小議城市配電網(wǎng)設(shè)計及運行管理

摘 要：文章根據(jù)城市化建設(shè)對城市配電提出的新要求，分析現(xiàn)有城市配電網(wǎng)存在的一些問題，對城市配電網(wǎng)改造和無功優(yōu)化的原則及方案進行了探討，并對城市配電網(wǎng)的設(shè)計及運行管理中存在的問題應(yīng)對措施進行分析探討。

關(guān)鍵詞：城市配電網(wǎng)；設(shè)計；運行管理

中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）29-0118-02

1 城市配電網(wǎng)的概念及運行特點

中國為城市區(qū)域內(nèi)的工業(yè)及居民用電的110 kV及以下的配電網(wǎng)稱為城市配電網(wǎng)，它一般處于電力系統(tǒng)的末端，具有以下特點：①城市配電網(wǎng)一般為沿城市市政道路沿線進行網(wǎng)狀布；②城市配電網(wǎng)線路短、變壓器密集、供配電客戶單位復雜、分支多、負荷密度大而集中；③因日常及季節(jié)性影響，負荷峰谷差別較大，運行狀態(tài)受負荷變化的影響較大；④部分商業(yè)區(qū)夜晚及居民區(qū)白天平均負荷率低，空載損耗高。上述特點使城市配電網(wǎng)的電壓波動幅度大、供電質(zhì)量參差不齊、網(wǎng)絡(luò)損耗不可控，供電成本較高。因此必須要對城市配電網(wǎng)進行優(yōu)化和改造。但是由于城市配電網(wǎng)停電印象較復雜，配電網(wǎng)優(yōu)化及改造影響面較廣，必須進行統(tǒng)籌規(guī)劃。在城市配電運行管理中，較為常見的是與當?shù)氐氖姓缆犯慕皵U建同步進行，采用具有前瞻性的城市配電網(wǎng)規(guī)劃進行科學的勘察設(shè)計，優(yōu)化架空線路，改設(shè)高負荷電纜等方式進行城市配電網(wǎng)的優(yōu)化及管理。

2 廣西城市配電網(wǎng)存在問題

2.1 城市配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理

以南寧市為例，原先在電力規(guī)劃過程中，按照五大城區(qū)進行劃分，但是隨著城區(qū)不斷擴大，瑯東新區(qū)、鳳嶺新區(qū)相繼建成，同時沙井片區(qū)、相思湖新區(qū)、五象新區(qū)也進行了大規(guī)模招商建設(shè)。而原先的電力規(guī)劃沒能結(jié)合電網(wǎng)的實際應(yīng)用情況，電網(wǎng)規(guī)劃不夠科學嚴謹，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理。①在現(xiàn)有的配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，開關(guān)柜傳動機構(gòu)的設(shè)計不夠科學，不僅沒有同刀閘開關(guān)進行有效的區(qū)分，還存在傳動材料不合格導致的安全隱患。②部分配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，還存在著線路分段斷路器過少的現(xiàn)象。現(xiàn)有的斷路器的數(shù)量無法滿足線路的運行安全防護需要，一旦配電網(wǎng)的運行出現(xiàn)異常，斷路器的功能無法正常發(fā)揮，就會導致較為嚴重的系統(tǒng)故障。③城市配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)存在變壓器較少，變壓器位置分布不合理的問題，尤其是在低壓線路中，導致用戶使用電壓過低，影響供電質(zhì)量。

2.2 城市配網(wǎng)設(shè)備使用年限長、管理維護不到位

具體來說，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①城市配電網(wǎng)中的各種絕緣子和套管陳舊老化，產(chǎn)生雷擊事故以及高壓高負荷的運行狀態(tài)下的短路跳閘故障，給線路的運行造成經(jīng)濟損失，導致大面積的停電。②部分電力施工單位使用未達到安全要求的施工材料，存在偷工減料的現(xiàn)象，導致現(xiàn)有的配電網(wǎng)中的大多數(shù)斷路器的存在較為嚴重的質(zhì)量問題，導致維護不及時導致的安全問題。由于斷路器的連接方式的特殊性，一旦其存在操作機構(gòu)不可靠的現(xiàn)象，就必須要采用遠程操作的方式，以保證工作人員的人身安全。這給系統(tǒng)的調(diào)試和維護造成困難。

2.3 城市配電網(wǎng)的線損過大

大部分城市配電網(wǎng)線路還存在著較為嚴重的損耗問題，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①由于臺風和雷電天氣導致的污穢物堆積部位的絕緣子的損耗加大。②用戶在電表拆解進行線路竊電，導致電網(wǎng)損失。③缺少相應(yīng)的補償設(shè)備，線路在運行過程中耗費了大量的無功率電流，增加線損。

