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作者许继和,韩坚,刘松
出版社江苏大学出版社有限责任公司
ISBN9787568416924
出版时间2019-12
装帧平装
开本16开
定价52元
货号11387490
上书时间2025-01-03
第1章引言
1.1背景及意义
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统,配电网在其中承担着电能分配的功能,是电力系统的重要组成部分,其供电可靠性和供电质量直接影响工业生产和社会经济发展,同时也与人们的生活质量密切相关。但长久以来,配电网的发展相较于电力系统的其他环节相对滞后,越来越难以满足用电需求,主要体现在以下几个方面:①配电网投资相对于电力系统的其他环节来说比例较小,导致配电网的发展速度跟不上高质量用电的需要;②配电网发展水平较低许名设名在么牛修尤其是在一些偏远的山区和农村;③早期的配电结构规划不能适应配电网的发展,导致部分线路上的设备容量逐渐饱和,甚至有一些处在过载运行的状况下;④自动化水平低,设备过载不易被发现,检修时间长,导致用户供电可靠性较低。为贯彻《关于加快配电网建设改造的指导意见》,落实中央“稳增长、防风险”的有关部署,加快配电网建设改造,国家能源局在2015年7月31日发布的《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》中明确提出:2015-2020年,配电网建设改造投资不低于2万亿元,其中2015年投资不低于3000亿元,“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元,5年后城市供电可靠率将达99.99%。
近年来,随着分布式电源的迅速发展,风电、光伏发电等新能源发电大规模并网,电动汽车等多元负荷的快速发展和广泛接入,使配电网面临新的挑战,对配电网的灵活性和适应性提出了新的要求。《电力发展“十三五”规划》中提出:“十三五”期间,我国将加快推进“互联网+”智能电网建设,全面提升电力系统的智能化水平,提高电网接纳和优化配置多种能源的能力,满足多元用户的供需互动。智能配电网是智能电网的关键环节之一,相比于传统的配电网,智能配电网有更高的要求,包括自愈能力、更高的安全性、更高的电能质量和支持分布式电源的大量接入等。
由此可见,在未来一段时间内,配电网的发展将进入一个新的时期。在我国,电力用户遭受停电的事件中近90%是由中低压配电网故障造成的,造成电能质量问题的主要因素也是配电网。随着分布式电源渗透率的提高,分布式电源接入对配电网故障保护的影响已经成为发展智能配电网和提高供电可靠性亟待解决的问题。
在输电系统中,中性点接地方式大多为直接接地,故障电流大、危害大,在电力系统发展的过程中,已经建立了一套完备的继电保护策略,动作于跳闸的继电保护技术可以有选择地、快速地、高灵敏地、可靠地隔离故障区域,防止故障进一步扩大,保证了输变电设备和电力系统安全稳定地运行。相对而言,我国配电网大部分采用的是10kV电压等级配电线路向用户供电,为了提高配电线路的供电可靠性,中性点接地方式大多以中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式为主,发生接地故障后故障特征量不明显、故障危害较小,但由于配电线路架设环境相对复杂,接地故障发生概率远高于输电线路,所以小电流接地故障的检测和保护是当前的研究热点,已有比较成熟的理论成果和现场应用。而在目前的配电网中,对于断线故障和断线后带电导线落地造成更为复杂的故障(断线接地复故障)的重视程度明显不足,也没有专门反应单相断线故障的监测和保护装置。对此类故障的发现和处理,主要还是依赖现场运维人员的经验,但是人工判断存在准确度低、判断时间长和故障类型诊断困难等问题,不利于配电网的安全稳定运行,也与智能配电网发展的趋势很不相称。
配电线路发生断线故障的原因主要有:①外力作用,如树木被风刮倒拉断线路,或者施工不慎导致高坠物体压断线路等;②电气作用,如年久受损线路由于短路故障或过载等导致流过大电流,受损处发热烧断,或者电场分布不均导致断线;③自然灾害,如雷击电弧断线和冻雨结冰断线;④人为原因,如施工质量差、金具被盗窃、乱搭乱扯线路等原因导致断线。
有关数据显示,1994年8月至9月,山东省内配电线路故障高达1640起,其中10kV馈线断线38处,低压侧断线338处;2000年,山西大同城区变压器缺相故障达112次,其中包括10余次中性线断线故障;2004年,新疆乌鲁木齐10kV配电网断线故障57次,其中17次伴有接地故障;2006年6月至8月,江
苏苏州市区10kV架空绝缘线路雷击断线26次,其中单相断线9次,多相断线17次;2010年夏季,上海嘉定供电公司配电线路发生跳闸138次,其中断线4次,并造成大范围停电事故;2013年,成都市新都区发生雷击跳闸多达31次,其中断线故障6次,严重影响了配电线路的供电可靠性。在线路发生断线故障后,故障线路负序电流突增,负荷侧的电压、电流出现严重不对称,电动机会因缺相运行转速急剧下降甚至烧毁。若故障不能及时处理,带电导线极有可能出现接地现象,造成更为复杂的故障,带电导线落地还将严重威胁配电网的安全稳定运行和生命财产安全。
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