淺談配網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)

摘要：文章致力于指出國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段配網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃與建設(shè)中存在的一些技術(shù)與管理上的不足，同時(shí)針對(duì)相關(guān)的配網(wǎng)建設(shè)要求提出一些看法。并重點(diǎn)從配網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃思路、重點(diǎn)影響因素和電源點(diǎn)布置等方面對(duì)電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行闡述，對(duì)如何做好電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出一些建議。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)設(shè)計(jì)；電網(wǎng)規(guī)劃；配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）26-0087-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求量越來越大，為了保證電能質(zhì)量，減少配網(wǎng)事故，改善配網(wǎng)供電可靠性，中低壓配網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)重要發(fā)展方向。在對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀、堅(jiān)守規(guī)范化原則，切合實(shí)際情況，且有一定的預(yù)見性。這就要求正確把握近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，并兼顧社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等綜合因素，使得配網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)城市長(zhǎng)期發(fā)展與現(xiàn)代化的要求，提高配網(wǎng)供電可靠性。近年來，城市配電網(wǎng)絡(luò)在“十一五”的指導(dǎo)下進(jìn)行建設(shè)、改造，已經(jīng)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、供電能力與可靠性等問題進(jìn)行了良好的改善，但是配網(wǎng)中仍然存在著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、裝備水平和供電能力有待提高等問題，這離建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的目標(biāo)還有很大一段距離，因此需要對(duì)配網(wǎng)建設(shè)與設(shè)計(jì)問題進(jìn)行更為深入的分析研究。

配網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在現(xiàn)代化城市中扮演著十分重要的角色。配網(wǎng)質(zhì)量直接關(guān)系到城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民的生活水平，否則還會(huì)危及環(huán)境和人身安全。城市規(guī)劃發(fā)展的重要環(huán)節(jié)就是城市配網(wǎng)設(shè)計(jì)。配網(wǎng)是電能傳輸?shù)母咚偻ǖ溃挥薪⒔Y(jié)構(gòu)合理、布局選點(diǎn)科學(xué)，才能夠切實(shí)地提高10 kV電網(wǎng)供電可靠性和電壓合格率。建設(shè)合理的10 kV中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架能夠直接提高居民用電質(zhì)量和可靠性。

1 我國(guó)配網(wǎng)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外對(duì)于中低壓配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法、接線模式和符合預(yù)測(cè)等問題都進(jìn)行了大量較為深入的研究，也得到了較為良好的理論研究成果，但是結(jié)合實(shí)際情況的研究較少。雖然國(guó)家對(duì)電網(wǎng)的改造工作取得了階段性的成果，但是由于我國(guó)電網(wǎng)存在電源先天不足的缺點(diǎn)，致使配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化成為供電部門的難題。城市化進(jìn)程越高，對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)架要求越高，近年來，城市電網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)出以下幾點(diǎn)問題：

①電網(wǎng)運(yùn)行方式靈活性低，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理。配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，嚴(yán)重限制了原計(jì)劃中的檢修、迎峰度夏以及故障復(fù)電等工作的開展。在實(shí)際工程中，經(jīng)常出現(xiàn)在變電站移址、變電站全站停電時(shí)，低負(fù)荷都無法轉(zhuǎn)出，甚至需要增加新的出線或者聯(lián)絡(luò)線，這大大降低了工程效率和經(jīng)濟(jì)效益。

②供電可靠性較低，線路事故多。以往建設(shè)的城市線路主要采用架空線路，架空線路故障率相對(duì)較高，且容易遭受雷擊，大大降低了城市供電的可靠性。且多數(shù)舊有線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠合理，事故時(shí)的轉(zhuǎn)電和檢修工作不易開展，造成停電時(shí)間過長(zhǎng)，也降低了配網(wǎng)供電的可靠性能。

③供電半徑長(zhǎng)，電源布點(diǎn)不合理。在過去的城市規(guī)劃中，我國(guó)大多數(shù)城市配網(wǎng)的電源布點(diǎn)不合理，供電半徑普遍過長(zhǎng)，造成線路損耗大，出現(xiàn)主變負(fù)載不均衡等問題，大大降低了配網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

④電網(wǎng)建設(shè)用地情況緊張，電網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)較快。隨著農(nóng)村居民生活水平的不斷提高，尤其是在家電下鄉(xiāng)后，農(nóng)村家用電器數(shù)量劇增，農(nóng)綜變的容量缺口越來越大。實(shí)際上，即使現(xiàn)在的農(nóng)綜變能夠滿足目前的農(nóng)村用電需求，在進(jìn)行配網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，也需要考慮10%以上的用電增長(zhǎng)需求。如此，在考慮適度的用電超前配置，農(nóng)村公用變壓器容量不足的形勢(shì)將愈演愈烈。

