个方面进行规划与改造:

(1) 根据城市远期总体规划和负荷预测结果, 先确定各规划区的密度及负荷分布, 然后合理分配各个变电所的供电区域及供电半径, 确定配电线路的走向、网络接线方式、不同变电站之间的联络方式等。要合理的划分各变电站的供电区域和合理安排变电站的新建、增容时间, 使每个变电站的负荷趋于平衡, 发挥各变电站的最大效益。

(2) 解决当前城市配电网络结构的薄弱环节, 增强配电线路环网转供能力, 提高配电网“手拉手”供电水平。新架设的主干线应按长远规划一次建成, 并有较强的适应性, 基本保证10年内不做大的改造。调整负荷过大的馈线, 使每条馈线在各种运行方式下都能相互转供。

(3) 新建的开闭所、配电站应采用按环网接线设计, 实施开环运行。设备选型等方面应考虑配电自动化的需要, 选用运行安全可靠、技术先进、经济合理、维护方便 (少维或免维护) 、操作简单、环保型、节能型的设备。积极采用适合国情的新技术、新设备。中压配电设备应向绝缘化、无油化、紧凑型及智能型发展, 并具备实现配电自动化的功能, 满足配电自动化发展的需要。

(4) 无功补偿应根据全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则进行配置, 可采用分散就地补偿和变电站集中补偿相结合的方式, 无功补偿装置应能根据无功功率 (或无功电流) 进行分组自动投切。

(5) 在城市配电网改造建设的同时应综合考虑进行通信通道的建设, 合理利用电缆隧道、电缆沟、电缆排管及架空线路的路由资源。电力电缆管沟应预留自动化通信通道, 逐步实现配电网络运行操作的现代化。

3 配电网架结构建设原则

配电网规划要充分考虑110 kV及以上电压等级的主网规划, 切实考虑110 k V变电站之间的10 k V环网 (外环) 的重要性, 完善网络结构。配电网应力求接线简单、安全可靠。并要适度超前, 使之有足够的运行灵活性和备用容量。网络结构应满足“N-1”安全准则。在接线上尽量远近结合, 利用和改造原有线路走廊, 采用环网接线, 开环运行的结构、没有条件的线路、郊区线路可以为放射形。馈线分段原则:每条主干线均应装设分段开关进行分段, 按供电范围和负荷分布宜分为3至4段, 每段负荷控制在1 000 kW或配变户数5至6个, 市区线路0.5~1 km装设分段开关, 郊区线路2 km左右装设分段开关。分支线应加装断路器。市区中压配电网供电半径应不大于3 km, 郊区小于5 km, 中心区不超过2 km。为降低线路损耗及满足末端电压质量的要求, 低压配电线路的供电半径一般不大于250 m, 市中心或负荷密集区控制在100~150 m, 郊区可适当扩大, 但不应超过400 m。公用配变的负载率控制在40%~80%, 当负荷超过80%时, 增设新的配电变压器。

4 相关规划设计原则

4.1 配电线路

新建配电线路应使用绝缘导线, 对裸导线线路应逐步进行绝缘化改造。个别地方如城市中心繁华地区、住宅小区、交通广场、市政有特殊要求、架空线路走廊受限制等地区采用电力电缆。导线截面选择应考虑城市电力网的发展一次建成。架空线路的设计 (线间距离、排列方式等) 、施工 (杆上配电设备的安装) 要为实施配电网的不停电作业创造条件。为使分区的配电网有明确的供电范围, 提高供电可靠性和安全作业的环境, 架空配电线路尽量不相互交叉跨越, 若确实需要, 应局部采用电缆。

架空主干线截面一般采用240 mm2, 分支线截面不小于95 mm2, 10 kV电力电缆应采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆, 绝缘等级选用8.7/10 k V, 并根据电缆敷设方式和敷设地点确定电缆型式, 满足热稳定和额定电流的要求。电缆主干线一般选用300 mm2, 次干线120 mm2, 分支线不小于70 mm2。为了提高供电可靠性, 在主干线上不应使用电缆分支箱, 装设环网柜对负荷进行分配。

4.2 开关站、开闭所

为了解决变电站10 kV出线及线路走廊不足的问题, 合理地利用变电站10 kV出线开关柜及地下通道的资源, 应该相应建设一定数量的开闭所 (负荷具有较大发展潜力时, 可考虑建设开关站) ;大型住宅区也应建设相应的开闭所向若干个配电站供电。

