電網規劃與電力設計對電網安全的影響分析

周斐斐

[摘要]電網是各種用電設備以及發電設備的組合體，在輸電和配電過程中扮演著舉足輕重的角色。隨著人們對生活質量的追求越來越高，因而也會對電網運行過程中的電能質量和額度的需求不斷提高，對安全和穩定也越來越高，所以電力企業在電網運行過程的基礎任務就是做好電網規劃以及電力設計。本文將針對電網規劃與電力設計如何對電網運行安全的影響進行深入淺出的分析，主要闡述電網安全規劃中的原則和分析電力安全設計中的有關工作內容，并針對110KV和220KV變電站電網的規劃和設計進行論述。

[關鍵詞]電網規劃；設計；安全

近30年以來，我國社會經濟取得世界矚目的成就，人民生活水平越來越高，因而對電量的需求越來越大，同時對電能的品能要求也越來越高，這在我國一線城市表現得尤為明顯，所以電網運行過程中的安全問題顯得越發重要。我國雖然國土面積廣闊，但是可以利用的土地資源變得越來越緊張，所以也對電網的規劃提出了更高的要求的。

一、電網規劃在保證電網安全前提下的原則

在電力系統中，城市電網較農村電網的穩定性和安全性顯得更重要，其主要的的手段就是建立一個能和城市結構相匹配以及和發展相協調的電力系統。在建設城市電網時，要遵循協調發展、統一標準、安全等原則。遵循這些原則的意義就是讓城市電網在建設中既能夠促進城市的經濟社會發展，同時也可以保證電力系統的安全和經濟性。[1]

1、科學合理的規劃電壓等級

電網規劃的所有工作中最關鍵的是對電壓等級的選擇，其直接影響到電網規劃所有內容的質量和合理性，而保證電網運行過程中能夠具有可觀的安全性和穩定性的重要手段就是合理科學的選擇電壓等級。實際上，選擇的電網電壓等級可能會出現過高或者過低的現象，電壓等級過高很容易出現線路負荷過大而導致發生火災事故，電壓過低則很有可能造成線路負荷太小而達不到電網的設計要求，所以，電壓等級的選擇應該優先采用簡化電壓等級、縮減變壓層次的原則。具體來說就是在電網規劃中選擇可以使用110/10/0.4kV四中等級電壓作為配電網電壓，而對于高、中及低壓電網只采用一級電壓的制度，避免出現重復降壓。采用五級電壓可以更加良好的減少變壓層次，同時優化電壓等級。以220kV的變電站為例，根據實際情況，可以考慮采用35kV、110kV、220kV三級電壓。

2、保證電網供電可靠性和合法性

在電網規劃的過程中，供電的可靠性和合法性是很重要的兩個指標。具體來講，必須保證電網規劃中要以國家頒布的《電網規劃設計準則》為指導，同時確保電網工程的安全性以及穩定性能夠滿足國家有關的N-1、N-2準則的法律內容，其中N-1準則的內容主要是針對電網運行過程中電力系統的安全性準則，要求在電網運行過程中保證其安全性和可靠性，保證電壓和頻率在電網在運行設備出現問題的情況下依然保持在一個穩定的范圍內。一般的，電網規劃中只要保證負荷N-1準則就可以滿足基本要求，但是標準更高的N-2準則在電網規劃中變得越來越受重視，電網規劃的相關設計單位應該充分考慮N-1和N-2兩項準則內容。另外，在電網規劃中也要注重其他注意事項和電網規劃內容。如運行過程中的負荷轉移能力、電網容量載比配置等原則在電網規劃中要兼顧考慮。[2]

3、電網負荷的轉移能力

電網負荷轉移需遵循以下基本的原則：

（1）配電網的供電能力要符合有關標準。在整個電網系統中，壓配電網扮演著舉足輕重的角色，它主要工作是負責負荷轉移。進行中壓配連接是在變電站的變壓器和回線路連接出現不良時保證供電工作的正常運營。

（2）當中壓配電網出現問題時及時解決。中壓配電網在運行過程中可能會發生各種各樣的問題，但當出現技術故障時，其還是可以保證負荷轉移工作順利完成。比如，變電站中不知名問題發生在一根母線上，當體制一旦進行運作時，中壓配電網可以使整個供電系統處于正常的水平。符合下列幾個條件才能解決故障：第一，對于那些用兩條回路供電的用戶，當其中一個回路不能正常工作，另外一條回路還是可以正常的供電；第二，對于那些采用三條回路進行供電的用戶，一條回路出現問題不影響正常供電，但是如果兩條回路同時不正常工作使，則其供電量就只能達到正常情況下的70～80%；第三，變電站的任一回路出現斷電時，解決問題與到達正常電量所花的時間是相等的；最后，電網采用環網形式供電時，在開環網絡之外的用戶，恢復供電的時間和達到最低電量的所花的時間也是相等的，一般來說要將配網智能化控制在2分鐘之內，這樣用戶的供電情況才不會受到很大影響。

（3）中壓配電網中備用容量也很重要。一般情況下，中壓配電網其本身都會有50%的剩余度。如果電網局部出現問題時，碰巧遇到維修而無法保證正常供電時，就要采取閘措施，以此來保證用戶的正常用電。

二、電力設計遵循的安全原則

第一需要確定的是，電壓等級差異決定著電網設計采用不同的設計原則，電力設計單位在設計的過程中要充分認識到這一點。以110kV 和220kV的變電站電力設計為例，來闡述電力設計在安全運行狀況下的設計原則。

1、110KV變電站設計原則

對110kV變電站的電力安全設計中，要重點考慮電網運行結構中的供電源頭、接線方式、回路出線數量等內容，要做到科學選擇和處理。例如對其接線方式的選擇時，通常會選擇橋式接線加上多電源線路的方式，最后完成對備用電源的絕對連接的方式來完成接線方式的設計。另外，在電力設計過程中，可以根據變電站所面對的具體情況，來推進對橋式接線方式的優化設計。又例如，對于供電電源的設計，電力單位應優先選擇主備結合的雙電源設計方式來提升110kV變電站在電網運行過程中的安全和穩定的性能。

2、220KV變電站設計原則

在該種變電站的電力設計的過程中應該將更多的精力放在電力運行過程中的有關安全和節能技術，保證大型電網在運行過程中能夠具備優良的安全和節能性能，從而明顯的提升運行過程中的安全性。通常來說在220kV變電站電網設計中應該首先想到無功補貼、諧波處理等技術內容，保證該兩項技術可以在電力設計過程得到科學合理利用。[3]

三、結束語

現今，我國的經濟水平到達歷史新高度，人們對生活品質提出了更高的要求，同時工業、農業、服務業的迅猛發展對電能產生了更大的依賴，正常供電已成為生活中不可分割的一部分。但在現階段，我國的電網安全還存在漏洞，電網設計和電網規劃工作還有很大提升空間。因此，在進行電網設計和規劃工作時，要以供電安全為第一原則，并且嚴格執行電網安全的相關規范，對電壓等級、電能可靠性、負荷轉移工作都要進行長遠考慮，要以保證電網的安全作為第一要務。

參考文獻

[1]沈銳.電網規劃與電力設計對電網安全影響分析[J].廣東科技，2014年02期

[2]胡在源.淺究電網規劃與電力設計對電網安全影響的考慮[J]科技與企業，2014年21期

[3]張紀暉.電網規劃與電力設計對電網安全的影響[J].科技展望，2015年18期.