浅析配电网规划设计与建设改造几点认识

　　摘要：10kV及以下中低压配电网的建设与改造由于历史欠帐太多，电网基础薄弱，网架结构不合理，改造资金不足，不但满足不了城市生产用电和市政生活用电增长的需要，也满足不了城市用电对电能质量和可靠性要求的需要，更适应不了开拓电力市场的需要，致使电网建设滞后于经济发展，成为了城市建设发展的“瓶颈”。随着党中央和国务院高度重视，在全国把城网和农网建设改造作为拉动内需的基础建设重大工程，相信在全国将会出现建设“结构合理、技术先进、安全可靠、适度超前的现代化电网”的新高潮。
　　1前言
　　改革开放以来，特别是国家加大城网和农网改造力度以后，国家开始对落后陈旧的城市供电线路进行整顿改造，新建了一大批变电站、配电线路和配电台区，但是由于缺乏全面长远的配电网规划，在对负荷的估计预测、对供电可靠性和电能质量的要求、对配电网建设与城市建设环境协调等方面都暴露出很多问题，如：建设改造后的配电网不能适应城市高速发展，电网建设大大滞后于经济建设；供电质量满足不了人民生活用电的需求等。目前，我国城市配电网主要存在的问题是：供电能力不足，电网结构薄弱，供电可靠性不高，电压质量较差，线路损耗较高，设备陈旧，技术落后，技术经济效益较差，备用切换能力差，未达到“N－1”安全准则等。为了解决上述问题，我们必须对城市配电网的建设改造提出科学合理、适度超前的规划技术标准，以建设坚强、可靠、灵活的中低压配电网络为发展方向，注重配电网的分区原则，注重中压主干网架的优化原则，注重各变电站之间联络网架的建设，为上一级电网提供有力的转电支持，务求让城市配电网具有一定容量裕度，局部地区满足“N-1”的安全供电原则，且有效加强各变电站之间的联络，全面提高城市配电网的转移负荷能力。此外，还应针对城市用电负荷密度高、容量大、可靠性要求高、线路走廊紧张、设备占地空间狭小的特点，设计一种结构简单合理、层次清晰、运行灵活可靠、设备小型化、线损及运营成本相对较低的配电网网架结构。
　　随着《电力法》的实施和社会主义市场经济的建立，电能作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，因此配电网的建设与改造就要适应电力市场的发展；同时电力供应是社会公用事业，配电网的建设与改造必须服务于社会，为经济发展、城市建设和人民生活服务。开拓电力市场，服务于社会，是城市配电网建设与改造要解决的中心课题。这个中心课题要达到的目标，就是中心城市供电应以市场需求为导向，提高供电可靠性和电能质量、降损节能，建设成现代化城市的一流配电网络，最大限度满足社会主义经济的发展和人民生活水平的提高对用电的需求。
　　2城市配电网规划设计的内容和目标
　　配电网规划一般应包括以下主要内容：配电网布局与负荷分布的现状分析；负荷预测（包括电量与功率预测）；确定规划各期的目标及电网结构原则和供电设施的标准化；进行电量和电力（含有功、无功功率）平衡，提出对供电电源点的建设要求，确定变电所的布点和容量，确定无功补偿容量及其布局；制定配电网规划建设改造技术原则，确定调度、通信及自动化等方面的规模和要求，估算各规划期要求的建设投资、主要设备的规模和数量，估计各规划期末将取得的经济效益和扩大供电能力后的社会经济效益；绘制各规划期末配电网规划地理接线图和变电站之间的联络图，编制规划说明书等。
　　城市配电网规划目标主要是指导城市中低压配电网的建设与改造，保证城市配电网与城市的社会经济发展相协调；促进城市中低压配电网的适度超前发展，优化城市中低压配电网的结构，改善设备水平，从而有效提高供电可靠性，以保证向社会和居民优质、可靠地供电，促进配电网的优化发展，降低网络损耗，提高电力企业的经济效益。但城市规划和环境的制约，以及社会、政治、经济、工业和人民生活水平的发展变化，都会对配电网规划目标产生深远的影响。任何一种规划都不可能同等地考虑所有的因素，所以我们编制的城市配电网规划都只能使在保证可靠安全的供电前提下，优化规划期内配电系统总投资和运行维修等费用，即以经济指标的优化为目标进行规划。
