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城乡电网混合配电技术研究

作者:李鸿鹏 来源:电子技术与软件工程 论文栏目:计算机论文     更新时间:2019-07-12   浏览

本学术论文《城乡电网混合配电技术研究》,转载自学术期刊《电子技术与软件工程》2014年12期 发表过的职称 论文,原文作者:李鸿鹏,由中国学术论文网编辑整理录入,仅供您在电网,配电,单相两线制,单三相混合等方面参考学习。

李鸿鹏

摘 要

本文通过对、单相三线制以及单相配电与三相配电相结合的混合配电模式进行了分析研究,可以看出单三相混合配电模式与目前我国低压配电普遍采用的配电系统相比较,他的低压线路降损更加明显,同时电能质量更高、供电也更加可靠。将10kV线路引入负荷中心,按照小容量、密布点、短半径的原则采用单相配电新模式是将来发展的趋势。

【关键词】电网 配电 单相两线制 单三相混合

当前,我国低压供电系统采用的为低压三相四线制和中性点直接接地系统以及中压(IOkV)多采用中性点绝缘的低压配电系统。这种低压供电系统采用集中供电的配变布点方式,这就形成了单相负荷供电的半径过长,同时低压线损偏大的缺点;另外由于这种供电方式的供电半径较大,所以其电压损失也随之而增加,对于用电居民的用电质量造成很大的影响,无法满足稳压用电的要求。在当前的供电系统中,三相动力用电与单相居民生活用电大部分情况下共同使用同一台配电变压器,这种简单的配变形式非常容易造成混合供电,容易造成电能的损失,变压器的工作效率降低,造成电能损失。

1 我国城乡常用供电系统模式

我国当前城乡用电多数为10KV电源单相配电系统到户,这种配电方式能够有效降低损失,减少消耗,具有小容量、密布点的优点。

1.1 单相两线制供电系统

单相二线制供电系统即当10KV高压电经过变压器高压侧线圈后,通过低压侧线圈,电压变为220V市电,即电压比为10KV/220V,同时低压侧接地。单项二线制供电系统仅有2跟接线。在单相二线制供电方式下,假设有两个单相负载Z1和Z2,且Z1=Z2,一根导线电阻为Ro。

则线路损耗W=2I2 × Ro ×T ×10-3

式中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.2 单相三线制供电系统

单相三线制供电系统的单相电压分相位相差为180°,形成两个单相电压,同时,在其中间点直接引出一条导线,进行接地连接式。

在单相三线制供电方式中,假设负荷对称,即Z1=Z2,那么在零线中并没有电流存在。而如果单相负载及单相两线制的负载相同,即两者输送出相同的功率的时候,其与比较,这种供电电流为单相两线制供电系统1/2。它的线路损耗为:

其中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.3 单三相混合供电系统

在当前的形式下,随着城乡用电负荷不断增加,就需要采用先进工艺的三相负荷供电系统,这种先进的供电系统必须具有合适的容量,目前采用的这种先进工艺供电系统为单三相混合配电系统。单三相混合配电系统的实现方式多种多样,可以根据具体实际情况进行因地制宜的进行选择,即可以采用中性点不接地三相制以及单相用两线的方式进行供电,也可以采用中性点不接地的三相制以及采用隔离变压器、单相用一线一地的方式进行供电,另外还有许多其他中方式进行供电,采用哪种具体的供电方式,要根据实际情况,结合本地电网特点,做到按需选择,选择的原则是以安全、高效为基础,节能、实用为前提,尽可能的因地制宜利用好当地的电力资源,合理选择供电系统。

2 单三相混合配电系统特点

2.1 供电方式较简单,容易实现

对于单三相混合配电系统来说,无论是开关设备还是三相配电变压器都可以正常使用,操作非常简单,更加容易实现,为实现这种目标仅仅需要配备相应的单相配电变压器系列产品即可。

