配电方式: 用电线买可靠性
切换配电网,看停电范围
针对同一个故障点(红色标记)切换配电网。放射式下故障下游全部变暗;环式从另一侧反向供电,只断开一个故障区段;网络式自动迂回,谁也不停电。亮点表示正在受电的用户。
放射式 · 简单而便宜
从变电站只朝一个方向伸出分支到达用户的方式。导线用得最少,便宜,保护配合也简单;但任何一点故障,其下游连接的用户就全部停电。广泛用于负荷密度低的农村或可靠性要求不高的地方。
环式 · 开第二条路
把放射式线路的两端连成环,每个用户就有了左右两个方向的通路。平时让一点常开,故障时只从两侧断开故障区段,再合上开环点,从反方向送电,于是停电被限制在故障区段内,其余用户很快恢复。导线和开关要多花一些,但可靠性大大提高,城市配电中很常用。
网络 · 以网无停电
从多个变电站经多条路径把用户像网一样连起来的方式。任何一条路径故障,其余路径都会立即承担负荷,几乎不停电;但导线、保护、运行最复杂也最贵,所以用于大城市中心区,以及医院、数据中心之类难以承受停电的重要负荷。另外,接入用户的方式分为单相 2 线制(家庭照明、插座)、三相 3 线制(动力)和三相 4 线制(同时使用单相和三相的建筑);韩国的三相 4 线制 380/220 V,线与线之间提供 380 V 三相电,线与中性线之间同时提供 220 V 单相电。
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故障是同一个点,可放射式下下游一半变暗,环式下只有一个区段,网络式下谁也没有停电。变的不是故障,而是电能有没有另一条路可走。每多开一条路,单一故障的损害就减小,导线和开关的费用却增加;所以配电设计归根结底是决定:这个地区需要多高的可靠性,愿意花多少成本去换取。
到这里我们看了输电和配电,也就是送出和分配电能的路径。下一部分 D 讨论电能在这些路径上实际怎样流动,出了问题时又怎样保护。第一个单元(PW-D1)是 潮流(功率流动):各母线的电压幅值和相位一旦确定,每条线路上流动的有功、无功功率也随之确定,我们来追踪这种流动怎样被相位差推动。