　　3配电网改造和规划思路
　　3.1精心做好全面规划设计
　　在进行城市配电网建设改造前，关键在于科学地做好城市配电网全面规划设计。中小城市配电网的规划设计是根据《城市电力网规划设计导则》和《城市中低压配电网改造技术导则》，再结合本市的具体发展情况，制定出配电网的规划设计目标，以及规划设计与改造的技术原则。从而做到按建设现代化配电网的需求进行规划，以合理的投资方案，分期实施改造和发展建设，提高配电网的供电能力和供电质量，满足负荷不断增长的需求与城市发展建设相协调。
　　3.2加强主网架，充实配电网的电源点布局
　　满足用户用电的需要是城市配电网服务的最终目标。城市配电网不但要确保供电能力，而且要求保证供电可靠性和电压质量。这就要求配电网不但要有充足的上级电源布点和供电容量，而且要求电网结构合理可靠。为此，中心城市配电网宜以增加输变配用电系统的供电能力为重点。一般而言，1～2座220kV变电站在城市的远郊布点，作为110kV变电站和10kV配电网的上级电源布点，并根据负荷发展和电网实际情况建设220kV外环网。而在城市的负荷中心地区，分区建成3～5座110kV变电站，并通过110kV线路构成双联络高压配电网。从上述高压环网中向城市负荷中心引入电源，或在城市中心建110kV变电站，直接将电源引入负荷中心，构成较为灵活可靠的电源网架。
　　3.3选用合适的电压等级
　　分层分区合理组成配电网。简化电网结构，提高电压等级，不但能减少了变电层次和电能损耗，也有利于配电网的合理布局和可靠运行，还能提高了城市电网运行的经济效益。中小城市配电网目前宜采用110kV、10kV、0.4kV三级电压，而郊区城镇目前宜采用35kV、10kV、0.4kV三级电压。按照三级电压，建立分层分区的城市高压配电网、中压配电网和低压配电网。
　　3.4建设合理的配电网结构
　　合理的配电网结构是：简化的电压等级，安全可靠的电网设备，合理的供电半径，科学的结线模式，简单操作的运行方式，符合“N-1”安全准则的转供电能力。通过合理安排配电网结构，可以让配电网既能最优化运行，也能有效降低电网损耗，为用电负荷输送最优质的电能。
　　3.5加强高压配电网网架建设
　　高压配电网是城市中低压配电网的基础，同时在输电网络和配电网络之间起到承上启下的作用。如果这一等级电网搞不好，其他等级电网就发挥不了应有的作用。高压配电网能接受电源点所供出的全部容量，并能满足供应全部负荷。高压配电网的结构改造应满足下列安全准则：向市区供电的高压配电网应能保证任何一条110kV（或35kV）线路或一台主变计划检修停运时，系统能够保持向用户继续供电，且不限电并不发生超过设备允许的过负荷；事故停运时，系统能自动或通过操作保证向用户继续供电，且不限电并不发生超过设备允许的过负荷。因此，高压配电网的配置方式要求35～110kV变电站有两回不同母线的电源进线和配置2台主变压器。根据“分层分区”供电的原则，一个城市的高压配电网应该将几个110kV（或35kV）变电站的电源进线联接成单（双）环网（开环运行），并在配电网规划改造时，按照规划要求逐步实施，建成科学合理的高压配电网架。
　　3.6分期实施配电网改造
　　现代化的城市配电网建设改造过程中，中低压配电网是提高电网供电可靠性的关键。中低压配电网包括10kV线路、配电所、开闭所和0.4kV低压线路。中低压配电线路遍布城市大街小巷，过去由于缺少全面规划，不少城市的中低压配电网都很陈旧落后，供电区域交叉重叠，接线方式复杂，改造任务繁重。
