何靜安

摘要:配電網(wǎng)直接與用戶相連是電力系統(tǒng)的終端，整個電力系統(tǒng)對用戶的供電能力與供電質(zhì)量都必須通過它來實現(xiàn)與保障。中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃改造與建設已成為電力發(fā)展的一項十分重要的工作。它不僅牽涉到電網(wǎng)建設的經(jīng)濟性與可靠性，而且對整個電力工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)；電網(wǎng)規(guī)劃；負荷預測；建設改造；配電網(wǎng)自動化

1 城市配電網(wǎng)規(guī)劃的重要性

1.1電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設周期較長，建成后短期內(nèi)一般不會有大的變動。城市配電網(wǎng)在城市的發(fā)展過程中，由于負荷發(fā)展的不確定性，城市配電網(wǎng)規(guī)劃的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需根據(jù)負荷發(fā)展情況進行相應的調(diào)整與改變。

因此，城市配電網(wǎng)規(guī)劃的調(diào)整或更新周期要比高壓輸電網(wǎng)規(guī)劃復雜與頻繁。例如：近年來,我市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),工業(yè)區(qū)等的用電負荷迅速增長,經(jīng)常發(fā)生過載或滿載現(xiàn)象,配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需根據(jù)現(xiàn)狀與負荷預測必要調(diào)整。

1.2城市配電網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設施之一與城市的發(fā)展密切相關(guān)。城市配電網(wǎng)規(guī)劃是城市發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分，城市配電網(wǎng)必須與城市建設緊密配合，同步實施，并要有一定的超前意識且與城市景觀相協(xié)調(diào)。科學地制定城市配電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，滿足城市長遠規(guī)劃的用電需求，是一項戰(zhàn)略任務。

1.3城市配電網(wǎng)絡的設備量大面廣，為了解決供電瓶頸問題，只憑經(jīng)驗處理過負荷的線路或變壓器是遠遠不夠的，只有從總體上對城市配電網(wǎng)的設備與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化配置，最大限度地提高城市配電網(wǎng)的供電能力與供電質(zhì)量，才能夠發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益與社會效益。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃的步驟

2.1認真分析配網(wǎng)現(xiàn)狀

詳細透徹地分析現(xiàn)有配電網(wǎng)的運行狀況、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負荷情況及存在的問題。主要內(nèi)容：現(xiàn)有電網(wǎng)的供電可靠性能否滿足用戶的要求，主要考慮N-1準則的供電可靠性，故障條件下轉(zhuǎn)供負荷的能力；現(xiàn)有線路的導線截面、所帶負荷情況及負載率計算分析；現(xiàn)有電網(wǎng)正常運行電壓水平與主要線路的電壓損失是否在規(guī)定范圍之內(nèi)；現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的絕緣水平與供電設備是否需要更新與改造；如何減少配電網(wǎng)的故障率等。

2.2調(diào)查電源發(fā)展情況，收集目前的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.3對收集的資料進行歸納、分析，掌握城市負荷的發(fā)展規(guī)律，并進行負荷預測。2.4電力平衡分析，制定規(guī)劃方案

根據(jù)負荷預測結(jié)果進行電力平衡的分析，對城區(qū)電力平衡按電壓等級進行。規(guī)劃方案應結(jié)合主網(wǎng)規(guī)劃按目標年分階段分區(qū)進行電力平衡，同時應與地區(qū)經(jīng)濟建設發(fā)展同步并適當超前。

依據(jù)預測的負荷水平、分布情況及電力平衡分析結(jié)果制定配電網(wǎng)的規(guī)劃方案，提出新建變電站的站點位置、線路路徑方案，最終確定分期末及各規(guī)劃水平年的目標網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并給出電網(wǎng)現(xiàn)狀及各分期末的城網(wǎng)規(guī)劃地理接線圖。

2.5 統(tǒng)籌推進配電網(wǎng)自動化改造

配電網(wǎng)綜合的改造是實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)，沒有穩(wěn)定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與可靠的設備是不可能實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化。由于早期的配電網(wǎng)絡已基本形成，在此基礎(chǔ)上進行改造難度較大，要想提高自動化水平，必須做好統(tǒng)籌規(guī)劃；同時，目前在配網(wǎng)自動化建設方面缺乏成熟的經(jīng)驗，需借鑒先進城市的經(jīng)驗，采取逐步推進、分步實施的原則，逐步提高配網(wǎng)自動化建設水平。

