电力系统配电培训课件

电力系统配电培训课件第一章电力系统与配电基础概述系统架构电力系统结构全景发电输电通过火电、水电、核电、新能源等方式将一次能源转换为电能，是电力供应的利用超高压和高压线路，将电能从发电厂远距离、大容量地输送到负荷中心区源头域变电配电通过变电站将高压电能转换为适合配电的中压电能，实现电压等级的合理分将电能分配到各类用户，包括工业、商业和居民用户，确保电力的最终安全可配靠供应配电系统的关键作用配电网的分类体系•连接输电网与终端用户的桥梁高压配电网110kV及以下输送大容量电能•保障供电的最后一公里可靠性中压配电网10kV、20kV向区域供电•实现电能质量的精细化管理•支撑经济社会发展的基础设施电压等级配电线路电压等级详解电压等级的合理划分是电力系统安全经济运行的基础不同电压等级适用于不同的输送距离、负荷容量和供电场景理解各电压等级的特点和应用范围，对配电系统设计至关重要超高压输电高压配电500kV及以上110kV、66kV用于远距离、大容量电能输送，连接区域电网，输送效率高、损耗小，是电承担区域电网与地方电网的连接，向城市及工业负荷中心供电，覆盖范围网的主干网络广，供电能力强中压配电低压配电20kV、10kV、6kV380V、220V配电系统的核心电压等级，负责向配电变压器供电，是城乡配电网的主要构直接向终端用户供电，包括居民、商业和小型工业用户，是最贴近用户的供成部分电环节配电系统架构图解本图展示了典型配电系统的完整架构，从变电站到配电线路，再到低110kV10kV400V压用户的全流程图中标注了各关键设备包括主变压器、高压开关柜、配电变压器、环网柜等，以及各电压等级之间的转换关系现代配电系统结合了架空线路与地下电缆，通过智能开关设备实现灵活可靠的供电模式，确保城市电力供应的连续性和安全性第二章配电网典型接线方式配电网的接线方式决定了供电的可靠性、灵活性和经济性不同的接线方式适用于不同的负荷特性和地理环境本章将详细介绍辐射式、环网式和网状配电网三种主要接线方式辐射式辐射式配电网结构特点与应用场景辐射式配电网是最简单、最经济的配电方式，电源从变电站出发，像树枝一样向各个方向辐射供电这种方式特别适合负荷分布均匀、供电可靠性要求不太高的区域，如郊区、农村配电网主要优点•结构简单清晰，易于规划设计•投资成本低，建设周期短•运行维护方便，故障定位快•保护配置简单，选择性好主要缺点•供电可靠性相对较低•单一故障影响范围较大•末端电压质量难以保证•不适合重要负荷供电典型应用10kV辐射式线路广泛应用于负荷密度较低的城郊和农村地区，通过合理配置分段开关，可在一定程度上提高供电可靠性环网式环网式配电网环网式配电网通过形成闭合回路，显著提高了供电可靠性，是现代城市配电网的主流接线方式当线路某一点发生故障时，可以从另一方向继续供电，大大减少了停电范围和时间环网开关1变电站A正常闭合运行主供电源负荷中心用户配电站联络开关正常断开运行环网开关2正常闭合运行变电站B备用电源环网开关的作用与配置典型应用案例环网开关是环网配电系统的核心设备，具有负荷开断、短路保护和隔离功能合理某市核心商业区采用双环网供电，10kV线路形成两个独立环网，配置12台环网配置环网开关的数量和位置，是确保环网可靠运行的关键柜系统投运后，年平均停电时间从48小时降低至5小时，供电可靠性达到