2.4 城市配電網(wǎng)的運行環(huán)境差

存在私拉亂接的現(xiàn)象，特別是在一些中心老城區(qū)，一些用戶和供電單位在線路的架設(shè)和連接的過程中將配電網(wǎng)的線纜和電話線、廣播線等線路進行交叉纏繞，埋下安全隱患。由于現(xiàn)代城市的建設(shè)導致的各種建筑工程的增加和城市規(guī)劃的改造，也影響了配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。特別是道路改建之后，部分電纜無法進行線路改造，只能進行電纜井的覆蓋。最終導致一些線路的位于道路的中間，頻繁的車輛經(jīng)過形成撞桿倒塌、電纜井塌陷等事故，從而造成斷電事故。而且由于部分市政道路施工單位進行野蠻施工，事先沒有進行管道埋設(shè)的查點，埋在地下的電纜以及電力設(shè)施時常會遭到其他單位野蠻施工的破壞。而違反電力設(shè)施管理相關(guān)辦法以及《電力法》的規(guī)定，在輸配電線路走廊下或者輸配電線路旁進行的違章建設(shè)情況也屢禁不止。特別是部分房地產(chǎn)項目的建設(shè)施工，未考慮腳手架以及塔吊的安全距離，導致施工器械碰觸正在運行的架空配電線路，或者鉤機等設(shè)備挖斷電纜，導致人身傷亡，引起輸電線路跳閘事故。

3 城市配電網(wǎng)規(guī)劃及設(shè)計措施

①改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布，想方設(shè)法提高功率因數(shù)。在進行配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的時候，應(yīng)當按照就近的原則進行線路布置，盡量減少無功的遠距離輸送。此外還有增加無功補償裝置的設(shè)置，盡量提高負荷中心的功率因數(shù)。

②通過技術(shù)改造方式對現(xiàn)有的配電網(wǎng)規(guī)劃進行優(yōu)化和改造，充分發(fā)揮配電網(wǎng)硬件設(shè)施的功能。在進行城市配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，可以在系統(tǒng)接入部分方案設(shè)置的契機，通過技術(shù)改造方式，改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布。通過合理安排運行方式、調(diào)整配電網(wǎng)運行參數(shù)、調(diào)整電網(wǎng)負荷均衡、合理升壓改造、合理檢修安排、簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、合理選擇導線截面等方式進行城市配電網(wǎng)的優(yōu)化和改造。特別是針對線損管理，可以通過低壓配電集中抄表和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)确绞竭M行強化管理，減少由于計量設(shè)備誤差引起的線路損耗，避免由于管理不善和失誤等原因造成的線路損耗，特別是諸如竊電和抄表核算過程中漏抄、錯抄、錯算等原因造成的線路損耗。

③針對新居配項目，應(yīng)當各種運行方式下的網(wǎng)損來優(yōu)化運行方式，合理調(diào)整和利用補償設(shè)備提高功率。在對電網(wǎng)進行無功補償時，應(yīng)當根據(jù)電網(wǎng)中無功負荷及無功分布情況合理選擇無功補償容量和確定補償容量的分布，以進一步降低電網(wǎng)損耗。比如在大型房地產(chǎn)小區(qū)附近，可以合理地配置無功補償裝置，就可以改變無功潮流分布的狀態(tài)，最大程度的減少有功損耗和電壓損耗，進而減少發(fā)電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，從而使得輸配電網(wǎng)的線路損耗大為降低。由于增加了無功補償，減少了線路損耗，就可以大幅度改善輸配電電壓質(zhì)量，從而提高線路和變壓器的輸送能力，優(yōu)化輸配電網(wǎng)的功能設(shè)置。

④移峰填谷，提高日負荷率。如果某個片區(qū)在某個時間段內(nèi)的負荷率不高，而其他的時間段負荷率很高，出現(xiàn)非常明顯的峰谷狀態(tài)，則需要根據(jù)實際情況進行相應(yīng)的移峰填谷處置。否則這樣的峰谷波動會增加電網(wǎng)損耗，造成不必要的浪費。在進行配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)當根據(jù)片區(qū)內(nèi)的負荷特性和用戶的用電規(guī)律，合理而有計劃的安排用電負荷及用電時間，使用相應(yīng)的系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)配用電資源，提高電網(wǎng)的負荷率，從而降低電能損耗，提高配電網(wǎng)的利用率。為避免夜間負荷極少的情況，建議可以采用分時電表、分時電價，進一步調(diào)動工業(yè)及大工業(yè)用戶夜間用電的積極性。