3 配電網(wǎng)規(guī)劃的指導思想

配電網(wǎng)的建設與改造應與城市高壓主網(wǎng)的規(guī)劃與建設重點從下面幾點進行規(guī)劃與改造：

3.1根據(jù)城市遠期總體規(guī)劃與負荷預測結(jié)果，先確定各規(guī)劃區(qū)的密度及負荷分布，然后合理分配各個變電所的供電區(qū)域及供電半徑，確定配電線路的走向、網(wǎng)絡接線方式、不同變電站之間的聯(lián)絡方式等。要合理的劃分各變電站的供電區(qū)域與合理安排變電站的新建、增容時間，使每個變電站的負荷趨于平衡，發(fā)揮各變電站的最大效益。

3.2解決當前城市配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，增強配電線路環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供能力，提高配電網(wǎng)“手拉手”供電水平。新架設的主干線應按長遠規(guī)劃一次建成，并有較強的適應性，基本保證10年內(nèi)不做大的改造。調(diào)整負荷過大的饋線，使每條饋線在各種運行方式下都能相互轉(zhuǎn)供。

3.3新建的開閉所、配電站應采用按環(huán)網(wǎng)接線設計，實施開環(huán)運行。設備選型等方面應考慮配電自動化的需要，選用運行安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、維護方便(少維或免維護)、操作簡單、環(huán)保型、節(jié)能型的設備。積極采用適合國情的新技術(shù)、新設備。中壓配電設備應向絕緣化、無油化、緊湊型及智能型發(fā)展，并具備實現(xiàn)配電自動化的功能，滿足配電自動化發(fā)展的需要。

3.4無功補償應根據(jù)全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡的原則進行配置，可采用分散就地補償與變電站集中補償相結(jié)合的方式，無功補償裝置應能根據(jù)無功功率(或無功電流)進行分組自動投切。

3.5在城市配電網(wǎng)改造建設的同時應綜合考慮進行通信通道的建設，合理利用電纜隧道、電纜溝、電纜排管及架空線路的路由資源。電力電纜管溝應預留自動化通信通道，逐步實現(xiàn)配電網(wǎng)絡運行操作的現(xiàn)代化。

4 配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設原則

配電網(wǎng)規(guī)劃要充分考慮110kV及以上電壓等級的主網(wǎng)規(guī)劃，切實考慮110kV變電站之間的10kV環(huán)網(wǎng)(外環(huán))的重要性，完善網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)應力求接線簡單、安全可靠。并要適度超前，使之有足夠的運行靈活性與備用容量。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應滿足“N-1”安全準則。

在接線上盡量遠近結(jié)合，利用與改造原有線路走廊，采用環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行的結(jié)構(gòu)、沒有條件的線路、郊區(qū)線路可以為放射形。饋線分段原則：每條主干線均應裝設分段開關(guān)進行分段，按供電范圍與負荷分布宜分為3至4段，每段負荷控制在1000kW或配變戶數(shù)5至6個，市區(qū)線路0.5～1km裝設分段開關(guān)，郊區(qū)線路2km左右裝設分段開關(guān)。分支線應加裝斷路器。

市區(qū)中壓配電網(wǎng)供電半徑應不大于3km，郊區(qū)小于5km，中心區(qū)不超過2km。為降低線路損耗及滿足末端電壓質(zhì)量的要求，低壓配電線路的供電半徑一般不大于250m，市中心或負荷密集區(qū)控制在100～150m，郊區(qū)可適當擴大，但不應超過400m。公用配變的負載率控制在40%～80%，當負荷超過80%時，增設新的配電變壓器。

5 規(guī)劃設計原則

5.1配電線路

新建配電線路應使用絕緣導線，對裸導線線路應逐步進行絕緣化改造。個別地方如城市中心繁華地區(qū)、住宅小區(qū)、交通廣場、市政有特殊要求、架空線路走廊受限制等地區(qū)采用電力電纜。

導線截面選擇應考慮城市電力網(wǎng)的發(fā)展一次建成。架空線路的設計(線間距離、排列方式等)、施工(桿上配電設備的安裝)要為實施配電網(wǎng)的不停電作業(yè)創(chuàng)造條件。為使分區(qū)的配電網(wǎng)有明確的供電范圍，提高供電可靠性與安全作業(yè)的環(huán)境，架空配電線路盡量不相互交叉跨越，若確實需要，應局部采用電纜。