99.94%•实现故障快速隔离与转供•支持不停电检修作业•提供灵活的运行方式调整网状式网状配电网复杂负荷区域的最佳选择维护要点网状配电网具有多个电源点和多条联络建立完善的运行方式管理制度•线路，形成网状结构这种方式适用于定期进行电网运行分析•负荷密度极高、供电可靠性要求极高的加强设备状态监测•区域，如大型工业园区、金融中心、数做好继电保护的定期校验•据中心等配备专业技术人员•设计难点实际应用案例潮流计算复杂，需精确分析•某国家级经济开发区采用双回路供110kV短路电流水平高，设备要求严格•电，网状配电网，配置多台联络开10kV继电保护配置难度大，需多重配合•关和自动化装置，实现故障自动隔离与投资成本高，经济性需充分论证•负荷转供，供电可靠性达到以

99.99%上第三章配电设备详解配电设备是配电系统的物质基础，包括变压器、开关设备、保护装置等核心设备掌握各类设备的工作原理、技术参数和应用特点，是从事配电工作的必备知识变压器变压器基础知识配电变压器是改变交流电压的静止电气设备，在配电系统中起着电压变换、电能分配和电气隔离的重要作用合理选择和使用变压器，直接关系到配电系统的安全经济运行油浸式变压器干式变压器箱式变电站采用矿物油作为冷却介质，散热效果好，过载能无油设计，防火性能好，免维护，适用于高层建将变压器、高低压开关设备集成一体，占地小，力强，适用于户外大容量配电场所筑、商业中心等防火要求高的场所安装快，广泛应用于城市配电网变压器容量选择原则变压器接线组别根据负荷性质和发展规划确定容量接线组别表示变压器一次侧和二次侧线电压的相位关系，常用的有•、等接线组别的选择影响变压器的并列运行、继电保考虑同时率和负荷率Yyn0Dyn11•护配置和零序电流分布留有适当的容量裕度（一般）•10-20%中性点接地，适合配电网Yyn0注意季节性负荷的影响••兼顾经济运行区间Dyn11可抑制三次谐波，适合负荷复杂场合开关设备断路器与隔离开关高压断路器与低压断路器区别断路器是配电系统中最重要的控制和保护设备，能够在正常运行条件下接通和断开电路，更能在短路故障条件下自动切断故障电流高压断路器（及以上）10kV•采用真空或SF6气体灭弧•分断能力强，可达

31.5kA以上•配合继电保护装置实现自动跳闸•操作机构复杂，价格较高低压断路器（以下）1kV•空气灭弧，结构相对简单•具有过载、短路、漏电保护功能•分断能力较小，一般50kA以下•广泛应用于终端配电断路器的保护与控制功能短路保护快速切断短路电流，保护设备过载保护防止设备长期过载损坏欠压保护电压过低时自动断开接地保护检测接地故障并动作隔离开关的安全作用隔离开关没有灭弧能力，不能分断负荷电流和短路电流，主要用于隔离电源、形成明显断开点，确保检修安全操作规范必须先断开断路器，再操作隔离开关严禁带负荷拉合隔离开关测量保护互感器与继电保护装置电流互感器（）电压互感器（）CT PT将大电流按比例变换成小电流，供测量仪表和继电保护装置使用二次侧额将高电压按比例变换成低电压，通常变换为100V为测量和保护提供电压信定电流通常为5A或1A号关键要点二次侧不能开路，否则会产生高电压危及人身和设备安全关键要点二次侧不能短路，必须安装熔断器保护继电保护基本原理及常用保护类型继电保护是当电力系统发生故障或异常运行状态时，能够自动、快速、选择性地将故障设备从系统中切除，或发出告警信号的自动装置010203过电流保护速断保护接地保护当线路电流超过整定值时动作，保护线路和设备免受瞬时动作的过电流保护，快速切除线路首端严重短路检测系统接地故障，防止人身触电和设备损坏短路电流损害故障0405距离保护差动保护根据故障点到保护安装处的距离判断是否动作，适用于长线路比较被保护设备两端电流的差值，用于变压器、母线等重要设备保护继电保护在配电系统中的应用案例某10kV配电线路采用三段式电流保护，配置瞬时速断、限时速断和定时限过电流保护当线路发生金属性短路时，速断保护在