开关站、开闭所一般应为独立式建筑, 为减少占地面积, 在条件许可的地方, 应优先考虑开关站、开闭所与配电站 (室) 合建。开关站、开闭所位置应考虑进出线方便、近捷, 宜建于城市主要道路的路口附近、两座高压变电站的馈线交叉点以及负荷密集区, 以便加强配电网的联络。开关站、开闭所应有两回及以上的进线电源, 其电源应取自同一变电站的不同母线或不同变电站。开关站、开闭所的接线应力求简化, 一般采用单母分段, 两回进线, 6~10回出线, 开关站进出线采用断路器并配置微机型保护装置。开闭所进出线采用负荷开关-熔断器组合电器设备。当开闭所内单台变压器容量在1 000 k VA以上的10 k V开关应采用断路器并配置定时限保护装置。附设在其它建筑物内或贴在高层建筑外侧的开关站、开闭所必须采用干式变压器和无油开关的配电装置。开关站、开闭所应按无人值守要求设计, 配电自动化及通信、电源同步建设。应设置直流屏为保护、操作和自动化提供工作电源。应根据运行需要装设必要的备自投装置。开关站、开闭所、配电所应预留配电自动化远程监控终端设备的位置。

4.3 配电站、配电室

在新建的住宅区, 根据负荷发展水平或住宅小区的建筑规划面积, 累计10 000~20 000 m2应建一座配电站。配电站应靠近负荷中心, 宜采用高压供电到楼的方式, 一般应为独立式建筑, 满足通风、防火、防潮、防小动物等要求。配电站 (室) 应按最终容量设计, 建设初期按照设计负荷选装变压器, 变压器单台容量不宜超过630 kVA。变压器应选用全密封、全绝缘的型号, 应采用免维护的S11及以上节能型变压器, 逐步推广非晶合金变压器和单相变压器。为了在三相负荷不平衡状况下变压器容量得以充分利用, 并有利于抑制三次谐波电流, 三相配电变压器应选用绕组接线方式为Dyn11方式。配电站 (室) 内低压为单母线分段带联络, 低压母线应绝缘化。公用变压器应装设配变监测终端, 有条件的地区可加装综合配电箱, 对配变进行监控、补偿、保护。

4.4 配电自动化

配电自动化系统应按照调控一体化的设计思路进行功能配置。其硬件、软件应满足安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性和容错性。应选用平台化、模块化设计的产品, 便于扩展和现场升级。网际间要有安全保护措施和防病毒措施。

5 结语

城市配电网规划是城市总体发展规划的重要组成部分, 应得到城建规划部门认可, 纳入城市建设总体规划, 才能顺利实施。供电部门应与规划、建设部门密切配合, 统一安排配电设施用地, 做到电力建设与城市建设同步进行。要使规划既有权威性, 又有灵活性, 在实施中既要严格执行, 又要结合实际适当调整。

配网规划要与当地经济发展相协调, 并适度超前, 应具有前瞻性、可靠性和可操作性, 正确处理近期建设与远期发展关系, 同时还要考虑社会、经济、环境的综合效益。通过规划建设与改造优化配电网结构, 缩短供电半径, 减少电压损失, 建设坚强可靠的现代化配电网, 使城市的配电网络适应社会经济发展和人民生活对电力供应的需求。

低压配电网微机保护装置设计 篇9

关键词：配电网,微机保护,MCU,设计

随着时代的不要断进步,电力逐渐成为当今世界使用最广泛、地位最重要的能源,因此有关电力配电网正常运行的安全性和可靠性对于人们的日常生活、企业的生产经营非常重要[1,2]。但由于电力系统的组成结构各不相同,运行情况也相当的复杂,覆盖的区域又非常广泛,因此会受到自然条件、电力设备以及人为因素的干扰,从而出现各种故障,需要采用装载保护装置来保证电力系统的正常运行。

微机保护是基于微型机、微控制器之类器件的继电保护。对于国内来说,微机保护方面的研究工作起步有点晚,但发展速度却是相当快[3,4]。在1984年,对微机距离保护样机进行了试运行,这在国内是第一次研究,并且在科技成果鉴定中也顺利通过了。在1986年,对于微机高压线路的保护装置的研制取得了成功,并且还对微机高压线路保护进行了一次试机验证,其结果显示出了微机继电保护的充分可靠性和快速性[5,6]。目前微机保护的产品主要应用在中、高压输变电系统中,随着电力系统自动化水平的提高,对低压配电网的保护和自动化研究日益重要。

1 低压配网保护元件

低压配电网在运行过程中可能发生各种故障和不正常运行状态。继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护在技术上应满足4个基本要求,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。传统的继电保护装置,采用电压、电流互感器作为传感元件,根据不同的故障类型,使得相应的电磁型继电器动作,从而切除故障线路,实现继电保护功能。微机保护中借用了继电保护原理中的元件概念,利用程序来实现相应的保护功能,低压配电网的主要保护元件包括过流元件、过负荷元件、自重合元件、过压欠压元件、通讯元件等。