2.2 节省原料,减少空载电流

单项变压器与三相变压器相比较具有更多的有点,单相变压器采用的原料更少,与相同容量三相变压器相比,单项变压器所用的铁重仅为三相变压器的80%,所用的铜的质量仅为三相变压器的90%左右,节约了原材料,降低了制造成本,同时节约了大量的金属矿物资源,增加了安全性。单相变压器采用的为卷铁心结构,与三相变压器相比较其空载损耗仅为其85% 左右,而其空载电流则会下降到50% ~80%,大大减少了能源消耗,提高了效率 。

通过理论计算可以看出来,如果在电网中采用一线一地制的单相供电系统,会大大降低输电损耗,在相同条件下,输送相同电力容量,采用一线一地制的单相供电系统,在相同允许电压降时所使用的导线仅为传统供电系统的37-67%;相同经济电流时,所用导线为传统供电系统的56%左右,从以上数据可以看出采用一线一地制的单相供电系统,在确保正常供电的前提下,会大大节省导线用量,有效的实现了节约材料,降低费用的目的。

2.3 变压器结构简单、使用量大,适合批量使用

单相变压器与其它变压器相比较,由于其仅为单项结构,因此所用原料更少,结构更加简单,质量也更加稳定,尤其适合于大批量的现代化生产线进行生产,能够有效降低成本,提高产品质量,节约能源,提高效率,具有更加广阔的发展前景。

2.4 安全性高

单三相混合配电系统供电可靠性比较高,当发生一相接地时,由于其特殊的结构决定了它不会马上短路、跳闸,在一相接地时,供电系统仍然可以继续运行,这就大大方便了维修人员,能够及时进行查询并排除故障,保持了中性点不接地系统的优点。

3 发展趋势

随着电力市场化逐步开展,线损等电能损耗和经济效益密切联系在一起,电力系统运行经济性直接关系到广大用户和电企业的经济效益,同时也是社会效益和能耗状况的重要体现。但是由于配电网建设投资滞后而负荷增长快速,所以要在配电网的节能降耗方面进行大力挖掘,深挖电力传输中节能降耗的潜力,进行配电网节能降耗优化改造方案的研究,同时大力推进节能措施对配电网经济运行。

通过城乡配电系统的分析研究,可以看出在10KV配电系统的建设和改造中,采用10kV电源到户的配电方案,按照小容量、密布点、短半径配置原则的低压供电方式较三相四线制供电方式所具有的优越性。

参考文献

[1]王兴攀,李可,马孝义等.宣威市配电网络节能降损方案研究[J].电力学报,2011,26(2):91-94.

[2]张利生.电力网电能损耗管理及降损技术[M].北京 中国电力出版社,2006.

[3]赖斯,张勇军,廖民传等.文昌配电网节能降耗综合治理方案研究[J].南方电网技术,2008,2(3):42-45.

[4]杨慧.无功补偿技术对低压电网功率因数的影响]J].继电器,2007,35(3):34-36.

作者单位

国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 辽宁省朝阳市 122000

摘 要

本文通过对、单相三线制以及单相配电与三相配电相结合的混合配电模式进行了分析研究,可以看出单三相混合配电模式与目前我国低压配电普遍采用的配电系统相比较,他的低压线路降损更加明显,同时电能质量更高、供电也更加可靠。将10kV线路引入负荷中心,按照小容量、密布点、短半径的原则采用单相配电新模式是将来发展的趋势。

【关键词】电网 配电 单相两线制 单三相混合

当前,我国低压供电系统采用的为低压三相四线制和中性点直接接地系统以及中压(IOkV)多采用中性点绝缘的低压配电系统。这种低压供电系统采用集中供电的配变布点方式,这就形成了单相负荷供电的半径过长,同时低压线损偏大的缺点;另外由于这种供电方式的供电半径较大,所以其电压损失也随之而增加,对于用电居民的用电质量造成很大的影响,无法满足稳压用电的要求。在当前的供电系统中,三相动力用电与单相居民生活用电大部分情况下共同使用同一台配电变压器,这种简单的配变形式非常容易造成混合供电,容易造成电能的损失,变压器的工作效率降低,造成电能损失。