此外，城市用電量也出現(xiàn)巨大增長(zhǎng)趨勢(shì)。例如，在2010年時(shí)佛山供電局負(fù)荷高達(dá)846萬kW，同比增長(zhǎng)了近15%。全國(guó)用電負(fù)荷同比增長(zhǎng)約12.7%，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展用電負(fù)荷逐年飆升。

2 城市配網(wǎng)結(jié)構(gòu)及主要要求

中低壓配網(wǎng)在電力傳輸與分配工作中起著重要的作用，建立一個(gè)簡(jiǎn)潔、靈活的配電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。我國(guó)城市配網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：

①增加配網(wǎng)的供電能力。城市中壓配電網(wǎng)應(yīng)該在建設(shè)和改建的基礎(chǔ)上增加配電網(wǎng)的供電能力，以滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求，改善配網(wǎng)供電質(zhì)量。

②提高配網(wǎng)適應(yīng)能力。城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)既應(yīng)該擁有較強(qiáng)的供電能力，同時(shí)也應(yīng)該擁有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，應(yīng)該更具長(zhǎng)遠(yuǎn)的城市規(guī)劃一次性選定主干線的截面。在負(fù)荷超過預(yù)定值時(shí)，應(yīng)該考慮增加新的配網(wǎng)饋線甚至是建立新的變電站，同時(shí)也需要為新的變電站劃分新的供電區(qū)域。在設(shè)計(jì)開關(guān)站、配電站時(shí)應(yīng)該按照長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃進(jìn)行，爭(zhēng)取土建工程一次建成，而電氣設(shè)備則分步完成。

③保證配網(wǎng)容量裕度，設(shè)置必要聯(lián)絡(luò)點(diǎn)。為了便于轉(zhuǎn)移負(fù)荷，需要在相鄰的變電站和統(tǒng)一變電站的不同母線間加裝聯(lián)絡(luò)用開關(guān)，同時(shí)為配網(wǎng)提供足夠的容量裕度。

④合理采用配電自動(dòng)化設(shè)備。在建設(shè)中壓配電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)該建設(shè)相應(yīng)的通訊通道，合理的采用具有高科技自動(dòng)化性能的設(shè)備，如電纜隧道、電纜溝、電纜排管或者架空線路路由等。此外，對(duì)于尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的線路，應(yīng)該加裝故障指示器，以便縮短故障后的故障排除時(shí)間。

城市配網(wǎng)應(yīng)該分為相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)進(jìn)行供電，保證供電范圍的明確性，不交叉不重疊，并且需要根據(jù)變電站布點(diǎn)、負(fù)荷密度和城市規(guī)劃小區(qū)（或者功能小區(qū)）進(jìn)行劃分。同時(shí)依據(jù)分區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)值和負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力對(duì)中壓配電網(wǎng)絡(luò)的線路容量和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。建設(shè)目標(biāo)是要達(dá)到每個(gè)分區(qū)至少有兩個(gè)以上的電源，十分重要的分區(qū)應(yīng)該配備2個(gè)變電站。隨著負(fù)荷密度增長(zhǎng)、變電站的新建和投入使用，應(yīng)該實(shí)時(shí)地對(duì)分區(qū)劃分進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3 城市配網(wǎng)設(shè)計(jì)與建設(shè)

從我國(guó)配網(wǎng)現(xiàn)狀可以看出，城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)中存在著很多問題：不確定因素太多，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷的發(fā)展趨勢(shì)與分布狀況。牽涉的部分與專業(yè)知識(shí)多，城市配網(wǎng)建設(shè)除了要滿足用電的安全性和可靠性外，還需要考慮相應(yīng)的投資成本和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)需要跟相關(guān)的市政規(guī)劃部門進(jìn)行協(xié)商洽談。

3.1 電源點(diǎn)選址和線路的走廊安排

只有合理的分布電源點(diǎn)，才能減少線路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)投入，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。

城市發(fā)展的客觀條件決定了電力企業(yè)必須提前做好電源點(diǎn)的選址工作和線路走廊的選擇構(gòu)建工作。但是，城市發(fā)展進(jìn)程留給電力部門進(jìn)行重新布點(diǎn)或者增加新的走廊線路的空間是十分狹小的，約束因素太多，也會(huì)制約勉強(qiáng)安排的新的電源點(diǎn)的合理性和新搭建的線路走廊的適用性。越是到城市建設(shè)的后期，在城市市區(qū)內(nèi)進(jìn)行開挖鋪設(shè)電纜的代價(jià)也會(huì)越高，這必然要求電力部門優(yōu)先選好電源點(diǎn)和線路走廊，并帶有一定的預(yù)見性，為城市建設(shè)后期的配網(wǎng)調(diào)整留有余地。