1.1 三相过流元件

低压配电网内发生相间短路故障时,其线电流会急剧异常增大。因此,把线路电流作为特征量,作为区分系统正常运行和故障之间的判别,如公式(1)所示。通过短路计算和设定保护定值,可以确定过流元件保护的范围。过流元件可以设定合适的动作延时,通常根据实际需要采用三段式保护中的瞬动和过流Ⅰ段、过流Ⅱ段进行搭配,以实现特别严重故障和末端短路情况下保护装置的启动。

1.2 零序过流元件

低压配电网普遍采用TN-C-S或TN-S等中性点直接接地的运行方式,设备出现相地故障并且配电电缆较长时,过流元件的设定值比较高,过流元件不一定启动,此时可以把零序电流作为接地故障的特征量,如公式(2)所示。需要注意的是,正常情况下的负载不对称,会有一定的零序电流,零序过流元件的设定值要躲过正常情况的不对称电流。

1.3 过负荷元件

低压配电网中的变压器、电动机等设备需要装过负荷保护,以防过载导致设备损坏或引起更大的事故。过长时间的过负荷运行会使设备发热,导致绝缘性能降低。过负荷元件通过告警提示或者调节负荷,非重要的负荷可以采用延时后作用于断路器跳闸,以达到保护供电安全可靠的目的。过负荷元件选取相电流作为特征量,其定值设定如公式(3)所示。过负荷元件也可和电机的热继电器相配合,实现后备保护功能。

1.4 自重合元件

低压配电网中的架空输电线路,经过短时故障情况后断路器跳闸,使故障点的绝缘材料性能得到恢复,此时在非金属性短路条件下,采用一次自动重合闸,恢复故障线路的供电,可以提高用户供电的可靠性。重合闸后如果断路器保护再次启动并发生跳闸,则说明故障点为金属性短路,闭锁断路器合闸回路。本方案中用软件实现自动重合闸功能。

1.5 过压欠压元件

低压配电网中的电压敏感器件,比如补偿电容,线路电压高于一定值时要切断电源以保护电容器,电压恢复后再投入。另外,如果电源电压过低,电动机在低电压下长期运行,会导致电机发热严重,绝缘损坏后引发次生故障,所以电压过低时应及时切断电机电源或报警。综合以上两种情况,电压异常的判定可以用公式(4)来表示。过压欠压元件根据测得的电压和整定值相比较,作用于信号或跳闸。

1.6 通讯元件

通讯接口是微机保护装置的重要组成部分,担负着和后台机通讯功能,可以依托通讯元件升级微机保护程序算法和功能,便于设备调试和易于实现电力系统自动化。低压配电网的保护装置位置分散,节点数量较多,工作所在的电磁环境复杂,所以设计时对比考虑了多种通讯方案,最后选定了隔离型RS485总线和隔离型CAN现场总线通讯进行通讯,以提供对上位机和电力系统自动化的支持。

2 微机保护装置硬件设计

微机保护是基于微型机、微控制器之类器件的继电保护。国内在1984年,对微机距离保护样机进行了试运行。在1986年,对于微机高压线路的保护装置的研制取得了成功,并且还对微机高压线路保护进行了试机验证,其结果显示出了微机继电保护的充分可靠性和快速性。经过30多年的发展取得了巨大进步,微机保护必将改变继电保护领域的传统模式,不断改进,方便与电子式互感器、光学互感器实现连接,充分利用计算机的特点,来获得更高的性能。本设计方案针对低压配电网对继电保护的要求和要实现的功能来确定整体设计方案和具体实现电路。

2.1 系统功能框图

微型机继电保护实际上是既具有一般微机系统的结构,又是采用单片机继电保护功能的系统。10kV配电网微机继电保护装置主要有数据采集模块、主控模块、外部指令及开关量输入/输出模块等主要模块组成,其每个模块的主要作用如下。

(1)数据采集模块由霍尔传感器、电压电流调理电路和A/D转换器来构成,对电压电流互感器的二次侧的输入量进行精确地采集,并且变换为数字量,使微型机能够接收,来进行计算、判断和处理。A/D转换器与单片机的接口比较简单且容易实现同时采样,抗干扰能力也较强,可以为保护装置提供较为准确的数据,以便快速实现保护功能。系统功能框图如图1所示。

(2)微型机保护主控模块是保护装置的处理核心。它包括微处理器、只读存储器或闪存内存单元、随机存取存储器、定时器,并串行接口等。根据事先编好的程序,对得到的输入量进行逻辑运算和判断,并输出对应的信号来解决问题。