1 我国城乡常用供电系统模式

我国当前城乡用电多数为10KV电源单相配电系统到户,这种配电方式能够有效降低损失,减少消耗,具有小容量、密布点的优点。

1.1 单相两线制供电系统

单相二线制供电系统即当10KV高压电经过变压器高压侧线圈后,通过低压侧线圈,电压变为220V市电,即电压比为10KV/220V,同时低压侧接地。单项二线制供电系统仅有2跟接线。在单相二线制供电方式下,假设有两个单相负载Z1和Z2,且Z1=Z2,一根导线电阻为Ro。

则线路损耗W=2I2 × Ro ×T ×10-3

式中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.2 单相三线制供电系统

单相三线制供电系统的单相电压分相位相差为180°,形成两个单相电压,同时,在其中间点直接引出一条导线,进行接地连接式。

在单相三线制供电方式中,假设负荷对称,即Z1=Z2,那么在零线中并没有电流存在。而如果单相负载及单相两线制的负载相同,即两者输送出相同的功率的时候,其与比较,这种供电电流为单相两线制供电系统1/2。它的线路损耗为:

其中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.3 单三相混合供电系统

在当前的形式下,随着城乡用电负荷不断增加,就需要采用先进工艺的三相负荷供电系统,这种先进的供电系统必须具有合适的容量,目前采用的这种先进工艺供电系统为单三相混合配电系统。单三相混合配电系统的实现方式多种多样,可以根据具体实际情况进行因地制宜的进行选择,即可以采用中性点不接地三相制以及单相用两线的方式进行供电,也可以采用中性点不接地的三相制以及采用隔离变压器、单相用一线一地的方式进行供电,另外还有许多其他中方式进行供电,采用哪种具体的供电方式,要根据实际情况,结合本地电网特点,做到按需选择,选择的原则是以安全、高效为基础,节能、实用为前提,尽可能的因地制宜利用好当地的电力资源,合理选择供电系统。

2 单三相混合配电系统特点

2.1 供电方式较简单,容易实现

对于单三相混合配电系统来说,无论是开关设备还是三相配电变压器都可以正常使用,操作非常简单,更加容易实现,为实现这种目标仅仅需要配备相应的单相配电变压器系列产品即可。

2.2 节省原料,减少空载电流

单项变压器与三相变压器相比较具有更多的有点,单相变压器采用的原料更少,与相同容量三相变压器相比,单项变压器所用的铁重仅为三相变压器的80%,所用的铜的质量仅为三相变压器的90%左右,节约了原材料,降低了制造成本,同时节约了大量的金属矿物资源,增加了安全性。单相变压器采用的为卷铁心结构,与三相变压器相比较其空载损耗仅为其85% 左右,而其空载电流则会下降到50% ~80%,大大减少了能源消耗,提高了效率 。

通过理论计算可以看出来,如果在电网中采用一线一地制的单相供电系统,会大大降低输电损耗,在相同条件下,输送相同电力容量,采用一线一地制的单相供电系统,在相同允许电压降时所使用的导线仅为传统供电系统的37-67%;相同经济电流时,所用导线为传统供电系统的56%左右,从以上数据可以看出采用一线一地制的单相供电系统,在确保正常供电的前提下,会大大节省导线用量,有效的实现了节约材料,降低费用的目的。

2.3 变压器结构简单、使用量大,适合批量使用

单相变压器与其它变压器相比较,由于其仅为单项结构,因此所用原料更少,结构更加简单,质量也更加稳定,尤其适合于大批量的现代化生产线进行生产,能够有效降低成本,提高产品质量,节约能源,提高效率,具有更加广阔的发展前景。

2.4 安全性高

单三相混合配电系统供电可靠性比较高,当发生一相接地时,由于其特殊的结构决定了它不会马上短路、跳闸,在一相接地时,供电系统仍然可以继续运行,这就大大方便了维修人员,能够及时进行查询并排除故障,保持了中性点不接地系统的优点。

