城市中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的策略研究與應用

吳健雄

（國網(wǎng)重慶長壽供電公司，重慶 401220）

1 中低壓配電網(wǎng)概述

中低壓配電網(wǎng)是我國電網(wǎng)的基礎環(huán)節(jié)。推動中低壓配電網(wǎng)改革，對于電力事業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展意義深遠。當前，中低壓配電網(wǎng)的問題主要表現(xiàn)在電源設備水平和電源架構(gòu)方面。隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)增長，電力行業(yè)規(guī)模不斷擴大，實現(xiàn)電力資源的深層次開發(fā)和利用成為電力企業(yè)的首要目標，且有助于電力企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務[1]。隨著人們生活水平的不斷提升，大量電力電氣設備獲得應用，且以中低壓配電網(wǎng)為主。因此，推動中低壓配電網(wǎng)改革，以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

某商業(yè)地區(qū)依據(jù)占地面積和容積率計算總建筑面積，總建筑面積25 hm2，分24個地塊，結(jié)合各地塊占地面積和容積率，總建筑面積1.98×106m2，具備賓館、商廈、餐飲娛樂及住宅功能。結(jié)合當?shù)赜脩襞潆姌藴视嬎悖?0 kV配電變壓器總?cè)萘喀睸為135 MVA，配電線路約為15條。

2 城市中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃中的問題

2.1 中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)化診斷缺失

中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃涉及的內(nèi)容繁多。由于中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)化診斷缺失，未能立足實際進行系統(tǒng)化診斷與剖析，導致后續(xù)的中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃缺乏合理依據(jù)。即使建立相應的中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃，后期支持力度不足，也難以全面落實，進而嚴重影響中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的合理性和后期建設水平[2]。

2.2 配電網(wǎng)無功問題

現(xiàn)代社會發(fā)展下，人們的生產(chǎn)、生活用電量急劇增長。傳統(tǒng)的配電變壓器設備局限性較大，無法滿足實際發(fā)展需求。隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術創(chuàng)新，部分經(jīng)濟水平低的城市由于資金、技術及管理不足，未能改進技術和更換配電變壓器原件，忽視了變壓器更換的重要性[3]。若配電網(wǎng)超過變壓器承載范圍，可能加劇線路損耗，甚至出現(xiàn)嚴重的安全事故。尤其是在冬、夏季極端天氣環(huán)境下，用電量變化較大，可能出現(xiàn)無電可用的問題，影響城市的現(xiàn)代化建設和發(fā)展。當前，人們適用的電器設備多樣，包括日光燈、節(jié)能電器和變頻空調(diào)等。此類電器功率小，降低電能損耗的同時，可延長電網(wǎng)使用壽命。此外，可通過降低功率因數(shù)保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行，但功率因數(shù)過低，將影響電網(wǎng)使用壽命。

2.3 電源點布局不合理

在中低壓配電網(wǎng)中，電源點的布局規(guī)劃不合理。當電量增長時，中低壓配電網(wǎng)運行負荷較重，導致電源點容量和負荷需求不匹配問題較為突出。尤其是當中低壓配電網(wǎng)導線橫截面積不斷減小時，將在不同程度上影響用電質(zhì)量，直接關乎電力企業(yè)的經(jīng)營效益[4]。同時，網(wǎng)絡設計不合理和用電接地保護不足，為中低壓配電網(wǎng)運行埋下了安全隱患。目前，中低壓配電網(wǎng)中多采用TT系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)，表現(xiàn)為單相或三相混合供電。多數(shù)家庭為三角插座和三芯電源，以220 V、380 V為主，接地不統(tǒng)一，導致很多家用電器接地保護流于表面，影響城市的整體形象。