(3)开关量输入/输出系统来完成各种保护的出口跳闸、人机对话及通讯功能。

2.2 传感器电路

在模拟量输入中,电压信号首先要经过传感器处理,在进行调理,而本方案设计的电压转换电路中,需要使用霍尔电压传感器来完成。设计所选择的是霍尔电压传感器CHV-50P,因为CHV-50P型电压传感器的输出端与原输入端是隔离的,它可以测量直流、交流或者脉动电压和小电流(如图2所示)。对于传感器CHV-50P,输入额定电流为10 mA,所测电压为100 V,故而可以得到R1的阻值。

输出额定电流为50 mA,在检测交流电压采样电路时,需要把输出电流转换为电压,所以在输出侧串联了电阻R2,并且采样电路的电压范围为-5 V～+5 V,故而得出R2的值。

2.3 信号调理电路

经过传感器后,电压信号和电流信号需要进行调理之后才能被A/D转换器接收。根据采集的交流电压信号,其电压调理电路如图3所示。经过传感器的电压信号首先需要由OPA2111运放构成的射极跟随器进行处理,其中电阻和电容的目的是为了抑制干扰;之后是需要经过电压偏移电路,它是由两个电阻和一个电压源组成的,经过传感器之后,交流电压信号的范围变为0～±5 V,由于中央处理模块和A/D转换器需要的范围是0～3.3 V,因此需要电压偏移电路来进行处理。接着是射极跟随器电路,最后是限幅电路,通过二极管的作用使得电压信号最后被处理为0～3.3 V,来满足后续信号的电平要求,仿真结果如图4所示。

3 保护软件设计

微机保护装置能够完成其各项保护功能,主要靠软件来实现。本方案中采用C8051F020单片机作为主控制器。C8051F020单片机属于完全集成的混合信号系统级MCU芯片,和8051系列兼容,在性能上得到了大幅度提高,其性能足以满足低压配电网微机保护装置各项功能的算法要求。经过初始化和全面的自检后,就说明了微型机的准备工作已经准备好了。此时,开放中断,就会将数据采集投入运行,然后根据采集得到的实时数据计算电压电流的有效值,依次判断各量是否越限,以判断是否发生故障。为了使流程和逻辑更清晰,图5中只画出了电流元件和时间元件的工作流程。软件系统整体流程图如图5所示。

4 结语

本次设计的低压配电网微机继电保护装置,是根据现有的继电保护技术的发展状况,利用微型机技术,为提高继电保护装置的性能进行设计。在设计的继电保护装置的硬件电路中,主要通过对各类型的单片机、AD转换器的性能比较,筛选出符合设计性能,满足要求的型号,并且通过所选元件的本身特有的性能,使得整体电路更加简单而高效。此外,为了确定电压电流调理电路中的元件参数,利用电路仿真软件对电路进行了仿真,对生产实际有一定的参考意义。

参考文献

[1]樊志中.10 kV电力变压器在供电系统中常见的故障及做好继电保护的措施[J].建材与装饰,2007(10).

[2]黄少锋,徐玉琴,张新国.提高电流保护灵敏度的方法[J].电力系统自动化,1997(7).

[3]何德智.剩余电流动作保护器分级保护方式及正确运用措施探讨[J].中国新技术新产品,2012(22).

配电网预警系统设计与实现 篇10

近年来, 国内外电力系统先后发生了多次重大停电事故, 不仅造成了巨大的经济损失, 同时也严重影响了人民的生活秩序。配电网是电力系统中的重要组成部分, 但目前配电系统还是一个脆弱的系统, 一旦发生大面积停电事故, 后果是严重的, 甚至是灾难性的。因此, 为了防止大面积停电, 提高电力系统的安全性和可靠性, 有必要对城市配电网预警系统进行研究[1]。

城市配电网预警系统是一个复杂的软件系统, 涉及到配电系统、数据库管理和信息通信等多个专业领域。本文对系统进行了需求分析、总体设计, 最后研发了此系统, 为运行人员提供辅助决策。

2 系统需求分析

系统需求分析是系统开发之前至关重要的步骤, 它决定系统开发工作的成功与否, 需求说明的任务是发现、规范的过程, 有利于提高系统开发过程中的能见度, 便于对系统开发过程中的控制与管理, 便于采用系统工程的方法进行开发, 提高系统的质量, 便于开发人员、维护人员、管理人员之间的交流、协作, 并作为工作成果的原始依据, 并且向潜在用户传递系统功能、性能需求, 使其能够判断该系统是否与自己的需求相关[2]。

