断路器是变电站中用于切断和接通电路的重要设备,其选型要考虑额定电压、额定电流、开断能力、操作机构类型等因素。对于高压断路器,要根据变电站的电压等级和短路电流水平选择合适的类型,如六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。隔离开关主要用于隔离电源,检修安全,其选型要与断路器相匹配,满足额定电压、额定电流等要求。
配电装置的布置要根据电气主接线形式、设备选型以及场地条件等因素确定。常见的配电装置布置形式有户外敞开式、户内开关柜式以及气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)等。户外敞开式配电装置占地面积较大,但投资相对较低,适用于电压等级较高、场地开阔的变电站;户内开关柜式配电装置适用于电压等级较低、对环境要求较高的变电站,具有占地面积小、运行环境好等优点;GIS 则具有占地面积小、可靠性高、维护方便等特点,但投资较高,常用于城市中心或对空间要求较高的变电站。
导线与地线选择
导线是输电线路传输电能的主要部件,其选型直接影响输电线路的输送容量、电能损耗和投资成本。导线选择要考虑的因素包括导电性能、机械强度、耐热性能、耐腐蚀性能以及成本等。
常用的导线材料有铝绞线、钢芯铝绞线、铝合金绞线等。铝绞线具有良好的导电性能,但机械强度相对较低;钢芯铝绞线是在铝绞线中心加入钢芯,提高了导线的机械强度,广泛应用于各种电压等级的输电线路;铝合金绞线则具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,但导电性能略逊于铝绞线,适用于一些特殊环境下的输电线路,如沿海地区或污染较重的地区。
防雷与接地设计
输电线路防雷与接地设计是保障输电线路安全运行的重要环节。防雷设计主要包括避雷线的设置、杆塔接地电阻的控制以及避雷器的应用等。
避雷线是输电线路防雷的道防线,其设置方式要根据线路电压等级、地形地貌以及雷电活动强度等因素确定。一般来说,电压等级越高的输电线路,避雷线的保护角越小,以提高避雷线的防雷效果。在一些雷电活动特别强烈的地区,可采用双避雷线或多避雷线的设置方式。
配电系统设计技术
(一)配电网络规划
配电网络规划要依据电力负荷分布情况、城市规划布局以及供电可靠性要求等因素进行。要确定配电网络的电压等级序列,一般城市配电网络采用 10kV 或 20kV 作为中压配电电压,低压配电电压为 380V/220V。
根据负荷密度和供电半径,划分配电网络的供电区域,规划配电线路的走向和变电站的供电范围。在负荷密集区,可采用多回配电线路供电或建设开闭所,以提高供电可靠性和供电能力。配电网络的拓扑结构可采用放射式、树干式、环网式或混合式等。放射式结构简单、投资少,但可靠性相对较低;树干式结构灵活性较差;环网式结构则具有较高的可靠性和灵活性,当线路故障时能够实现负荷的快速转移,但投资较高。在实际规划中,要根据不同区域的负荷特点和可靠性要求,选择合适的拓扑结构。
通信网络是实现主站与终端设备之间信息传输的桥梁,可采用光纤通信、无线通信等多种通信方式,根据不同的应用场景和通信需求选择合适的通信技术。配电终端设备安装在配电线路和配电设备上,如馈线终端单元(FTU)、变压器终端单元(TTU)、开闭所终端单元(DTU)等,用于采集配电系统的运行参数,如电压、电流、功率等,并将数据传输到主站,同时接收主站的控制命令,实现对配电设备的远程操作。
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