3 发展趋势

随着电力市场化逐步开展,线损等电能损耗和经济效益密切联系在一起,电力系统运行经济性直接关系到广大用户和电企业的经济效益,同时也是社会效益和能耗状况的重要体现。但是由于配电网建设投资滞后而负荷增长快速,所以要在配电网的节能降耗方面进行大力挖掘,深挖电力传输中节能降耗的潜力,进行配电网节能降耗优化改造方案的研究,同时大力推进节能措施对配电网经济运行。

通过城乡配电系统的分析研究,可以看出在10KV配电系统的建设和改造中,采用10kV电源到户的配电方案,按照小容量、密布点、短半径配置原则的低压供电方式较三相四线制供电方式所具有的优越性。

参考文献

[1]王兴攀,李可,马孝义等.宣威市配电网络节能降损方案研究[J].电力学报,2011,26(2):91-94.

[2]张利生.电力网电能损耗管理及降损技术[M].北京 中国电力出版社,2006.

[3]赖斯,张勇军,廖民传等.文昌配电网节能降耗综合治理方案研究[J].南方电网技术,2008,2(3):42-45.

[4]杨慧.无功补偿技术对低压电网功率因数的影响]J].继电器,2007,35(3):34-36.

作者单位

国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 辽宁省朝阳市 122000

摘 要

本文通过对、单相三线制以及单相配电与三相配电相结合的混合配电模式进行了分析研究,可以看出单三相混合配电模式与目前我国低压配电普遍采用的配电系统相比较,他的低压线路降损更加明显,同时电能质量更高、供电也更加可靠。将10kV线路引入负荷中心,按照小容量、密布点、短半径的原则采用单相配电新模式是将来发展的趋势。

【关键词】电网 配电 单相两线制 单三相混合

当前,我国低压供电系统采用的为低压三相四线制和中性点直接接地系统以及中压(IOkV)多采用中性点绝缘的低压配电系统。这种低压供电系统采用集中供电的配变布点方式,这就形成了单相负荷供电的半径过长,同时低压线损偏大的缺点;另外由于这种供电方式的供电半径较大,所以其电压损失也随之而增加,对于用电居民的用电质量造成很大的影响,无法满足稳压用电的要求。在当前的供电系统中,三相动力用电与单相居民生活用电大部分情况下共同使用同一台配电变压器,这种简单的配变形式非常容易造成混合供电,容易造成电能的损失,变压器的工作效率降低,造成电能损失。

1 我国城乡常用供电系统模式

我国当前城乡用电多数为10KV电源单相配电系统到户,这种配电方式能够有效降低损失,减少消耗,具有小容量、密布点的优点。

1.1 单相两线制供电系统

单相二线制供电系统即当10KV高压电经过变压器高压侧线圈后,通过低压侧线圈,电压变为220V市电,即电压比为10KV/220V,同时低压侧接地。单项二线制供电系统仅有2跟接线。在单相二线制供电方式下,假设有两个单相负载Z1和Z2,且Z1=Z2,一根导线电阻为Ro。

则线路损耗W=2I2 × Ro ×T ×10-3

式中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.2 单相三线制供电系统

单相三线制供电系统的单相电压分相位相差为180°,形成两个单相电压,同时,在其中间点直接引出一条导线,进行接地连接式。

在单相三线制供电方式中,假设负荷对称,即Z1=Z2,那么在零线中并没有电流存在。而如果单相负载及单相两线制的负载相同,即两者输送出相同的功率的时候,其与比较,这种供电电流为单相两线制供电系统1/2。它的线路损耗为:

其中I为线路总电流,A;

Ro为导线电阻,Ω;