在本系统的开发中, 城市配电网结构复杂、线路繁多, 要对配电网进行全面的实时控制是很难达到的, 因此, 城市配电网预警系统是以预防为主, 将配电网中潜在的安全隐患预报给操作人员, 使操作人员提前准备。通过对预警指标和预警模型的研究, 以及对系统的实际应用分析, 系统需要具备以下功能[3]: (1) 能对预警指标集进行优化, 剔除其指标集中的冗余指标; (2) 可以对配电线路图进行绘制, 为操作人员提供参照; (3) 能根据提供的预警指标数据进行预警, 并给出警度; (4) 可将预警结果直观的展现给操作人员; (5) 支持定时和手动执行的运行方式; (6) 具有强大的查询功能, 操作人员可以根据需要进行相应的查询; (7) 提供外程序接口, 方便以后的扩展。

同时, 系统还需要具备可独立运行和高效运行的特点, 加强系统的应用性和灵活性。

3 系统设计

配电网预警系统采用客户机/服务器 (C/S) 结构。系统通过对配电网脆弱性与安全性因素进行分析, 全面考虑人、机、管理诸因索对评价结果的影响, 建立预警指标体系, 利用信息技术实现德惠线路运行监察的全面管理, 对采集到的信息进行识别诊断, 引入定性与定量相结合的预警模型, 以评价配电网运行状况, 据此进行警情的识别、诊断, 辅助操作人员做出决策并采取相应的控制措施。

根据需求分析和系统的实际应用情况, 系统的功能模块应有:指标优化、配电网线路、预警控制、线路信息、短路计算、潮流计算、监控分析、系统报表、决策库管理功能模块。

(1) 预警控制功能模块对预测数据进行警度分析后, 警度需要用指示灯表现出来, 让预警结果更直观的展现在运行人员的眼前。同时, 运行人员想进一步了解各个节点的具体数据时, 系统能提供具体数据查询功能。运行人员可以根据警度和具体数据对配电网未来运行趋势进行分析, 并做出决策。 (2) 绘图功能本系统具有自制的绘图功能, 绘制配电网的每条线路, 并对检测点进行标记, 从而为操作人员提供监测网络的直观图。 (3) 线路信息主要是给出配电网络的每条线路的连接情况。 (4) 指标优化功能模块在初步建立的指标体系中, 可能存在冗余指标, 需要通过该功能对指标优化, 从而选取具有代表性的指标进行预警。 (5) 短路计算功能对配电网线路的短路节点进行计算。 (6) 潮流计算功能潮流计算是用来计算配电网节点的相关电压、电流值。 (7) 监控分析主要是对配电网的负荷曲线进行监测分析。 (8) 系统报表功能可自动生成各类信息的统计分析报表, 并能查询、打印报表。 (9) 决策库管理功能在平常预警操作时, 需要记录预警的具体情况, 而且操作人员根据每天发的警情应该有详细的分析和记录, 并把这些记录信息放入决策库中, 为以后发生同样的案例做参考。同时, 为以后采用案例推理法实现配电网预警提供可能。决策库有查看、添加、删除、打开数据库等功能。

4 系统实现

本系统进行五级警度, 在预警信息界面对应五颜色的指示灯, 让运行人员可以直观的了解配电网所处于的警度级别, 如下表所示。

在预警操作上, 配电网的每个节点都有各自的警度灯, 而且整个配网有一个综合的警度灯来代表整个网络的警度。同时设有提示框, 如果某个的警度灯为红色时, 则在提示框里将有“注意:节点X需要查看”提示, 操作人员单击“节点X”就会显示出节点的具体数据。系统界面如下图所示, 可以对配网进行准确的预警。

5 结论

本文在系统分析基础之上, 应用VB开发语言及ACCESS数据库技术, 开发实现了配电网预警系统, 系统可以为运行人员提供了城市配电网的警度, 并可以对配电网警情进行统计分析。该系统的研究和实现可对电网调度的安全性起到相当的辅助决策作用, 为提高配电网供电可靠性提供了可能。

参考文献

[1]王月, 王涛.电网安全预警与应急体系建设[J].电力安全技术, 2007 (12) :28-30.

[2]徐精求.配电网抗灾变形分析及大面积断电快速恢复:[博士学位论文[J].西安:西安科技大学, 2008:13-15.

[3]杨强, 徐武祥, 蔡葆锐等.云南省调度安全预警系统的开发与设计[J].电力系统自动化, 2005 (24) :87-89.