0.05秒内动作切除故障；发生较远端故障时，由限时速断或过电流保护配合动作，确保保护的选择性第四章配电线路设计原则配电线路设计是一项综合性技术工作，需要考虑供电可靠性、经济性、安全性等多方面因素科学合理的设计是配电系统安全稳定运行的前提本章将介绍配电线路设计的核心内容和关键技术电气计算线路载流量与电压降计算载流量计算方法及影响因素电压降限值及其控制方法导线的载流量是指导线在允许温度下能够持续通过的最大电流载流量的准确计算电压降是电流通过线路阻抗产生的电压损失过大的电压降会影响用电设备的正常是确保线路安全运行的基础运行和使用寿命主要影响因素电压降允许值导线材质铜导线载流量大于铝导线•10kV配电线路不超过额定电压的6%导线截面截面越大载流量越大•380V低压线路不超过额定电压的7%敷设方式架空线散热好于电缆•对电压质量要求高的场所应更严格环境温度温度越高载流量越小控制电压降的方法线路长度影响散热条件•增大导线截面，降低线路电阻负荷特性连续负荷与间断负荷•缩短供电距离，优化线路路径载流量计算需查阅相关标准手册，并根据实际敷设条件进行修正•提高功率因数，减少无功损耗•合理配置电容器补偿装置•采用较高的配电电压等级设计实例线路载流量计算10kV案例某工业园区10kV架空线路，采用LGJ-95铝绞线，线路长度

