輸配電

輸配電系統(tǒng)

　　電能的輸送和分配是由輸配電系統(tǒng)完成的。它包括電能傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路。

輸配電線路

　　輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來實(shí)現(xiàn)。

　　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(fù)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(jí)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(fù)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(jí)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。

　　按結(jié)構(gòu)形式，輸配電線路分為架空線路和地下線路。架空線路由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。地下線路主要是使用電纜，敷設(shè)在地下（或水域下）。架空線路架設(shè)及維修比較方便，成本也較低，但容易受到氣象和環(huán)境（如大風(fēng)、雷擊、污穢等）的影響而引起故障，同時(shí)還有占用土地面積，造成電磁干擾等缺點(diǎn)。地下線路沒有上述架空線路的缺點(diǎn)，但造價(jià)高，發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護(hù)等均不方便。用架空線路輸電是最主要的方式。地下線路多用于架空線路架設(shè)困難的地區(qū)，如城市或特殊跨越地段的輸電。

輸配電種類

　　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(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電。但由于直流輸電的電壓在當(dāng)時(shí)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(jì)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(jì)電氣化社會(huì)的新時(shí)代。目前廣泛應(yīng)用三相交流輸電，頻率為50赫（或60赫）。20世紀(jì)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)。

　　配電系統(tǒng)中常用的交流供電方式有：

　?、偃嗳€制。分為三角形接線（用于高壓配電 ，三相220伏電動(dòng)機(jī)和照明）和星形接線（用于高壓配電 、三相380伏電動(dòng)機(jī)）。

　?、谌嗨木€制。用于380／220伏低壓動(dòng)力與照明混合配電 。

　?、廴喽€一地制。多用于農(nóng)村配電。

　?、苋鄦尉€制。常用于電氣鐵路牽引供電。

　?、輪蜗喽€制。主要供應(yīng)居民用電。

　　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(jī)車、礦山牽引機(jī)車等的供電。

　?、谌€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。

電力系統(tǒng)電壓等級(jí)

　　電力系統(tǒng)電壓等級(jí)有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著電機(jī)制造工藝的提高，10 kV電動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn)，所以3 kV、6 kV已較少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)有6 kV與10 kV兩種，現(xiàn)在以10 kV為主，用戶均為220/380V（0.4 kV）低壓系統(tǒng)。

　　根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則》規(guī)定：輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV，中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV，低壓配電網(wǎng)為0.4 kV（220V/380V）。

　　發(fā)電廠發(fā)出6 kV或10 kV電，除發(fā)電廠自己用（廠用電）之外，也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶，10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。

變電所種類

　　1、樞紐變電所。位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)中的高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，稱為樞紐變電所。樞紐變電所電壓等級(jí)高，供電范圍廣，在系統(tǒng)中處于舉足輕重的地位，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，造成大區(qū)域停電，甚至造成電力系統(tǒng)瓦解，使社會(huì)的運(yùn)行處于癱瘓狀態(tài)。

　　2、中間變電所。該變電所以交換潮流為主，起系統(tǒng)功率交換的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2～3個(gè)電源，同時(shí)有降壓給當(dāng)?shù)赜脩艄╇姡@樣的變電所全所停電后，將引起區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的解列，造成大面積停電。

　　3、地區(qū)變電所。高壓側(cè)一般為220~110干伏，它是對(duì)地區(qū)用戶供電為主的變電所，全所停電后，將使地區(qū)中斷電源。

　　4、終端變電所。處于輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)一般為110~35干伏，經(jīng)降壓后直接給用戶供電。終端變電所全所停電后，將使用戶中斷電源。

變電所的作用

　　發(fā)電站發(fā)出的電，一般電壓不超過一兩千伏，如果直接遠(yuǎn)距離輸送，線路電流會(huì)很大，使得線路上的電能損耗很大，不經(jīng)濟(jì)，而且線路輸送功率很低。所以要用變壓器將電壓升到幾萬伏甚至幾十萬伏（視距離和功率而定），以減小線路電流。為了將不同距離和功率的電力線路連成電網(wǎng)，以增加整體安全性，就需要多個(gè)變電站把不同等級(jí)的線路匹配連接起來。同樣，高壓電輸送到目的地后，為了適應(yīng)不同用戶的需要，又需將其降壓到10500V、6300V、400V（即380/220V）等幾個(gè)等級(jí)。所以在實(shí)際應(yīng)用中需要那么多變電站。