關(guān)于城市配電網(wǎng)建設(shè)改造與規(guī)劃設(shè)計(jì)的思考

摘要：伴隨著城市的不斷發(fā)展，城市更新的腳步也在不斷加快，對(duì)城市配電網(wǎng)的改造和規(guī)劃設(shè)計(jì)也提出了越來(lái)越多的難題。文章旨在討論現(xiàn)代化電網(wǎng)設(shè)計(jì)要求下城市配電網(wǎng)改造與設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和注意事項(xiàng)，旨在提高城市現(xiàn)代化電網(wǎng)的設(shè)計(jì)建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞：城市配電網(wǎng)；建設(shè)改造；規(guī)劃設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）27-0013-03

目前來(lái)說(shuō)，城市配電網(wǎng)建設(shè)改造和規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨著與城市發(fā)展的配合問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)許多城市的配電網(wǎng)都處于新舊混合使用的狀態(tài)，因此，對(duì)于這些配電設(shè)備的升級(jí)改造或是重建，都需要更具備前瞻性和科學(xué)性的規(guī)劃方案。如何做好配電網(wǎng)的建設(shè)改造和規(guī)劃設(shè)計(jì)，也成了電力企業(yè)面臨的重要問(wèn)題。

1 城市配電網(wǎng)現(xiàn)存問(wèn)題

事實(shí)上，我國(guó)許多城市的配電網(wǎng)都或多或少存在缺陷和問(wèn)題，有許多問(wèn)題可以歸納為歷史遺留問(wèn)題，也有不少問(wèn)題，包括電網(wǎng)設(shè)計(jì)混亂薄弱、裝備陳舊落后、供電半徑過(guò)大、導(dǎo)線截面太小、設(shè)備絕緣水平低、無(wú)功補(bǔ)償和配電變壓器容量不足、自動(dòng)化水平極低。這些問(wèn)題很多是因?yàn)榻ㄔ旌鸵?guī)劃設(shè)計(jì)不當(dāng)而導(dǎo)致的。我們將討論城市配電網(wǎng)的存在問(wèn)題，并通過(guò)分析加深認(rèn)識(shí)和了解。

1.1 配電線路負(fù)荷不均衡

城市配電網(wǎng)最顯著的問(wèn)題莫過(guò)于配電網(wǎng)線路（尤指10kV線路）的運(yùn)載不均衡。由于歷史原因，部分地區(qū)發(fā)展緩慢，人口流動(dòng)較大，造成該地段線路常年處于空載狀態(tài)；與此同時(shí)，還有很多地區(qū)，由于發(fā)展迅速，原有的使用要求早已不能滿足城市發(fā)展要求，配電線路常年處于滿載乃至是超載的狀態(tài)，容易發(fā)生故障，損耗程度較大，對(duì)設(shè)備造成損傷。

1.2 配電設(shè)備陳舊

配電網(wǎng)設(shè)備包括了架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償電容以及一些附屬設(shè)施等設(shè)備，由許多的零件設(shè)備組成。然而，當(dāng)前許多配電設(shè)備過(guò)于陳舊，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且故障頻發(fā)，消耗了電力企業(yè)大量的人力物力。

1.3 設(shè)備布局不合理

設(shè)備布局不合理也是配電網(wǎng)普遍存在的問(wèn)題。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理的主要原因包括了原來(lái)的規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理、地區(qū)用電負(fù)荷因發(fā)展而造成的不同、新用戶的接入造成的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化等。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理與否對(duì)電網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性具有決定性的作用，結(jié)構(gòu)不合理會(huì)影響電力企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理，造成增加網(wǎng)損率、電壓合格率低、降低供電可靠性、增加運(yùn)行及建設(shè)費(fèi)用等一系列不良后果。

綜上所述，許多城市的現(xiàn)行配電網(wǎng)設(shè)備存在很多的問(wèn)題，包括規(guī)劃設(shè)計(jì)上、設(shè)備上及管理上都存在很多問(wèn)題，導(dǎo)致了城市供電質(zhì)量差、供電安全性和可靠性得不到保證、設(shè)備維護(hù)成本過(guò)高、管理混亂等，對(duì)城市供電和電力企業(yè)的運(yùn)營(yíng)造成了難以避免的負(fù)面影響。

2 城市配電網(wǎng)的規(guī)劃

城市配電網(wǎng)的規(guī)劃可以按照時(shí)間長(zhǎng)短和專業(yè)類別進(jìn)行細(xì)分，必須嚴(yán)格遵循《城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》等相關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則、結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，兼顧工業(yè)負(fù)荷流程和工藝等，為所在地設(shè)計(jì)適宜且留有改造空間的配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.1 站點(diǎn)規(guī)劃

站點(diǎn)規(guī)劃主要包括劃分供電范圍、選擇線路、確定導(dǎo)線截面、劃定開(kāi)關(guān)站規(guī)模和配電變壓器的選址等。

配電網(wǎng)的站點(diǎn)規(guī)劃需要和當(dāng)?shù)氐某鞘懈乱?guī)劃、建設(shè)計(jì)劃、城市發(fā)展規(guī)劃互相配合，并更多地應(yīng)用地下電纜、開(kāi)關(guān)站和箱式變壓器等，節(jié)省占地空間和投資成本。

2.2 結(jié)構(gòu)規(guī)劃

合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要合理的電網(wǎng)規(guī)劃，根據(jù)《安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，電力結(jié)構(gòu)規(guī)劃需要適應(yīng)負(fù)荷的要求，配置足夠的符合要求的電源設(shè)備，并保證電網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠與電源和負(fù)荷水平相適應(yīng)，保證電力的