城市發(fā)展的特殊性要求電力部門必須能預(yù)見未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。伴隨著城市發(fā)展的腳步，人類的需求越來越高，城市的用電密度也越來越大。如果在城市建設(shè)初期，電力部門不能很好的規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)，解決相關(guān)的設(shè)計(jì)與建設(shè)問題，將會(huì)嚴(yán)重制約城市未來發(fā)展速度。

城市配網(wǎng)建設(shè)時(shí)應(yīng)該盡量選擇電纜，這不僅美化城市面貌，保護(hù)環(huán)境，也相對(duì)地降低了線路故障概率。減少電纜直埋，可以減少電纜故障時(shí)導(dǎo)致的饋線跳閘問題。而排管鋪設(shè)電纜，比采用電纜溝的電纜更容易遭受外力的破壞，特別是在開挖進(jìn)行線路維護(hù)或者放置新的電纜時(shí)更容易破壞排管鋪設(shè)電纜。

優(yōu)先規(guī)劃好電源點(diǎn)，才能減少網(wǎng)損增加經(jīng)濟(jì)效益。配電網(wǎng)供電半徑主要取決于供電范圍的選擇和線路走廊的確定。配網(wǎng)供電范圍劃分必須和城市的發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合，同時(shí)要根據(jù)相應(yīng)的城市積極發(fā)展規(guī)劃和土地使用規(guī)劃對(duì)未來負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)和分布狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，合理地劃分供電區(qū)域。在確定線路走廊時(shí)，需要結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃，以便合理利用土地資源。

3.2 配網(wǎng)饋線規(guī)劃

單放射接線是一種簡(jiǎn)單、清晰、運(yùn)行方便，且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的接線方式，但是其供電可靠性較差，一般適合于城市建設(shè)分區(qū)初期，滿足臨時(shí)用電需求。即在初期輕負(fù)載情況下，宜采用“一份段一聯(lián)絡(luò)”方式，并且要求每回線路的負(fù)載率不應(yīng)該超過50%。隨著用電量的增加，需要將單放射線路盡快地改成環(huán)網(wǎng)接線模式。環(huán)網(wǎng)模式在配網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展中起著承前啟后的作用。隨著負(fù)荷發(fā)展，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)將逐步發(fā)展成為多分段三聯(lián)絡(luò)的接線方式，達(dá)到“N-1”的原則，此時(shí)，負(fù)載率為75%較為合適。不同方式應(yīng)該是循序漸進(jìn)、逐步優(yōu)化，結(jié)合電源點(diǎn)分布情況適度發(fā)展。

變電站的出線應(yīng)該盡量將同一變電站的不同出線在區(qū)域上進(jìn)行交叉，對(duì)同一個(gè)用電區(qū)域提供來自不同主變的饋線。而單臺(tái)主變時(shí)，則需要將不同出線在區(qū)域上交叉。如此，即可以保證當(dāng)某一主變故障或者母線失去電壓后，本站內(nèi)的另一主變能夠及時(shí)恢復(fù)電壓。

對(duì)于環(huán)網(wǎng)接線方式，主回路電纜應(yīng)該避免迂回，且不宜采用過多的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，盡量減少主回路成環(huán)需要的建設(shè)時(shí)間。因此，環(huán)網(wǎng)建設(shè)過程中應(yīng)該根據(jù)地區(qū)發(fā)展階段特點(diǎn)考慮適宜的過度方案。

4 結(jié) 語

配網(wǎng)建設(shè)不可能一蹴而就，需要制定相關(guān)的政策與標(biāo)準(zhǔn)，建立相應(yīng)的原則。建設(shè)與設(shè)計(jì)過程中需要考慮當(dāng)?shù)匾?guī)劃與上級(jí)電網(wǎng)的發(fā)展變化，需要根據(jù)發(fā)展變動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)整。配網(wǎng)建設(shè)時(shí)還應(yīng)該與政府部門溝通，共同投資建設(shè)。且需要加強(qiáng)電網(wǎng)相關(guān)的環(huán)境、政策、標(biāo)準(zhǔn)和利益等方面的知識(shí)宣傳，減少建設(shè)過程中可能遇到的政策問題。政府部門也應(yīng)該考慮城市規(guī)劃、建設(shè)、管理部門的資源共享，便于資源交流，為配網(wǎng)建設(shè)提供方便。

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