城市配電網規劃建設改造的分析

何靜安

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

關鍵詞:配電網；電網規劃；負荷預測；建設改造；配電網自動化

1 城市配電網規劃的重要性

1.1電網的網架結構建設周期較長，建成后短期內一般不會有大的變動。城市配電網在城市的發展過程中，由于負荷發展的不確定性，城市配電網規劃的網架結構需根據負荷發展情況進行相應的調整與改變。

因此，城市配電網規劃的調整或更新周期要比高壓輸電網規劃復雜與頻繁。例如：近年來,我市高新技術產業開發區,工業區等的用電負荷迅速增長,經常發生過載或滿載現象,配網網架結構需根據現狀與負荷預測必要調整。

1.2城市配電網是城市的重要基礎設施之一與城市的發展密切相關。城市配電網規劃是城市發展規劃的重要組成部分，城市配電網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調?？茖W地制定城市配電網的發展規劃，滿足城市長遠規劃的用電需求，是一項戰略任務。

1.3城市配電網絡的設備量大面廣，為了解決供電瓶頸問題，只憑經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的設備與網架結構進行優化配置，最大限度地提高城市配電網的供電能力與供電質量，才能夠發揮最大的經濟效益與社會效益。

2 配電網規劃的步驟

2.1認真分析配網現狀

詳細透徹地分析現有配電網的運行狀況、電網結構、負荷情況及存在的問題。主要內容：現有電網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，故障條件下轉供負荷的能力；現有線路的導線截面、所帶負荷情況及負載率計算分析；現有電網正常運行電壓水平與主要線路的電壓損失是否在規定范圍之內；現有網絡結構的絕緣水平與供電設備是否需要更新與改造；如何減少配電網的故障率等。

2.2調查電源發展情況，收集目前的電網結構及相關數據。

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

根據負荷預測結果進行電力平衡的分析，對城區電力平衡按電壓等級進行。規劃方案應結合主網規劃按目標年分階段分區進行電力平衡，同時應與地區經濟建設發展同步并適當超前。

依據預測的負荷水平、分布情況及電力平衡分析結果制定配電網的規劃方案，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劃水平年的目標網架結構，并給出電網現狀及各分期末的城網規劃地理接線圖。

2.5 統籌推進配電網自動化改造

配電網綜合的改造是實現配電網自動化的基礎，沒有穩定的電網結構與可靠的設備是不可能實現配電網自動化。由于早期的配電網絡已基本形成，在此基礎上進行改造難度較大，要想提高自動化水平，必須做好統籌規劃；同時，目前在配網自動化建設方面缺乏成熟的經驗，需借鑒先進城市的經驗，采取逐步推進、分步實施的原則，逐步提高配網自動化建設水平。

3 配電網規劃的指導思想

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

3.1根據城市遠期總體規劃與負荷預測結果，先確定各規劃區的密度及負荷分布，然后合理分配各個變電所的供電區域及供電半徑，確定配電線路的走向、網絡接線方式、不同變電站之間的聯絡方式等。要合理的劃分各變電站的供電區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，發揮各變電站的最大效益。

3.2解決當前城市配電網絡結構的薄弱環節，增強配電線路環網轉供能力，提高配電網“手拉手”供電水平。新架設的主干線應按長遠規劃一次建成，并有較強的適應性，基本保證10年內不做大的改造。調整負荷過大的饋線，使每條饋線在各種運行方式下都能相互轉供。

3.3新建的開閉所、配電站應采用按環網接線設計，實施開環運行。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、技術先進、經濟合理、維護方便(少維或免維護)、操作簡單、環保型、節能型的設備。積極采用適合國情的新技術、新設備。中壓配電設備應向絕緣化、無油化、緊湊型及智能型發展，并具備實現配電自動化的功能，滿足配電自動化發展的需要。

3.4無功補償應根據全面規劃、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合的方式，無功補償裝置應能根據無功功率(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，逐步實現配電網絡運行操作的現代化。

4 配電網架結構建設原則

配電網規劃要充分考慮110kV及以上電壓等級的主網規劃，切實考慮110kV變電站之間的10kV環網(外環)的重要性，完善網絡結構。配電網應力求接線簡單、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。網絡結構應滿足“N-1”安全準則。

在接線上盡量遠近結合，利用與改造原有線路走廊，采用環網接線，開環運行的結構、沒有條件的線路、郊區線路可以為放射形。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5至6個，市區線路0.5～1km裝設分段開關，郊區線路2km左右裝設分段開關。分支線應加裝斷路器。

市區中壓配電網供電半徑應不大于3km，郊區小于5km，中心區不超過2km。為降低線路損耗及滿足末端電壓質量的要求，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控制在100～150m，郊區可適當擴大，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、住宅小區、交通廣場、市政有特殊要求、架空線路走廊受限制等地區采用電力電纜。

導線截面選擇應考慮城市電力網的發展一次建成。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)要為實施配電網的不停電作業創造條件。為使分區的配電網有明確的供電范圍，提高供電可靠性與安全作業的環境，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聚乙烯絕緣電纜，絕緣等級選用8.7/10kV，并根據電纜敷設方式與敷設地點確定電纜型式，滿足熱穩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，裝設環網柜對負荷進行分配。

5.2開關站、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出線開關柜及地下通道的資源，應該相應建設一定數量的開閉所(負荷具有較大發展潛力時，可考慮建設開關站)；大型住宅區也應建設相應的開閉所向若干個配電站供電。

開關站、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，應優先考慮開關站、開閉所與配電站(室)合建。開關站、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，以便加強配電網的聯絡。

開關站、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-熔斷器組合電器設備。

當開閉所內單臺變壓器容量在1000kVA以上的10kV開關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或貼在高層建筑外側的開關站、開閉所必須采用干式變壓器與無油開關的配電裝置。

開關站、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。應根據運行需要裝設必要的備自投裝置。開關站、開閉所、配電所應預留配電自動化遠程監控終端設備的位置。

5.3 配電站、配電室

在新建的住宅區，根據負荷發展水平或住宅小區的建筑規劃面積，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)內低壓為單母線分段帶聯絡，低壓母線應絕緣化。公用變壓器應裝設配變監測終端，有條件的地區可加裝綜合配電箱，對配變進行監控、補償、保護。

5.4配電自動化

配電自動化系統應按照調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、模塊化設計的產品，便于擴展與現場升級。網際間要有安全保護措施與防病毒措施。

6結語

城市配網規劃對配網改造與建設起著主導作用，必須科學規劃的中低壓配電網絡,逐步形成供電可靠、經濟合理的配電網絡結構,為供電企業乃至整個社會帶來多方面的效益。

參考文獻

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