輸配電常識

一、簡介

1、輸配電的概念包括三個方面，即輸電、變電、配電。

2、輸電是指電能的傳輸，通過輸電，把相距甚遠的(可達數(shù)千公里)發(fā)電廠和負荷中心聯(lián)系起來，使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。

3、變電是指利用一定的設(shè)備將電壓由低等級轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩燃?升壓)或由高等級轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芗壍倪^程。

4、配電則是消費電能地區(qū)內(nèi)將電力分配至用戶的分配手段，直接為用戶服務(wù)。

5、輸電和配電設(shè)施：包括變電站、線路等設(shè)備。

6、輸電網(wǎng)：由所有輸電設(shè)備連接起來組成。也稱為輸電系統(tǒng)。

7、配電網(wǎng)：從輸電網(wǎng)到用戶之間的配電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，稱為。也可稱為配電系統(tǒng)。

8、電力系統(tǒng)：輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)再加上發(fā)電廠和用電設(shè)備統(tǒng)。電力系統(tǒng)中各種不同的電力設(shè)備均有各自的額定電壓，它們構(gòu)成整個電力系統(tǒng)的電壓等級。輸電采用的電壓高于配電電壓。輸電和配電電壓界限的劃分不是固定不變的，隨電網(wǎng)覆蓋的區(qū)域和容量大小而變化。

9、配電電壓：我國已頒發(fā)的《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》規(guī)定:35~110kV為高壓配電電壓;10kV為中壓配電電壓;220/380V為低壓配電電壓。在某些地區(qū)220kV輸電網(wǎng)尚未形成前，110kV(甚至35kV)也可作為輸電電壓。就我國目前絕大多數(shù)電網(wǎng)來說，220kV為高壓輸電電壓(HV)，330kV、500kV為超高壓輸電電壓(EHV)，更高一級輸電電壓正在研究論證之中。

二、輸電

1、分類

按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。

19世紀80年代首先成功地實現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當時技術(shù)條件下難于繼續(xù)提高，以致輸電能力和效益受到限制。

19世紀末，直流輸電逐步為交流輸電所代替。交流輸電的成功，迎來了20世紀電氣化社會的新時代。

目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50Hz(或60Hz)。20世紀60年代以來直流輸電又有新發(fā)展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統(tǒng)。

2、等級

輸電的基本過程是創(chuàng)造條件使電磁能量沿著輸電線路的方向傳輸。線路輸電能力受到電磁場及電路的各種規(guī)律的支配。以大地電位作為參考點(零電位),線路導(dǎo)線均需處于由電源所施加的高電壓下,稱為輸電電壓。

輸電線路在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟等各項因素后所確定的最大輸送功率，稱為該線路的輸送容量。輸送容量大體與輸電電壓的平方成正比。因此，提高輸電電壓是實現(xiàn)大容量或遠距離輸電的主要技術(shù)手段，也是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標志。

在輸電過程中，輸電電壓的高低根據(jù)輸電容量和輸電距離而定，一般原則是:容量越大，距離越遠，輸電電壓就越高。遠距離輸電等級有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750等十個等級。

從發(fā)展過程看，輸電電壓等級大約以兩倍的關(guān)系增長。當發(fā)電量增至4倍左右時,即出現(xiàn)一個新的更高的電壓等級。通常將 220千伏及以下的輸電電壓稱為高壓輸電,330~765千伏等級的輸電電壓稱為超高壓輸電,1000千伏及以上的輸電電壓稱為特高壓輸電。提高輸電電壓,不僅可以增大輸送容量,而且會使輸電成本降低、金屬材料消耗減少、線路走廊利用率增加。至1987年止,世界上已經(jīng)使用的交流輸電電壓達到 765千伏。1150千伏的特高壓交流輸電已經(jīng)有工業(yè)性試驗。已建成的最大的直流輸電工程,其輸電電壓為±750千伏，輸送距離2400公里，設(shè)計輸送容量為600萬千瓦。

三、變電

1、介紹  變電是指電力系統(tǒng)中，通過一定設(shè)備將電壓由低等級轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩燃?升壓)或由高等級轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷燃?降壓)的過程。電力系統(tǒng)中發(fā)電機的額定電壓一般為(15~20)千伏以下。常用的輸電電壓等級有765千伏、500千伏、220~110千伏、35~60千伏等;配電電壓等級有35~60千伏、3 ~10千伏等;用電部門的用電器具有額定電壓為 3~15 千伏的高壓用電設(shè)備和110 伏、220伏、380伏等低壓用電設(shè)備。所以，電力系統(tǒng)就是通過變電把各不同電壓等級部分聯(lián)接起來形成一個整體。

2、存在問題

（1）操作失誤與錯誤  變電操作員是保證變電運行的直接執(zhí)行者。由于變電運行特點是維護的設(shè)備多，出現(xiàn)異常和障礙的機率大，工作繁瑣乏味，容易造成人員思想上的松懈，所以在變電運行中，任何不規(guī)范的行為，都可能影響電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行，甚至造成重大事故。