3.5公里，负荷容量2000kVA，功率因数

0.85根据查表和修正，该导线在40℃环境温度下的允许载流量为310A计算负荷电流I=2000/√3×10×

0.85=136A，满足载流量要求电压降计算ΔU%=136×

3.5×

0.33×

0.85+136×

3.5×

0.082×

0.53/10000×100%=

4.2%，小于6%的限值，设计合理选线布线配电线路的选线与布线12技术可行性经济合理性线路路径应满足电气技术要求，避开高层建筑、大型树木等障碍物，确保施在满足技术要求的前提下，选择线路路径最短、投资最省的方案，综合考虑工和运行维护方便建设成本和运行费用34环境协调性安全可靠性线路走向应与城市规划协调，考虑景观美化，减少对环境的影响，避开文物避开易发生自然灾害的区域，远离易燃易爆场所，确保线路运行安全和人身保护区和生态敏感区安全地下电缆与架空线路比较环境与安全因素考虑气象条件考虑风速、覆冰、雷电等因素比较项目架空线路电缆线路地质条件避开地质灾害易发区初期投资较低较高（3-5倍）交通条件便于施工和维护净空距离满足对地面、建筑物、道路、河流等的安全距离要求可靠性易受外力破坏可靠性高电磁环境控制电磁辐射在允许范围内检修维护方便快捷复杂困难防雷接地采取有效的防雷和接地措施占用空间占用空中走廊占用地下空间城市核心区、商业繁华地段、历史文化街区宜采用电缆线路；郊区、农村、工业区可采用架空线路；过渡地段可采用电缆与架空线路混合方式城市美观影响景观美观整洁载流量散热好载流大散热差需降容保护自动化保护与自动化设计配电自动化系统保护装置配置原则故障检测与快速切除配电自动化（）是利用现代电子技术、计算根据被保护对象的重要性、电压等级和故障特采用故障指示器、行波测距、暂态录波等先进技DA机技术、通信技术和信息处理技术，实现配电系点，合理配置继电保护装置，确保保护的可靠术，实现故障的快速准确定位和隔离，最大限度统的监测、控制、保护和管理的自动化系统性、选择性、灵敏性和快速性缩小停电范围和时间核心功能遥测、遥信、遥控、遥调配置层次主保护后备保护辅助保护技术应用自愈控制、快速切换、负荷转供++配电自动化系统的建设，可以显著提高配电网的可靠性和供电质量，减少人工巡线和故障处理时间，实现配电网的智能化管理典型的配电自动化系统包括主站系统、通信系统和终端设备三部分，通过光纤、无线等通信方式实现数据传输和远程控制第五章配电系统运行与维护配电系统的安全可靠运行离不开科学规范的运行管理和精心细致的维护工作建立完善的运行维护体系，是保障电力供应质量的重要环节运行监控日常运行监控要点负荷监测与调节设备状态检测技术实时监测系统负荷变化，合理调整运行方式，确保采用在线监测和定期试验相结合的方式，掌握设备设备在经济区间运行健康状况•监测负荷曲线和峰谷特性•变压器油色谱在线监测•调整变压器并列运行方式•开关设备机械特性测试•优化无功补偿装置投切•电缆局部放电检测•防止设备过载运行•红外测温技术应用运行数据分析与故障预警建立设备台账和运行档案，分析历史数据，实现故障预测和预防•建立设备缺陷管理系统•分析异常运行数据•制定设备检修计划•实施状态检修策略智能运维管理系统现代配电系统越来越多地采用智能运维管理平台，集成SCADA系统、设备监测系统、GIS系统等，实现配电网运行的可视化、数字化管理通过大数据分析和人工智能算法，可以实现负荷预测、故障诊断、检修优化等高级应用功能维护检修维护与检修规范定期检查项目与周期典型故障诊断流程建立健全设备巡视检查制度，及时发现和消除设备缺陷隐患故障报告接收日常巡视（每日）接到故障报告，初步判断故障性质和范围•设备外观检查•运行声音监听现场勘查•仪表指示观察•环境卫生巡查赶赴现场检查设备状况，收集故障信息定期检查（每月）故障分析•紧固件检查•绝缘子清扫分析故障原因，制定处理方案•接地装置测试•保护装置校验故障处理预防性试验（每年）按方案实施检修，恢复设备正常运行•变压器油试验•高压设备耐压试验验收试验•继电保护整组试验进行必要的试验验证，确认设备状态•接地电阻测量记录归档总结经验教训，完善设备档案安全操作规程与应急处理安全第一，预防为主所有操作必须严格遵守《电业安全工作规程》，执行工作票、操作票制度进行停电作业时，必须验电、装设接地线，悬挂标示牌，设置遮栏发生人身触电事故时，应立即切断电源，实施急救；发生电气火灾时，应先断电再灭火，严禁用水扑救带电设备火灾第六章配电安全与事故案例分析安全是电力生产的生命线深刻吸取事故教训，强化安全意识，严格执行规章制度，是防止事故发生的根本保障本章通过典型案例分析，帮助大家提高安全防范能力安全要求配电安全基本要求人身安全防护措施设备安全操作规范防火、防雷及接地技术绝缘防护穿戴合格的绝缘手套、绝缘倒闸操作按照操作票顺序进行，确认无防火措施配备消防器材，禁止明火作鞋，使用绝缘工具误后执行业，电缆沟封堵安全距离保持与带电体的安全距离，验电接地停电作业前必须验电并装设接防雷保护安装避雷器，定期检测，雷雨设备不小于米地线天禁止户外作业10kV