配电网设计 篇11

摘要：在我国的配电网络发展的过程中，设计和规划工作的质量是非常关键的，因为其自身的质量直接影响到了电力企业的运行质量，而当今技术的不断发展使得我国的电网建设水平也有了非常大的提升，本文主要分析了GIS系统在配电网规划设计中的应用，以供参考和借鉴。

关键词：配电网规划设计；GIS系统；应用

配电网规划的过程中具有很多特点，它规模比较大，同时在这一过程中通常要划分成不同的阶段，每个阶段都有不同的目标，同时很多因素都会影响到其自身的精确性，工程本身有着非常大的复杂性，在工程建设的过程中一定艺对未来的发展趋势有一个全面的评测，传统的方式已经不能适应当今时代的发展需求，所以在实际的工作中将GIS技术应用到这一过程中可以十分有效的提高规划方案的高效性和科学性。

一、GIS系统在配电网系统中的应用现状

配电网系统管理的过程中，如果能够使用GIS系统，就可以实时了解每一种设备的运行情况，同时还能根据其运行的数据对重要的参数进行计算。对配电线路和电力系统予以全方面的控制，这样就可以更加有效的降低电路运行过程中出现异常现象的概率，确保供电过程中的稳定性。因此，我们说GIS技术是实现数字化和智能化管理的一个非常重要的条件。

二、基于GIS系统的配电网规划方法

1、空间负荷预测

空间负荷预测是配电网规划的基础，主要包括总电量和分类电量预测、总负荷和分类负荷预测、负荷分布预测。

（1）一般情况下，空间符合预测都是按照用地类型和负荷的特征对供电区域进行划分的，在划分之后再对么的哥小区域的负荷予以预测，所以空间负荷就是将总负荷划分成不同小区域的过程。我国的小区负荷预测的过程中通常采用的是负荷密度法，这种方法通常是自下而上开展的，工作的一个重要任务就是对负荷密度进行预测，但是其也存在着比较明显的不足，比较明显的就是这一过程中会严重受到主观因素的影响。分类分区测量法在实际的应用中是对统一负荷所带来的误差予以弥补，这种方法在操作上十分的容易，不需要完成大量的计算，但是结果的精度不高。而基于模糊算法和神经网络的聚类分析方法在应用的过程中可以充分的考虑到不同因素对负荷所产生的影响，计算的精度高，所以在没有充足历史数据的小区会体现出极大的优势。

（2）基于GIS系统的预测实现方法。由于GIS系统的强大功能，因此将GIS系统引入空间负荷预测，可以极大地降低数据收集、分析和处理的难度和工作量。本文以网络聚类分析方法为例，介绍基于GIS系统的负荷密度法的实现方法。

首先按负荷的性质将负荷分为：居民生活负荷、商业负荷、农业负荷、工业负荷和其他等几类。利用GIS系统的功能，将规划区域划为若干小区，收集小区内各类负荷及其相关因素的历史数据和各小区的未来负荷分布数据。

然后采用聚类分析法对收集到的各类数据进行聚类分析，同时按照规划部门提供的小区用地规划来提取分类数据与待测数据的隶属度，最后通过修正量计算，求得相应的小区负荷密度。因此，空间负荷预测可以转化成小区负荷分布预测，在此基础上再进行负荷叠加运算即可以求出负荷的空间分布。

2、变电所的地理位置及容量优化规划

在负荷空间预测的过程中，在得知了每个小区负荷值和分布规律的基础上，如果要可以更好的满足以后负荷发展的实际需求，就一定要使用GIS技术，在该技术的基础上对变电所的地理位置和容量进行改进和完善，最终得出目标年和中段当中每一年的待建变电所的具体位置和容量，这样就可以更好的对电网投资建设所使用的费用予以严格的控制。

具体来说，我们在实际的过程中可以利用已经得到的空间负荷对相关的信息进行预测，在GIS系统的协助下，可以在规划区内的电子图纸上搜索到变电所可能建设的位置，这样也就从大范围内已经选定了一些可以建设变电所的位置，在实际的工作中要考虑到配电网设计的多样性，这样就可以在先对变电所的具体位置和具体的容量进行合理的计算，然后将整个建设周期划分成不同的阶段，在这一过程中要选择出一些满足投资限额，同时也满足负荷要求的一些建设方案，之后选择最佳方案作为建设方案。

3、网络结构优化规划

在完成空间负荷预测和变电所的地理位置及容量优化规划这两个步骤的基础上，紧接着进行的就是网络结构的优化规划。

网络结构优化是通过建立非线性混合整数规划模型，在负荷需求、变电所的地理位置及容量、变压器和线路的容量限制和功率平衡等诸多条件的约束下，规划出目标年和中间各阶段各年度高压和中压配电线路网架结构，同时力求规划水平年各项费用之和最小。