3 中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化策略

3.1 加強中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)化診斷

中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃和建設前，應提高相關人員對中低壓配電網(wǎng)的認知和理解，實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的系統(tǒng)化診斷。通常，中低壓配電網(wǎng)的診斷和分析的對象是110 kV以下電網(wǎng)，包括10 kV電網(wǎng)，但是部分地區(qū)并未達到10 kV電網(wǎng)標準。220 kV電網(wǎng)作為配電網(wǎng)的核心框架，可提升中低壓配電網(wǎng)供電質(zhì)量和輸配電量，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行奠定基礎。電網(wǎng)系統(tǒng)化診斷與分析，可進一步延伸和拓展到220 kV電網(wǎng)。電壓等級網(wǎng)絡關乎用戶用電質(zhì)量，應系統(tǒng)化分析電壓等級并建立配套檔案，為后續(xù)中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃提供可靠依據(jù)。

3.2 提供無功補償并優(yōu)化接線方式

城市低壓配電網(wǎng)規(guī)劃和實踐中，為保證配電網(wǎng)穩(wěn)定運行和提升供電質(zhì)量，應注重無功補償，降損調(diào)壓。首先，加強電容器無功補償，與配電變壓器母線連接實現(xiàn)自動化補償，并安裝自動切換裝置，保證電容器容量處于10%～20%，便于后續(xù)操作。其次，優(yōu)化配電線補償，即了解低壓線負荷特點，結(jié)合實際情況，計算、安裝電路電容器，實現(xiàn)接線方式的優(yōu)化。最后，接地線補償，即將電路無功線流控制在合理范圍，盡量規(guī)避對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的不良影響。此外，應把握中低壓配電網(wǎng)運行情況，優(yōu)化接線方式，以電源點為中心輻射四周，保證配電網(wǎng)穩(wěn)定運行的同時降低電能損耗。

3.3 電源點容量合理規(guī)劃配置和負荷中心設置配電變壓器

隨著中低壓配電網(wǎng)的發(fā)展，原有電源點位置和容量設置局限較大，無法滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展需要，需結(jié)合實際重新規(guī)劃電源點位置和容量。基于原有線路布設和用戶分布情況，需設置合理的變壓器。依據(jù)短半徑、小電容量和密布點的原則，并列布設變壓器，合理接線。同時，在負荷中心設置配電變壓器，提升線路可靠性和安全性。在電源點規(guī)劃中，應保證公共配電變壓器的連接。即便某段線路出現(xiàn)故障，也不影響其他范圍，便于后續(xù)故障維修，更好地滿足居民用電需求。

3.4 加強接地設計并完善接地保護

為保證中低壓配電網(wǎng)穩(wěn)定運行，需提升供電質(zhì)量，優(yōu)化接地設計，完善接地保護，如圖1所示。選擇的接地方式合理與否，將直接影響人身安全和供電可靠性。同區(qū)域內(nèi)選擇統(tǒng)一的接地方式，以平衡負荷。若接地方式不同，可能導致負荷失衡，影響配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。110 kV系統(tǒng)的接地設計為直接接地方式，35 kV架空網(wǎng)采用中心點經(jīng)低電阻接地方式，控制接地電流至1 000 A。220 V、380 V配電網(wǎng)多選擇TT、IT、TN接地系統(tǒng)，需結(jié)合環(huán)境條件和用電特性具體選擇。

圖1 接地保護

3.5 推動配電網(wǎng)自動化建設以實現(xiàn)利益最大化

推動中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃和建設，應引進前沿技術和手段，促使中低壓配電網(wǎng)自動化、智能化發(fā)展。要擴大中低壓配電網(wǎng)覆蓋范圍，提升供電質(zhì)量。結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H并綜合考量經(jīng)濟性和可靠性要求，選擇最佳的管理方式，逐步優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，更好地滿足社會生產(chǎn)生活用電需求，以保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，從而提升經(jīng)濟效益和社會效益。

4 結(jié) 論

綜上所述，作為電力系統(tǒng)末端的配電網(wǎng)，供電質(zhì)量直接關乎用戶用電質(zhì)量。尤其是在現(xiàn)代社會發(fā)展下，滿足社會生產(chǎn)、生活用電需求和保障供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，加強中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃和建設是必然選擇。