關于城市配電網建設改造與規劃設計的思考

摘要：伴隨著城市的不斷發展，城市更新的腳步也在不斷加快，對城市配電網的改造和規劃設計也提出了越來越多的難題。文章旨在討論現代化電網設計要求下城市配電網改造與設計的技術要求和注意事項，旨在提高城市現代化電網的設計建設水平。

關鍵詞：城市配電網；建設改造；規劃設計

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）27-0013-03

目前來說，城市配電網建設改造和規劃設計面臨著與城市發展的配合問題。經過多年的發展，我國許多城市的配電網都處于新舊混合使用的狀態，因此，對于這些配電設備的升級改造或是重建，都需要更具備前瞻性和科學性的規劃方案。如何做好配電網的建設改造和規劃設計，也成了電力企業面臨的重要問題。

1 城市配電網現存問題

事實上，我國許多城市的配電網都或多或少存在缺陷和問題，有許多問題可以歸納為歷史遺留問題，也有不少問題，包括電網設計混亂薄弱、裝備陳舊落后、供電半徑過大、導線截面太小、設備絕緣水平低、無功補償和配電變壓器容量不足、自動化水平極低。這些問題很多是因為建造和規劃設計不當而導致的。我們將討論城市配電網的存在問題，并通過分析加深認識和了解。

1.1 配電線路負荷不均衡

城市配電網最顯著的問題莫過于配電網線路（尤指10kV線路）的運載不均衡。由于歷史原因，部分地區發展緩慢，人口流動較大，造成該地段線路常年處于空載狀態；與此同時，還有很多地區，由于發展迅速，原有的使用要求早已不能滿足城市發展要求，配電線路常年處于滿載乃至是超載的狀態，容易發生故障，損耗程度較大，對設備造成損傷。

1.2 配電設備陳舊

配電網設備包括了架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容以及一些附屬設施等設備，由許多的零件設備組成。然而，當前許多配電設備過于陳舊，難以實現自動化，且故障頻發，消耗了電力企業大量的人力物力。

1.3 設備布局不合理

設備布局不合理也是配電網普遍存在的問題。電網結構不合理的主要原因包括了原來的規劃設計不合理、地區用電負荷因發展而造成的不同、新用戶的接入造成的電網結構變化等。電網結構的合理與否對電網的技術經濟性具有決定性的作用，結構不合理會影響電力企業的運營管理，造成增加網損率、電壓合格率低、降低供電可靠性、增加運行及建設費用等一系列不良后果。

綜上所述，許多城市的現行配電網設備存在很多的問題，包括規劃設計上、設備上及管理上都存在很多問題，導致了城市供電質量差、供電安全性和可靠性得不到保證、設備維護成本過高、管理混亂等，對城市供電和電力企業的運營造成了難以避免的負面影響。

2 城市配電網的規劃

城市配電網的規劃可以按照時間長短和專業類別進行細分，必須嚴格遵循《城市配電網規劃設計導則》等相關的設計技術標準和導則、結合當地的實際情況進行設計規劃，兼顧工業負荷流程和工藝等，為所在地設計適宜且留有改造空間的配電網規劃設計。

2.1 站點規劃

站點規劃主要包括劃分供電范圍、選擇線路、確定導線截面、劃定開關站規模和配電變壓器的選址等。

配電網的站點規劃需要和當地的城市更新規劃、建設計劃、城市發展規劃互相配合，并更多地應用地下電纜、開關站和箱式變壓器等，節省占地空間和投資成本。

2.2 結構規劃

合理的電網結構需要合理的電網規劃，根據《安全穩定導則》，電力結構規劃需要適應負荷的要求，配置足夠的符合要求的電源設備，并保證電網結構能夠與電源和負荷水平相適應，保證電力的

傳輸穩定和安全，并做好足夠的意外事故應急措施。

在結構設計規劃上也有許多的問題需要注意，例如，常規電源接入系統的“N-1原則”、聯絡線的分層分區處理等。技術人員可以通過增加弱受端系統中的旋轉無功備用、適當解開電源等方式來處理結構運作。

以10kV電網的線路供電半徑設計為例，10kV線路經濟供電半徑的最優供電半徑關系式為：

式中：Lj為10kV配電線路經濟供電半徑（km）；σ為供電范圍內的平均負荷密度（kW/km2）。

為了簡化計算，以便于實際應用，經常采用計算系數并分段取常數的方法，可導出經濟供電半徑的直接計算公式為：

2.3 規劃前期工作準備

在著手城市配電網規劃設計前，我們應當對規劃片區實行負荷預測，利用多種方法組合使用，盡量減少誤差，提高數據準確度。

同時，也可以應用GIS建立時空地理模型，從時間、空間和測算主體方面綜合考慮得出更為準確的數據。

不可避免的是，進行規劃和建設之前，應當做好資產投入和經濟效益的核算，明確投入成本規劃，并測算回報周期和運行管理情況，便于電力企業更好地調配現有的資金進行規劃建設。

2.4 配電網的改造規劃設計

城市配電網的升級改造刻不容緩，但由于城市的發展需求，改造期間需要格外重視配送電的可靠性和連續性。在實施升級改造規劃前，更要對片區的配電設備和用電情況做好充分的了解，根據實際情況設立規劃改造方案。

規劃設計城市配電電網，要求我們充分運用先進的科學手段和測量方法，盡可能地收集數據，完善信息基礎，從而建立符合當下城市要求和適應城市不斷發展要求的配電網系統。規劃不但要符合實際，更要有一定的前瞻性。

3 城市配電網的建設改造

對城市配電網進行建設改造的目的是為了提高配電網的供電能力和質量，對其進行升級改造，從而更好地滿足城市發展的需求，實現節約能源、降低損耗的目標。下面我們將重點討論如何對城市配電網進行建設改造。

3.1 設備的選擇

對城市配電網的建設設備選擇，要求采用能耗低、可靠性高、易于維護、使用壽命長、價格適宜的產品。此外，盡量配置通信接口，開關類設備要求具備電動操作功能，以便于城市配電網的自動化管理操作。

3.2 電網的合理布局設置

通過確立合理的參數，例如供電半徑長度比、各級電壓線路總長度比、分支線與主干線長度比等進行分析研究，在建設中提出相對合理的方案，使電網結構向優化的方向發展。從而保證設備滿足開放性、可靠性、安全性、簡化性的原則要求，做到資源共享、安全運行、維護方便、節省投資。

一般說來，為滿足城市的用電實際需求，設備應盡可能發揮配電變壓器與用電設備利用率，最佳的配電變壓器與用電設備容量的配置比例為1∶2.7～1∶4，而主、配變壓器容量的最佳配置比例則1∶1.1～1∶2.1 左右為宜。

此外，以線路長度與變壓器容量比例配置為例，我們應當根據不同電壓等級電網線路的允許供電半徑給定、不同電壓等級電網允許功率損失率計算比例配置，經過推導得出相對最有的合理長

度值。

3.3 電網升級改造的施工管理

電網升級改造應當得到相關部門的許可并納入城市總體建設規劃，在施工管理要嚴格遵照工藝操作流程完成施工，做好施工管理工作，從而達到最佳的質量效果。

4 結語

通過對城市配電網的不斷規劃設計和建設升級改造，能夠更好地滿足現代城市高速發展下的現代電網要求。通過合理的規劃設計和施工建設，提高城市的電網系統的運行管理水平，保證配電的穩定性和安全性，為電力企業帶來更高的經濟效益。

參考文獻

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