0.7工作许可严格执行工作票制度，经批准标示警告在工作地点悬挂有人工作，禁接地系统保持接地网完好，接地电阻符后方可作业止合闸等标示牌合规范要求监护制度高压设备作业必须有专人监护恢复检查送电前检查工作现场，确认人静电防护在易燃易爆场所采取防静电措员全部撤离施应急演练定期进行触电急救和消防演练异常处理发现设备异常立即停止操作并电气间隔保持设备间足够的防火间距报告安全提示配电设备检修时，必须做到断、验、地、挂、围五步，即断开电源、验明无电、装设接地线、悬挂标示牌、设置遮栏任何情况下都不得违章作业，生命安全高于一切事故案例典型配电事故案例案例一线路短路事故110kV时间2022年7月15日地点某市开发区10kV线路2案例二变压器过载引发火灾事故经过施工人员在挖掘基坑时，挖断地下10kV电缆，造成电缆相间短路巨大的短路电流产生电弧，导致电缆井着火，附近3个配电站失时间2023年1月8日电，影响用户200余户，停电时间长达4小时地点某商业中心箱式变电站直接原因施工单位未办理施工许可，未查阅地下管线图纸，盲目施事故经过冬季用电高峰期间，一台630kVA配电变压器长时间过载运工行（负载率达135%），导致变压器温度持续升高，绝缘油劣化最终绝间接原因电缆保护措施不完善，警示标志不明显；施工监管不到位缘击穿，内部短路放电引发火灾，变压器完全烧毁，直接经济损失30余万元案例三违章操作触电伤亡3主要原因负荷增长过快，变压器容量未及时增容；缺乏有效的温度监测和过载保护；日常巡视不到位，未及时发现异常时间2023年5月20日地点某工业园区配电室事故经过电工在10kV开关柜进行检修作业时，未办理工作票，未验电，未装设接地线，违章带电作业在检查开关触头时，身体误碰带电部位，触电倒地，经抢救无效死亡深刻教训安全制度形同虚设，安全意识淡薄；无人监护，缺乏有效的安全监督；企业安全培训不到位，员工安全技能不足事故教训与改进措施管理层面技术层面•建立健全安全生产责任制•完善继电保护配置，确保快速切除故障•加强安全教育培训，提高安全意识•加装设备状态监测装置，实现实时监控•严格执行两票三制，杜绝违章作业•及时增容改造，消除设备过载隐患•完善应急预案，定期演练•改进设备防护措施，提高防误操作能力•加大安全投入，改善作业条件•推广应用安全工器具和个人防护装备配电安全警示安全警示生命至上，安全第一！每一起事故的背后都是血与泪的教训违章作业害人害己，麻痹大意后患无穷请时刻牢记电力无情，安全有情严格执行安全规程，珍爱生命，远离事故企业要落实安全生产主体责任，个人要增强安全防范意识，共同营造安全的工作环境第七章配电系统新技术与发展趋势随着科技进步和能源转型，配电系统正在经历深刻变革智能化、数字化、清洁化成为配电技术发展的主要方向了解和掌握新技术，是配电工作者的必备素质智能配电智能配电网技术智能终端与远程监控配电自动化与自愈网大数据与人工智能应络用配电自动化终端（、DTU、）是智能配电网配电自愈是指系统发生故障利用大数据技术分析海量运FTU TTU的神经末梢，实时采集线路时，通过自动化装置快速隔行数据，挖掘潜在规律；应和设备运行数据，执行远程离故障区段，恢复非故障区用人工智能算法实现负荷预控制命令段供电的能力测、故障诊断、设备寿命评估等高级功能主要功能遥测、遥信、遥实现方式基于馈线自动化控、故障检测、保护配合、（FA）技术，当线路故障典型应用基于深度学习的本地控制等通过光纤、时，保护装置动作隔离故变压器故障诊断、负荷预测等通信方式与主站连障，自动化装置自动寻找备与电网调度优化、配电网拓4G/5G接，实现配电网的全面感知用电源，重新配置网络拓扑识别与状态估计、设备状和灵活控制扑，在几秒至几十秒内恢复态评价与检修决策支持等供电，用户几乎感觉不到停电智能配电网的建设，将大幅提升配电网的可观、可测、可控水平，实现从传统人工运维向智能自主运维的转变，为用户提供更加安全、可靠、优质、高效的电力服务新能源接入新能源接入与配电挑战分布式光伏、风电接入特点分布式发电（DG）是指接入配电网、靠近用