网络结构优化规划结束后，就可以依托GIS系统，在電子地图上形象地显示出各规划年度的网络结构，以及具体的线路信息（包括线路型号和长度、投建改建年份、所属变电所等），这样就可以在地图上直观地看到网络的扩展和分阶段目标。

三、GIS系统在配电网规划设计中的应用优势与瓶颈

1、GIS系统在配电网规划设计中的优势

（1）GIS系统具有强大的运算功能、直观的图文查询功能，大量减少了规划人员工作量，在确保规划成果质量的情况下，极大提高了设计工作效率，实现了质量和效率的同步提升。

（2）依托GIS系统进行配电网规划，可以将传统规划过程中的许多定性指标加以量化，提高了配电网规划工作的精益化，提高了规划成果的科学性和实用性。

（3）基于GIS系统的配电网规划进一步提高了规划工作流程的标准化，对企业整体规划设计水平和管理水平的提高起到促进作用。

（4）有助于GIS系统数据库相关数据的积累，便于随经济、社会的发展，对配电网实施滚动规划，使配电网规划与城市规划同步，与环境协调一致。

2、GIS系统在配电网规划设计中的应用瓶颈

（1）GIS系统在电网规划工作中的推广应用尚需时间、随着GIS系统在电力系统的推广，其应用前景非常广阔，其初期主要集中应用在设备运行和抢修工作中、设备管理部门能够利用GIS的基础信息结合其他设备运行监控系统的信息合理调度，提高抢修效率，但该系统在电网规划专业的应用处于试验阶段，所开发产品带地域特点明显，尚处于推广过程中，系统的可复制性和普适性需要进一步提高。

（2）GIS系统创建初期投入较大、该系统需要基于强大的硬件和软件支撑，而完整而高精度的区域地理信息需要向国上部门购置，这使得该系统前期投入较大，使得经营效益一般的地区望而却步，在仅经济发达地区推广应用效果较好。

（3）系统数据积累需要较长过程、传统配电网规划的历史基础数据无法完全满足该系统的需求，要提高系统规划方案的精确性仍需要在多年运行过程中积累实际历史数据。

四、结束语

在配电网络设计和规划的过程中，需要非常多的数据进行详细的科学的分析，同时还要对其未来的发展方向有一个比较合理的预测，这样才能更好的保证配电网规划和设计的质量。传统的设计方式已经无法满足当今时代的发展需求，再加上当前又出现了GIS技术，所以这项技术也必将成为配电网规划和发展的一个重要的趋势。

参考文献：

[1]王卫涛.GIS系统在配电网络中的应用[J].科技创新导报.2010（04）

10kV配电网设计及节能问题 篇12

1) 要做好基础工作, 首先要对规划供电区进行负荷预测, 确定该区域的用电量, 并进行统计和规划, 有效的掌握负荷的发展情况, 在负荷预测的过程中, 为确保数据的准确性应当结合当地的地理情况, 用电性质, 各区域不同的发展速度来分析;

2) 10k V配电网的技术措施, 一个优秀的10k V配电网不管是在高压还是低压的变电站全停时, 能够转供其所带的全部负荷, 并且不会发生停电等事故;

3) 规划10k V配电网的同时, 要注意充分考虑供电可靠性的问题, 为了提高供电的可靠性, 应该在变电站附近推广10k V环网接线, 并且注意防止电磁环网;

4) 缩短检修、线路施工以及发生事故时的停电范围, 在保证实现控制环网和线路正常运行电流的前提下, 在每回10k V线路设置若干个分段开关, 每段线路设置3~5个即可, 每段的用户控制在7~11户左右;

5) 10k V架空网一般以中性点不接地方式来运行, 因为要考虑10k V配电网在单相接地故障时继电保护装置、绝缘配合、人生安全及提高供电可靠性的有效措施。

2 10k V配电网的有效节能措施

据有关调查统计结果显示, 我国10k V配电网是整个电力系统当中能耗较高的部分, 对其进行节能降耗有助于提高供电企业的经济效益。下面本文从变压器节能和线路节能两个方面对10k V配电的节能措施进行研究。

2.1 10k V配电网变压器的节能措施

通常情况下, 从发电、输电、供配电直到用户用电, 需要经过升压、降压等过程, 由于我国10k V配电网中普遍采用的是降压型变压器, 总体容量相对较大, 从而造成总的损耗过高, 有关调查统计数据结果显示, 在10k V配电网的功耗中, 变压器损耗约占50%~60%左右, 而线路损耗约为40%~50%。由此可见, 对变压器进行节能降耗显得尤为重要。变压器的功耗大体分为两个部分, 一部分是固定损耗, 即空载损耗, 另一部分是可变损耗, 这部分损耗与电流的平方成正比。鉴于此, 下面提出两点变压器节能措施。