傳輸穩(wěn)定和安全，并做好足夠的意外事故應(yīng)急措施。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃上也有許多的問(wèn)題需要注意，例如，常規(guī)電源接入系統(tǒng)的“N-1原則”、聯(lián)絡(luò)線的分層分區(qū)處理等。技術(shù)人員可以通過(guò)增加弱受端系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)無(wú)功備用、適當(dāng)解開(kāi)電源等方式來(lái)處理結(jié)構(gòu)運(yùn)作。

以10kV電網(wǎng)的線路供電半徑設(shè)計(jì)為例，10kV線路經(jīng)濟(jì)供電半徑的最優(yōu)供電半徑關(guān)系式為：

式中：Lj為10kV配電線路經(jīng)濟(jì)供電半徑（km）；σ為供電范圍內(nèi)的平均負(fù)荷密度（kW/km2）。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，以便于實(shí)際應(yīng)用，經(jīng)常采用計(jì)算系數(shù)并分段取常數(shù)的方法，可導(dǎo)出經(jīng)濟(jì)供電半徑的直接計(jì)算公式為：

2.3 規(guī)劃前期工作準(zhǔn)備

在著手城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)前，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)規(guī)劃片區(qū)實(shí)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，利用多種方法組合使用，盡量減少誤差，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。

同時(shí)，也可以應(yīng)用GIS建立時(shí)空地理模型，從時(shí)間、空間和測(cè)算主體方面綜合考慮得出更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

不可避免的是，進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)之前，應(yīng)當(dāng)做好資產(chǎn)投入和經(jīng)濟(jì)效益的核算，明確投入成本規(guī)劃，并測(cè)算回報(bào)周期和運(yùn)行管理情況，便于電力企業(yè)更好地調(diào)配現(xiàn)有的資金進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。

2.4 配電網(wǎng)的改造規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市配電網(wǎng)的升級(jí)改造刻不容緩，但由于城市的發(fā)展需求，改造期間需要格外重視配送電的可靠性和連續(xù)性。在實(shí)施升級(jí)改造規(guī)劃前，更要對(duì)片區(qū)的配電設(shè)備和用電情況做好充分的了解，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)立規(guī)劃改造方案。

規(guī)劃設(shè)計(jì)城市配電電網(wǎng)，要求我們充分運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)手段和測(cè)量方法，盡可能地收集數(shù)據(jù)，完善信息基礎(chǔ)，從而建立符合當(dāng)下城市要求和適應(yīng)城市不斷發(fā)展要求的配電網(wǎng)系統(tǒng)。規(guī)劃不但要符合實(shí)際，更要有一定的前瞻性。

3 城市配電網(wǎng)的建設(shè)改造

對(duì)城市配電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)改造的目的是為了提高配電網(wǎng)的供電能力和質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造，從而更好地滿足城市發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、降低損耗的目標(biāo)。下面我們將重點(diǎn)討論如何對(duì)城市配電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)改造。

3.1 設(shè)備的選擇

對(duì)城市配電網(wǎng)的建設(shè)設(shè)備選擇，要求采用能耗低、可靠性高、易于維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格適宜的產(chǎn)品。此外，盡量配置通信接口，開(kāi)關(guān)類設(shè)備要求具備電動(dòng)操作功能，以便于城市配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理操作。

3.2 電網(wǎng)的合理布局設(shè)置

通過(guò)確立合理的參數(shù)，例如供電半徑長(zhǎng)度比、各級(jí)電壓線路總長(zhǎng)度比、分支線與主干線長(zhǎng)度比等進(jìn)行分析研究，在建設(shè)中提出相對(duì)合理的方案，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)向優(yōu)化的方向發(fā)展。從而保證設(shè)備滿足開(kāi)放性、可靠性、安全性、簡(jiǎn)化性的原則要求，做到資源共享、安全運(yùn)行、維護(hù)方便、節(jié)省投資。

一般說(shuō)來(lái)，為滿足城市的用電實(shí)際需求，設(shè)備應(yīng)盡可能發(fā)揮配電變壓器與用電設(shè)備利用率，最佳的配電變壓器與用電設(shè)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(zhǎng)度與變壓器容量比例配置為例，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同電壓等級(jí)電網(wǎng)線路的允許供電半徑給定、不同電壓等級(jí)電網(wǎng)允許功率損失率計(jì)算比例配置，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得出相對(duì)最有的合理長(zhǎng)

度值。

3.3 電網(wǎng)升級(jí)改造的施工管理

電網(wǎng)升級(jí)改造應(yīng)當(dāng)?shù)玫较嚓P(guān)部門(mén)的許可并納入城市總體建設(shè)規(guī)劃，在施工管理要嚴(yán)格遵照工藝操作流程完成施工，做好施工管理工作，從而達(dá)到最佳的質(zhì)量效果。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)城市配電網(wǎng)的不斷規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)升級(jí)改造，能夠更好地滿足現(xiàn)代城市高速發(fā)展下的現(xiàn)代電網(wǎng)要求。通過(guò)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工建設(shè)，提高城市的電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，保證配電的穩(wěn)定性和安全性，為電力企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉世勛，劉煌輝.配電自動(dòng)化規(guī)劃要先行[J].電網(wǎng)技術(shù)，2000，（4）：19-22.

[2] 毛傳洲，周英樹(shù).城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù)，2001，（7）：72-76.

[3] 郭又華，朱雨.城市電網(wǎng)規(guī)劃的思考[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2005，（8）.

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）