（2）防范措施不到位  企業(yè)管理者貫徹落實防止誤操作事故的措施未到位，如值班員可以不經(jīng)車間管理人員許可就使用接地刀閘機構(gòu)箱的機械掛鎖的鑰匙。在執(zhí)行危險點分析與控制措施工作方面存在流于形式、應(yīng)付檢查的現(xiàn)象，并沒有真正落在實處。

（3）缺少員工安全培訓(xùn)  職工培訓(xùn)中針對性和實效性不強，職工安全素質(zhì)及專業(yè)技能難以滿足工作要求，沒有真正使安全制度、要求和措施深入職工日常工作。

（4）設(shè)備老化，未能及時更新  電氣設(shè)備從出廠到安裝投人使用，隨著時間的推移，逐步老化，超過使用壽命年限，設(shè)備的隱患威脅著變電運行的安全。變電運行涉及的設(shè)備在使用過程中，沒有及時進行新改造，是造成安全事故的潛在隱患 。

四、配電

1、介紹  配電(power distribution)是在電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應(yīng)的控制保護設(shè)備組成。

2、供電方式

（1）交流供電方式 配電系統(tǒng)中常用的交流供電方式有:

①三相三線制。分為三角形接線(0.4kv電動機和照明)和星形接線(用于低壓三相0.23kv工業(yè)照明配電以及0.23kv三相電動機)。

②三相四線制。用于0.4kv/0.23kv低壓動力與照明混合配電 。

③三相二線一地制。多用于農(nóng)村配電(因為安全問題早已淘汰)。

④單相單線制27.5kv。常用于電氣鐵路牽引供電。

⑤單相二線制0.23kv(由三相四線制獲得)。主要供應(yīng)居民用電。

（2）直流供電方式 配電系統(tǒng)常用的直流供電方式有:

①二線制。用于城市無軌電車、地鐵機車、礦山牽引機車等的供電。

②三線制。供應(yīng)發(fā)電廠、變電所、配電所自用電和二次設(shè)備用電，電解和電鍍用電。

一次配電網(wǎng)絡(luò)是從配電變電所引出線到配電變電所(或配電所)入口之間的網(wǎng)絡(luò)。在中國又稱高壓配電網(wǎng)絡(luò)。電壓通常為6~10千伏 ，城市多使用10千伏配電。隨著城市負荷密度加大，已開始采用20千伏配電方案。由配電變電所引出的一次配電線路的主干部分稱為干線。由干線分出的部分稱為支線。支線上接有配電變壓器。一次配電網(wǎng)絡(luò)的接線方式有放射式與環(huán)式兩種。

二次配電網(wǎng)絡(luò)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(luò)。接線方式除放射式和環(huán)式外，城市的重要用戶可用雙回線接線。用電負荷密度高的市區(qū)則采用網(wǎng)格式接線。這種網(wǎng)絡(luò)由多條一次配電干線供電，通過配電變壓器降壓后，經(jīng)低壓熔斷器與二次配電網(wǎng)相連。由于二次系統(tǒng)中相鄰的配電變電器初級接到不同的一次配電干線，可避免因一次配電線故障而導(dǎo)致市中心區(qū)停電。

配電線路按結(jié)構(gòu)有架空線路和地下電纜。農(nóng)村和中小城市可用架空線路，大城市(特別是市中心區(qū))、旅游區(qū)、居民小區(qū)等應(yīng)采用地下電纜。

3、現(xiàn)狀

配電網(wǎng)絡(luò)作為當代電力供應(yīng)的基礎(chǔ)，在國家經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展中占有十分重要的地位。在配電網(wǎng)絡(luò)搭建過程中，為實現(xiàn)電源中電能有效傳輸?shù)哪康?，需要在不通過地區(qū)設(shè)立對應(yīng)的級別的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過電力傳輸網(wǎng)絡(luò)的搭建，滿足不同地區(qū)對電力的需求，以充足的電力供應(yīng)促進地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展?；诓煌娫粗须娦再|(zhì)的差異，我國配電網(wǎng)絡(luò)的搭建有效適應(yīng)了多變的電網(wǎng)環(huán)境，能夠通過靈活轉(zhuǎn)變電能性質(zhì)以實現(xiàn)對不同性質(zhì)電能的傳輸。伴隨著電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)研究的逐漸深入，我國開始對電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的有效方式進行探究，通過研究電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的不同形式，并對比不同構(gòu)建方案的可行性，選取出最為有效的配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式。通過對比多項電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案，并結(jié)合我國現(xiàn)階段電力發(fā)展現(xiàn)狀，采取新舊結(jié)合手段進行配電網(wǎng)絡(luò)的搭建成為當下最為有效的電網(wǎng)搭建方式。我國新舊配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程的開展，在有效推動我國電力傳輸水平進步的同時，也對我國的經(jīng)濟發(fā)展和供電行業(yè)建設(shè)提出了一定要求，因此結(jié)合我國電力發(fā)展的實際對配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建進行優(yōu)化，是當下我國配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展面臨的首要任務(wù) 。