1) 积极推广使用节能型变压器。所谓的节能型变压器是性能参数空载、负载损耗均比GB/T6451平均下降10%以上的三相油浸式电力变压器 (10k V及35k V电压等级) ;产品性能参数空载、负载损耗比Gwr10228 (组I) 平均降低1O%以上的干式变压器。与普通型变压器相比, 节能型变压器在总功耗上能够降低很多。如非晶合金变压器, 它的空载损耗较S9型硅钢片变压器能够降低70%以上。需要阐明的是, 这两种变压器额定电流下的负载损耗基本相同, 非晶合金变压器的节能主要体现在空载和不变这两个方面的损耗上。在大范围推广节能型变压器时, 由于其投资成本相对较高, 所以, 应当充分结合现有变压器的实际情况和电网改造分批、分次进行更换。对于超期服役的变压器和国家明令禁止使用的高能耗变压器应当优先更换成节能型变压器, 同时还应对变压器的经济运行进行综合评价分析, 对于运行经济性较差且功耗较高的变压器应进行更换;

2) 无功补偿。造成10k V配电网功率损耗过高的主要原因是功率因数偏低, 如果配电网中的功率因数过低, 那么在同等电压的情况下输电电流便会有所增大, 这样一来不仅会导致无功消耗, 而且还会造成有功损耗增大。解决这一问题最为有效的途径是加装电容器进行无功补偿, 以此来提高功率因数。就10k V配电网而言, 对其进行无功补偿主要就是对配变进行补偿, 通过有效的补偿方式能够达到提高功率因数的目的, 这样便可以起到节能的效果。除此之外, 对配变进行无功补偿还可以确保电压稳定, 这有助于进一步提高电能质量。对于10k V配电网而言, 在对配变进行无功补偿时, 尽可能采取分散补偿的方式, 并从维持整个配电网络的角度出发, 确保无功补偿容量, 实行分区补偿就地平衡。通过无功补偿不仅能够使配电网的能耗大幅度降低, 而且还能显著提高供电企业的经济效益。

2.2 配电线路节能措施

1) 选择合理的导线截面积。由于线路能耗与阻抗成正比, 所以通过增大导线截面积能够降低能耗。在选择导线截面积时, 应当以确保电压质量为基础, 并根据经济电流的密度确定出最为合适的导线截面。需要注意的是, 导线截面并不是越大越好, 因为导线截面过大会造成电缆单位长度的重量和价格提高, 故此, 只需要选择适宜的截面积即可, 不需要一味追求过大的截面积。

2) 合理分配负荷。正常情况下, 线路过长会造成损耗增大, 若是能够缩短线路长度, 则可以使损耗降低, 这样便可以达到节能的目的。因此, 10k V配电网应合理进行布局, 在不影响电能传输的情况下, 尽可能缩短线路距离。同时, 电源点也应当合理布置, 确保负荷由最近的电源供电。此外, 三相负荷不平衡也会使线路和配电的损耗增加, 所以理想的状态是三相功率完全平衡, 但现实中很难做到这一点, 因此, 供电企业应当按照负荷的重要性、用电时间和用电量等因素, 尽可能使负荷保持平衡, 这有助于降低功率损耗, 进而达到节能的目的。

3 结论

总而言之, 10k V配电网的设计与节能是一项长期且艰巨的工作, 对于电力供电企业而言无论是从经济效益还是社会效益都有必要进行节能降耗, 这既是国家对其提出的基本要求, 也是企业必须解决的首要问题。配电网能耗的降低不但能够进一步提高供电质量, 而且还能显著提升经济效益, 所以必须采取科学合理、切实可行的方法对10k V配电网进行设计, 并积极采用各种节能措施, 这有助于促进我国电力事业健康、稳定、可持续发展。

摘要：10kV配电网是电力系统当中较为重要的组成部分之一, 同时也是能耗较高的部分。因此, 对配电网进行节能就显得尤为重要。10kV配电网的特点是分布范围广、线路情况复杂, 其节能潜力非常巨大, 只要采取科学合理、行之有效的措施, 就能够显著降低配电网的功耗, 进而达到节能的目的。基于此点, 本文就10kV配电网设计及节能问题进行浅谈。

关键词：10kV配电网,设计,节能

参考文献

[1]覃宗武.论10kV配电网设计及节能问题思考[J].大科技, 2012 (10) :76-77.

[2]朱刚.10kV配电网降损节能初探[J].华东科技:学术版, 2012 (10) :254-254.