架空主干線截面一般采用240mm2，分支線截面不小于95mm2，10kV電力電纜應采用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，絕緣等級選用8.7/10kV，并根據(jù)電纜敷設方式與敷設地點確定電纜型式，滿足熱穩(wěn)定與額定電流的要求。電纜主干線一般選用300mm2，次干線120mm2，分支線不小于70mm2。為了提高供電可靠性，在主干線上不應使用電纜分支箱，裝設環(huán)網(wǎng)柜對負荷進行分配。

5.2開關(guān)站、開閉所

為了解決變電站10kV出線及線路走廊不足的問題，合理地利用變電站10kV出線開關(guān)柜及地下通道的資源，應該相應建設一定數(shù)量的開閉所(負荷具有較大發(fā)展?jié)摿r，可考慮建設開關(guān)站)；大型住宅區(qū)也應建設相應的開閉所向若干個配電站供電。

開關(guān)站、開閉所一般應為獨立式建筑，為減少占地面積，在條件許可的地方，應優(yōu)先考慮開關(guān)站、開閉所與配電站(室)合建。開關(guān)站、開閉所位置應考慮進出線方便、近捷，宜建于城市主要道路的路口附近、兩座高壓變電站的饋線交叉點以及負荷密集區(qū)，以便加強配電網(wǎng)的聯(lián)絡。

開關(guān)站、開閉所應有兩回及以上的進線電源，其電源應取自同一變電站的不同母線或不同變電站。開關(guān)站、開閉所的接線應力求簡化，一般采用單母分段，兩回進線，6～10回出線，開關(guān)站進出線采用斷路器并配置微機型保護裝置。開閉所進出線采用負荷開關(guān)-熔斷器組合電器設備。

當開閉所內(nèi)單臺變壓器容量在1000kVA以上的10kV開關(guān)應采用斷路器并配置定時限保護裝置。附設在其它建筑物內(nèi)或貼在高層建筑外側(cè)的開關(guān)站、開閉所必須采用干式變壓器與無油開關(guān)的配電裝置。

開關(guān)站、開閉所應按無人值守要求設計，配電自動化及通信、電源同步建設。應設置直流屏為保護、操作與自動化提供工作電源。應根據(jù)運行需要裝設必要的備自投裝置。開關(guān)站、開閉所、配電所應預留配電自動化遠程監(jiān)控終端設備的位置。

5.3 配電站、配電室

在新建的住宅區(qū)，根據(jù)負荷發(fā)展水平或住宅小區(qū)的建筑規(guī)劃面積，累計10000～20000m2應建一座配電站。配電站應靠近負荷中心，宜采用高壓供電到樓的方式，一般應為獨立式建筑，滿足通風、防火、防潮、防小動物等要求。

配電站(室)應按最終容量設計，建設初期按照設計負荷選裝變壓器，變壓器單臺容量不宜超過630kVA。變壓器應選用全密封、全絕緣的型號，應采用免維護的S11及以上節(jié)能型變壓器，逐步推廣非晶合金變壓器與單相變壓器。

為了在三相負荷不平衡狀況下變壓器容量得以充分利用，并有利于抑制三次諧波電流，三相配電變壓器應選用繞組接線方式為Dyn11方式。配電站(室)內(nèi)低壓為單母線分段帶聯(lián)絡，低壓母線應絕緣化。公用變壓器應裝設配變監(jiān)測終端，有條件的地區(qū)可加裝綜合配電箱，對配變進行監(jiān)控、補償、保護。

5.4配電自動化

配電自動化系統(tǒng)應按照調(diào)控一體化的設計思路進行功能配置。其硬件、軟件應滿足安全性、可靠性、實用性、開放性、擴展性與容錯性。應選用平臺化、模塊化設計的產(chǎn)品，便于擴展與現(xiàn)場升級。網(wǎng)際間要有安全保護措施與防病毒措施。

6結(jié)語

城市配網(wǎng)規(guī)劃對配網(wǎng)改造與建設起著主導作用，必須科學規(guī)劃的中低壓配電網(wǎng)絡,逐步形成供電可靠、經(jīng)濟合理的配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),為供電企業(yè)乃至整個社會帶來多方面的效益。

參考文獻

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