户侧的小型发电设施，主要包括屋顶光伏、分散式风电、小型燃气轮机等技术特点随机性出力受天气影响，波动性大间歇性夜间光伏无输出，风电不稳定双向潮流改变了传统单向潮流特性电能质量可能产生谐波和电压波动对配电网的影响•改变潮流分布，影响电压分布•增加短路电流水平电网调节与储能技术•对继电保护配置提出新要求•需要新的电网调度和控制策略应对新能源大规模接入，需要配置灵活的调节资源和储能装置，平抑新能源出力波动，保障电网安全稳定运行储能技术应用电化学储能锂电池、液流电池等机械储能飞轮储能、压缩空气储能电磁储能超级电容、超导储能储能系统可以实现削峰填谷、平滑新能源出力、提供电网辅助服务、提高供电可靠性等多重功能未来配电系统设计趋势12柔性互联源网荷储协同课程总结培训总结与知识回顾经过系统学习，我们全面了解了电力系统配电的基础理论、核心技术和实践应用现在让我们回顾本课程的重点内容接线方式配电系统基础辐射式、环网式、网状配电网的特点与应用电力系统结构、配电网分类、电压等级划分配电设备变压器、断路器、互感器、继电保护装置新技术应用智能配电网、新能源接入、发展趋势线路设计载流量计算、电压降控制、选线布线原则安全管理运行维护安全规程、事故案例、防范措施监控要点、检修规范、故障处理流程常见问题答疑如何选择合适的配电电压等级？如何提高配电网供电可靠性？Q1Q3综合考虑供电距离、负荷容量、电网条件和经济性一般供电半径在5-10公采用环网或双电源接线、配置自动化设备、加强设备维护、优化保护配置、建立里、容量在5000kVA以上时宜采用10kV；更大范围或容量可考虑20kV或应急预案等综合措施35kV新能源接入配电网需要注意什么？Q4配电变压器如何选择容量？Q2需进行接入系统设计，评估对电网的影响，配置相应的保护装置，满足电能质量根据计算负荷确定，考虑同时率、功率因数和负荷增长，一般选用标准容量的要求，签订并网协议等80-90%满载运行最经济延伸学习课后学习资源推荐12经典教材与标准规范在线学习平台与技术论坛•《电力系统分析》（上下册）-何仰赞、温增银中国电力网www.chinapower.com.cn-电力行业资讯和技术交流•《配电网自动化技术》-张沛超•《电力工程电气设计手册》-电力规划设计总院北极星电力网news.bjx.com.cn-配电技术专题和案例分享国家电网公开课系统化的电力专业课程•GB50052《供配电系统设计规范》中国电机工程学会学术论文和技术标准•DL/T5352《配电网规划设计技术导则》•GB/T14285《继电保护和安全自动装置技术规程》MOOC平台清华、浙大等高校电力系统课程3实训基地与实践机会•供电企业内部培训基地和仿真中心•高校电气工程实验室•设备制造商技术培训中心•参与配电工程项目实践•参加电力行业技能竞赛•考取电气工程师、注册电气工程师等职业资格持续学习建议电力技术发展日新月异，建议建立个人学习计划，每年阅读2-3本专业书籍，关注技术前沿动态，参加1-2次专业培训，不断更新知识结构，提升专业能力理论联系实际，在工作中学习，在学习中提高致谢与展望感谢学员积极参与感谢各位学员在本次培训中的认真学习和积极参与你们的专注和热情，是课程顺利进行的重要保障课堂上的互动交流、问题讨论，让我们共同进步、相互启发希望大家能将所学知识应用到实际工作中，在配电领域发挥专业价值，为保障电力安全可靠供应贡献力量期待大家的成长与贡献配电是电力系统的重要组成部分，配电工作者肩负着光荣的使命和重要的责任希望大家共同推动电力系统发展•不断提升专业技术水平•强化安全生产意识我国电力事业正处于转型升级的关键时期，智能电网、•勇于创新实践新能源接入、能源互联网等新技术新模式不断涌现，为配电领域带来新的机遇和挑战•追求卓越品质让我们携手并进，以专业的技术、严谨的态度、创新的精神，共同推动配电系统向更加安全、可靠、绿色、高效的方向发展，为建设现代能源体系、实现双碳目标贡献力量供电可靠，服务至上，创新发展，追求卓越祝愿大家在配电领域取得更大成就，职业发展蒸蒸日上！。