　　中低压配电网结构改造应满足下列安全准则：向市区供电的中压配电网应能保证任何一条10kV线路的出口断路器因计划停运时，系统能保证向用户继续供电；事故停运时，系统隔离故障后能保证向用户继续供电，且不限电并不发生超过设备允许的过负荷。因此，市区中低压配电网应根据配电网建设中长期规划，分期实施建设改造，不断优化配电网结构，提高供电能力和供电可靠性。根据负荷分布情况，10kV主干线宜采用双回同杆电源环网供电（开环运行），主干线导线截面宜按远期规划负荷密度一次选定，争取二十年内保持不变。每条10kV配电线路宜按10000kW/km2的中小城市负荷密度选择10kV主干线导线截面与配电变压器容量和数量。
　　目前，0.4kV低压配电线路一般都是放射式线路，但为了提高供电可靠性，减少对低压用户的停电损失，宜将低压架空线路与高压共杆架设，从不同中压配电所受电，可按城市道路连接成开口环网，确保低压线段的停运倒换，这样可以使10kV中压配电线路或配电所停运时，能够保持向低压用户供电。
　　3.7提高配电网自动化水平
　　为提高城市配电网的供电可靠性、供电质量和降低线损，让用户满意，同时减轻运行人员的劳动强度，提高配电网自动化水平势在必行。
　　提高配电网自动化水平的当务之急是对中压10kV配电网实施事故处理，就是用自动化设备自动切除线路的故障区段，并自动恢复向完好区段供电。要实现这样的自动操作，需采取两大措施：一是在电网上安装新的自动化设备，当发生事故时执行操作；二是改造配电网成为可以实现自动化的配电网，能够在线路故障时自动切除故障区段，恢复向完好区段供电。也就是要把环网线路或“手拉手”的线路分成几段（加装三个开关，分成四段为宜），并在对应的分段点安装自动化设备，实现自动操作和配电网的运行监测等功能。由此可见，要实现配电网自动化系统的多项功能，是一个庞大的系统工程，应先选定试点区域，积累运行经验，取得一定的效果后，再全面推广实施。
　　4结束语
　　配电网是城市现代化建设中重要的基础设施。建设与改造发展城市配电网是开拓城市电力市场，发展城市经济和提高人民生活水平对用电需求的必由之路。长期以来，“重发电、轻供电”不科学的观念使得配电网建设改造未能得到应有的重视。特别是一些中小城市，中低压配电网根本没有进行统一的规划而进行盲目地发展建设，私拉乱接形成了零乱的网络。设备技术性能落后，线路老化，事故频发，供电可靠性差，电能质量低，严重影响人民生活水平的提高和国民经济建设的发展。由于过往在电力建设上投入的资金匮乏，所以我们把电力发展的重点放在了电源点即发电厂的建设上。而在电网建设上，又将建设及改造的重点放在了技术含量高、对供电能力和安全稳定运行起关键作用的输电网及变电站的建设上，几乎忽略了结构简单、运行要求低、对整个电网的影响范围小的10kV及以下配电网的建设。
　　随着配电系统的发展，网络结构日益复杂，电网中的自动化程度也越来越高，采用计算机对配电网络进行分析和计算是必然的趋势。配电设备逐步向无油化、免维修、小型化、紧凑型方向发展；配电自动化逐步向多功能纵深方向发展；配电网管理逐步向需求方向发展。今后，各城市供电应以市场需求为导向，以提高供电可靠性、电能质量、降损节能、建设现代化的城市配电网络为目标，最大限度地满足社会经济的发展和人民生活水平的提高对用电的需求，进行配电网的建设与改造。本文主要针对全国中小城市配电网的现状和做配电网规划设计的体会，提出我国各城市进行配电网建设改造与规划设计的基本思路和建议。

《浅析配电网规划设计与建设改造几点认识》

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