T为运行时间,h。

1.3 单三相混合供电系统

在当前的形式下,随着城乡用电负荷不断增加,就需要采用先进工艺的三相负荷供电系统,这种先进的供电系统必须具有合适的容量,目前采用的这种先进工艺供电系统为单三相混合配电系统。单三相混合配电系统的实现方式多种多样,可以根据具体实际情况进行因地制宜的进行选择,即可以采用中性点不接地三相制以及单相用两线的方式进行供电,也可以采用中性点不接地的三相制以及采用隔离变压器、单相用一线一地的方式进行供电,另外还有许多其他中方式进行供电,采用哪种具体的供电方式,要根据实际情况,结合本地电网特点,做到按需选择,选择的原则是以安全、高效为基础,节能、实用为前提,尽可能的因地制宜利用好当地的电力资源,合理选择供电系统。

2 单三相混合配电系统特点

2.1 供电方式较简单,容易实现

对于单三相混合配电系统来说,无论是开关设备还是三相配电变压器都可以正常使用,操作非常简单,更加容易实现,为实现这种目标仅仅需要配备相应的单相配电变压器系列产品即可。

2.2 节省原料,减少空载电流

单项变压器与三相变压器相比较具有更多的有点,单相变压器采用的原料更少,与相同容量三相变压器相比,单项变压器所用的铁重仅为三相变压器的80%,所用的铜的质量仅为三相变压器的90%左右,节约了原材料,降低了制造成本,同时节约了大量的金属矿物资源,增加了安全性。单相变压器采用的为卷铁心结构,与三相变压器相比较其空载损耗仅为其85% 左右,而其空载电流则会下降到50% ~80%,大大减少了能源消耗,提高了效率 。

通过理论计算可以看出来,如果在电网中采用一线一地制的单相供电系统,会大大降低输电损耗,在相同条件下,输送相同电力容量,采用一线一地制的单相供电系统,在相同允许电压降时所使用的导线仅为传统供电系统的37-67%;相同经济电流时,所用导线为传统供电系统的56%左右,从以上数据可以看出采用一线一地制的单相供电系统,在确保正常供电的前提下,会大大节省导线用量,有效的实现了节约材料,降低费用的目的。

2.3 变压器结构简单、使用量大,适合批量使用

单相变压器与其它变压器相比较,由于其仅为单项结构,因此所用原料更少,结构更加简单,质量也更加稳定,尤其适合于大批量的现代化生产线进行生产,能够有效降低成本,提高产品质量,节约能源,提高效率,具有更加广阔的发展前景。

2.4 安全性高

单三相混合配电系统供电可靠性比较高,当发生一相接地时,由于其特殊的结构决定了它不会马上短路、跳闸,在一相接地时,供电系统仍然可以继续运行,这就大大方便了维修人员,能够及时进行查询并排除故障,保持了中性点不接地系统的优点。

3 发展趋势

随着电力市场化逐步开展,线损等电能损耗和经济效益密切联系在一起,电力系统运行经济性直接关系到广大用户和电企业的经济效益,同时也是社会效益和能耗状况的重要体现。但是由于配电网建设投资滞后而负荷增长快速,所以要在配电网的节能降耗方面进行大力挖掘,深挖电力传输中节能降耗的潜力,进行配电网节能降耗优化改造方案的研究,同时大力推进节能措施对配电网经济运行。

通过城乡配电系统的分析研究,可以看出在10KV配电系统的建设和改造中,采用10kV电源到户的配电方案,按照小容量、密布点、短半径配置原则的低压供电方式较三相四线制供电方式所具有的优越性。

参考文献

[1]王兴攀,李可,马孝义等.宣威市配电网络节能降损方案研究[J].电力学报,2011,26(2):91-94.

[2]张利生.电力网电能损耗管理及降损技术[M].北京 中国电力出版社,2006.

[3]赖斯,张勇军,廖民传等.文昌配电网节能降耗综合治理方案研究[J].南方电网技术,2008,2(3):42-45.

[4]杨慧.无功补偿技术对低压电网功率因数的影响]J].继电器,2007,35(3):34-36.

作者单位

国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 辽宁省朝阳市 122000

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