淺談配網設計與實際施工過程中的技術差異

摘要：隨著經濟的高速發展，人們對供電的要求越來越高，目前全國開展的城網改造最重要的目標是提高供電可靠性和節能降損，而供電可靠性和節能降損又與配電網的設計等息息相關，為滿足供電可靠性和節能的要求，配電網的設計要做到經濟與安全的統一。

關鍵詞：配網設計、實施施工、技術差異

一、配網設計技術概述

隨著國民經濟的發展和人民物質文化生活的不斷提高，社會對電力需求逐年增長，對供電質量和供電可靠性要求越來越高，其中10kV中壓配電網網架的建設更是直接關系到用戶的供電質量及可靠性水平，意義重大。配網就是從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配。對于配網技術主要采用手工算潮流法，對已知網絡的接線和各支路參數，可形成潮流計算中的節點導納矩陣 Ｙ。潮流方程式（２）中表征系統運行狀態變量是注入有功功率Pi、無功功率Qi和節點電壓相量Ｕi（幅值Ｕi 和相角δi）。n個節點的電力網有4n變量，但只有2n個功率方程式，因此必須給定其中2n個運行狀態變量。根據給定節點變量的不同，可以有以下三種類型的節點。PU節點（電壓控制母線）有功功率Pi和電壓幅值Ui為給定。這種類型節點相當于發電機母線節點，或者相當于一個裝有調相機或靜止補償器的變電所母線。PQ節點 注入有功功率Pi和無功功率Qi是給定的。相當于實際電力系統中的一個負荷節點，或有功和無功功率給定的發電機母線。利用平衡節點來平衡全電網的功率。平衡節點的電壓幅值Ｕi和相角δi是給定的，通常以它的相角為參考點，即取其電壓相角為零。一個獨立的電力網中只設一個平衡節點。配電網網架的優化規劃一直是供電部門棘手的現實問題。配網設計最終目的是為滿足負荷需求服務的，負荷的發展狀況足以影響網絡發展的每個環節。所以就需要將配電網的網架結構提高，隨著近郊城市化程度的迅速提高，對配電網網架結構提出了較高要求，配電網網架結構不合理的矛盾日益突出，主要表現為：現有配電網10kV線路以輻射供電為主，負載率過高、分段不合理、聯絡數過少、無法滿足N-1準則；現有配電網變電站電源點過少，10kV出線艙位過少，小容量中壓用戶占用變電站10kV艙位過多，導致變電站10kV艙位利用效率低下；網架不合理，線路長、用戶多10kV線路供電半徑過大等。在配網設計中應該考慮這幾個方面：按經濟截面選擇導線，按機械強度、是否發生電暈、載流量等情況檢驗導線，確定各段的導線型號。2、對各種備選方案進行正常和故障情況下的電壓和電能損耗的計算，得出各種正常及故障時的電壓損耗情況，評定各種接線方案。3、從各種方案線路的電能損耗、線路投資、變電所的投資以及年運行費用等方面進行經濟比較。

二、配網設計施工的技術

近年來，國家投入了大量資金對城市電網及農村電網進行改造，取得了階段性的成果，但由于電源不足等先天問題，配電網網架的優化規劃一直是供電部門棘手的現實問題。所以，配網的設計現在已成為非常重要的事情，配電網的使用主要看在配網設計時候，主要選擇什么類型的配網設計和網架結線，現在我們主要采用以下幾種：網架結線來進行、輻射式結線、這種網架結線簡單、投資較小、維護方便，但是供電可靠性較低，適合于架空線的支線和市區內非重要的電纜支線。多回路電纜平行結線：這種網架結線方式適用于靠近變電站或開關站的大容量用戶，不必采用備用電纜，保證有充足的供電能力，可以提高電纜的利用系數，正常每回咱可帶50%的負荷，三回路時66.6%，四回路時75%，供電可靠性較高。“二減一”環網電纜結線：這種就是現在經常采用的“手拉手”網架結線，一般開環運行適用于要保證有雙電源的小區供電，此種結線方式簡明靈活，易于倒供電。當環網中任一段電纜故障時可由人工倒閘(將來發展為自動倒閘)轉供電，饋線的最高負荷應控制在電纜安全載流量的50%以下，當環網內出現新負荷時，可以采取將“電纜解口”的方法接入以減少電纜迂回，節省電纜投資。專用備用線的“三減一”環網電纜結線：這種網架結線比“二減一”環網結線提高了電纜的運行率，同時解決大量電纜出線的困難，采用一根專用備用線作為多根電纜的事故備用，備用電纜不帶負荷或帶少負荷，使環網電纜的運行率提高到近100%。架空拉手環式：架空雙線放射式：這種接線是常說的雙T接，任何一回線路事故或檢修停電時，都可由另一回線路供電，這兩回線路最好不要同時架設，否則會減低供電可靠性，由于需要兩處路徑、因而造價較高，只適合一般城市的雙電源用戶。拉手環式是一個兩端都有電源，開環運行的網絡，任何一端都可以供給全線負荷，主干線上由若干分點形成的各個分段中的任何一個分段停電時，都可以不影響其它分段的供電，這種網架結線投資比輻射式結線要高些，但可靠性比較高，適合于大中城市邊緣小城市、鄉鎮也可采用。