⑤根據(jù)區(qū)域內(nèi)負荷的不同情況，在進行配電網(wǎng)規(guī)劃時，應(yīng)當根據(jù)負荷的變化適當改變投入運行的變壓器臺數(shù)，盡量減少功率損耗。比如在某些新建工業(yè)開發(fā)區(qū)，短期內(nèi)負荷小于臨界負荷時，則以減少一臺變壓器投入運行的方案顯得更為經(jīng)濟。而當區(qū)域內(nèi)用電負荷大于臨界負荷時，則采用變壓器并聯(lián)運行更為合理。由于變壓器的損耗占全系統(tǒng)總線損量的30%～60%，故、因此降低變壓器的損耗是降低電網(wǎng)損耗，提高電網(wǎng)運行效率的重要措施。在進行設(shè)備選型設(shè)計時，可以選用節(jié)能型變壓器，在變電所內(nèi)設(shè)計兩臺以上的變壓器，可以為變更系統(tǒng)運行方式以及后期技術(shù)改造奠定設(shè)備技術(shù)條件。這樣的優(yōu)化設(shè)置既提高了供電的可靠性，又可以根據(jù)負荷合理停用并聯(lián)運行變壓器的臺數(shù)，是較為理想的運行管理設(shè)置。

4 城市配電網(wǎng)運行管理

①建立設(shè)備缺陷管理制度：在進行城市配電網(wǎng)運行管理中，必須加強輸配電線路運行管理和維護，建立相應(yīng)的巡視和巡線管理。工作人員在線路運行維護工作中，針對發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷或者安全隱患，必須認真做好記錄，及時上報和匯報，并根據(jù)設(shè)備缺陷的嚴重程度進行分類和提出相應(yīng)的處理意見。對于近期內(nèi)不會影響線路安全運行的一般設(shè)備缺陷，應(yīng)列入正常的年度、季度檢修計劃中安排處理。而對于在一定時期內(nèi)仍然可以維持線路運行，但是應(yīng)當進行及時更換的情況，應(yīng)當列入技術(shù)改造計劃中，進行上報和技術(shù)改造安排。而對于已經(jīng)嚴重影響配電網(wǎng)安全的缺陷和隱患，則應(yīng)當要在短期內(nèi)進行消除，可以采用緊急技術(shù)改造的方式進行上報，并且盡快消除或采用臨時安全技術(shù)措施后盡快處理。

②針對有人值守的變電所，應(yīng)當嚴格執(zhí)行值班、交接班制度。在還未實現(xiàn)無人值守變電站的配電網(wǎng)管理區(qū)域，值班人員應(yīng)按交接班制度中規(guī)定的值班方式、交接時間、交接程序、交接內(nèi)容等進行交接。在已經(jīng)實現(xiàn)了無人值守的變電所，也應(yīng)當根據(jù)巡視與檢查制度，加強對電氣設(shè)備在運行中的巡視。在進行巡視和巡檢以及安全隱患排查時，可以分為定期巡視、特殊巡檢、登桿檢查等不同的工作方式，這樣更利于運行人員及時掌握設(shè)備的運行狀況，確保輸配電網(wǎng)的安全可靠。

③對于客戶設(shè)備必須進行定期監(jiān)控及維護管理。在城市配電網(wǎng)中，從中性點到用戶部分的變壓器，由于有部分輸電線路及配電設(shè)備為用戶自行投資及維護的，但是由于用戶不具備電力運行管理維護的相關(guān)知識及技能，會對配電網(wǎng)的運行管理造成隱患。因此線路運行維護工作必須嚴格遵守電力行業(yè)標準的規(guī)定，堅持安全第一，預防為主的工作方針，督促用戶做好巡視、檢修及反事故措施的實施工作。原則上每條線路必須明確其所屬的線路運行單位，明確劃分運行維護界限。對用戶設(shè)備也要在供用電合同明確產(chǎn)權(quán)分界點，并按合同規(guī)定的責任開展配電網(wǎng)的運行維護工作。

5 結(jié) 語

城市配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行是降低供電成本的有效途徑。因此要合理進行配電網(wǎng)的設(shè)計及規(guī)劃，并且通過電網(wǎng)的優(yōu)化和再造，合理選擇降低網(wǎng)損的措施，根據(jù)電網(wǎng)實際需要，選擇適合本地電網(wǎng)的降損措施，才能獲得更好的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 鄧正濤.淺談配電網(wǎng)與配電線路安全運行管理[J].科技與企業(yè)，2013，（16）.

[2] 丁明波.淺談配電網(wǎng)與配電線路安全運行管理[J].黑龍江科技信息，2013，（6）.

[3] 藍雅臣.淺談10 kV配網(wǎng)供電的可靠性管理措施[J].黑龍江科技信息，2010，（34）.