三、配網設計實際施工的問題

配網設計與實際施工中有許多的不同，在設計的時候，我們需要考慮一些配網設計與實際施工過程中的技術差異，我們要從以下幾個方面來實現實際施工的時候所面對的問題：首先，做好負荷預測 。配網設計最終目的是為滿足負荷需求服務的，負荷的發展狀況足以影響網絡發展的每個環節。網絡規劃的發展步驟要以負荷發展狀況為依據，使用各饋線負荷數據可以掌握負荷發展情況，將過去的負荷進行分析，掌握負荷的發展規律。要對負荷進行分析，確定最高用電負荷時間、負荷率和負荷值，這些數據是預測未來負荷的基本資料。配電網絡規劃可以使用兩種常用的預測方法，即外推法和仿真法。外推法就是基于用電區域的歷史數據，假設負荷增長率是連續變化的，根據原來的負荷增長率推移以后各時期的發展狀況。在一個用電區域里，初期負荷發展比較快，但土地資源逐步使用，用電負荷逐步趨于穩定，負荷增長率從大到小變化，最終負荷達到飽和或穩步發展狀態。但對于經濟發展迅速的地區，負荷增長率并不是連續變化的，而是呈現跳躍式的增長，用外推法顯的有一定的誤差。而仿真法與外推法有互補的作用，仿真法是以用電區域每年的用電量為依據的，通過調查每個用電負荷類型和每個類型用戶的數量來計算負荷預測值。

2、配網規劃經濟效益評估，包括電網投資與增加用電量所產生收益的比較，以及為了使電網供電可靠性、線損率、電壓合格率達到一定指標與所需投入費用之間的比較，采用投資與收益的研究可以確定使用哪一種供電方式。 加快電力建設為地區經濟發展提供了有利條件，但是電網投資必須與增加的用電量作比較，以此確定這些投資是否值得。所以電網投資要分地區分時期進行，用電量發展快的地方相應電網投資也大，用電量發展慢的地方，相應電網投資也少一些。對于用戶來說，供電可靠性越高越好，但相應電網的投資也會大大增加。對于用大電量或重要用戶，為確保有更高的可靠性，可以加大電網投資，因為減少停電時間可以同時減少用戶和供電企業的損失。

3、配電網投資與增加用電量所產生收益的比較，以及為了使電網供電可靠性、線損率、電壓合格率達到一定指標與所需投入費用之間的比較，采用投資與收益的研究可以確定使用哪一種供電方式。 加快電力建設為地區經濟發展提供了有利條件，但是電網投資必須與增加的用電量作比較，以此確定這些投資是否值得。所以電網投資要分地區分時期進行，用電量發展快的地方相應電網投資也大，用電量發展慢的地方，相應電網投資也少一些。對于用戶來說，供電可靠性越高越好，但相應電網的投資也會大大增加。對于用大電量或重要用戶，為確保有更高的可靠性，可以加大電網投資，因為減少停電時間可以同時減少用戶和供電企業的損失。

參考文獻：

[1]李海;水電站施工用電系統配電工程的設計與施工[J];云南水力發電;2003年04期

[2]牛培峰，劉振平;配電管理及配電自動化系統實施中的關鍵問題[J];電網技術;2000年11期