城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)策略分析

張 超，胡曉菁，劉永斌

(1.咸陽供電公司，陜西 咸陽 712000； 2.陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，西安 710000；3.商洛供電公司，陜西 商洛 726000)

城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)策略分析

張 超1，胡曉菁2，劉永斌3

(1.咸陽供電公司，陜西 咸陽 712000； 2.陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，西安 710000；3.商洛供電公司，陜西 商洛 726000)

10 kV配電網(wǎng)作為城市電網(wǎng)框架的重要組成部分，其規(guī)劃設(shè)計(jì)合理與否關(guān)系到市民生活便捷與否。簡(jiǎn)要分析當(dāng)前城市10 kV配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中存在的問題，并就這些問題提出一些建議，拋磚引玉，以期今后城市10 kV配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)更加完善。

城市；10 kV配網(wǎng)；規(guī)劃建設(shè)

從國(guó)家改造電網(wǎng)升級(jí)以來，電網(wǎng)接線不斷變化，日趨復(fù)雜，尤其是近年來大容量用電負(fù)荷商住一體小區(qū)普及，增加了變電站、配電站內(nèi)部聯(lián)絡(luò)。過多聯(lián)絡(luò)承載于單條10 kV饋線，造成假聯(lián)絡(luò)現(xiàn)象，從而影響到整體配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力。因此，合理規(guī)劃建設(shè)當(dāng)前城市10 kV配電網(wǎng)尤為重要。

1 城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的重要性

1.1 能夠推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)良好發(fā)展

配網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)能夠直接影響城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，所以，規(guī)劃建設(shè)配網(wǎng)應(yīng)該與城市發(fā)展建設(shè)一同進(jìn)行，這樣的發(fā)展方針才能真正促進(jìn)城市良好發(fā)展。

1.2 電力系統(tǒng)提供可靠、安全的城市供電

電力系統(tǒng)中，主要用來傳輸電能的途徑就是配電網(wǎng)，配電網(wǎng)質(zhì)量的好壞直接影響電網(wǎng)是否能正常運(yùn)行。為了能夠使供電能力不斷加強(qiáng)，供電質(zhì)量得到明顯提高，就要將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)整。針對(duì)此，應(yīng)對(duì)城市配網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃建設(shè)，才能使供電高效、安全進(jìn)行，并獲得更多配網(wǎng)效益。

1.3 能夠提高經(jīng)濟(jì)效益

將城市10 kV配網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃建設(shè)，不但能使電力系統(tǒng)運(yùn)行管理效率明顯提高，還能在很大程度上將電能損耗降低，避免由于停電給人們?cè)斐蛇^多的損失，并且能夠使電力系統(tǒng)的投資效益大大增加。

2 城市10 kV配網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1 布局不合理

在城市10 kV配網(wǎng)中，部分區(qū)域系統(tǒng)養(yǎng)電源點(diǎn)分布無法與實(shí)際銜接對(duì)應(yīng)，局部負(fù)荷分布差異導(dǎo)致變電站重載、N-1指標(biāo)弱化，且部分電源點(diǎn)的養(yǎng)比數(shù)量過少，造成供電電壓低、供電半徑大、線損耗率高，影響供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。10 kV配網(wǎng)通過借助架空線路的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)，降低系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，但容易造成電路老化。此外，使用架空線路，提高配電系統(tǒng)故障排查難度，甚至出現(xiàn)無法進(jìn)行操作檢修的情況。

2.2 線路多故障

傳統(tǒng)配電網(wǎng)接線模式多采用單輻射結(jié)線模式，新開發(fā)及改造后的電源從舊線路連接，增加線路負(fù)載率，甚至有的負(fù)載率超出最大臨界值80%。在以往關(guān)于城市10 kV配網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)中，由于認(rèn)知水平限制，信息對(duì)接錯(cuò)誤等原因，出現(xiàn)線路走向凌亂、線路迂回發(fā)展、U形配電線路甚至站內(nèi)環(huán)網(wǎng)的情況，增大首末端電壓差，增加線損率。

2.3 自動(dòng)化水平低

地方進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，重眼前利益輕長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，局限于當(dāng)時(shí)期歷史情況，忽略長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，多選用價(jià)格低、型號(hào)小的落后材料，從而提高升級(jí)電網(wǎng)難度，無法進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，嚴(yán)重限制了自動(dòng)化、智能化電網(wǎng)的發(fā)展。

3 城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)策略

3.1 合理預(yù)測(cè)

其一，注重材料的收集，如區(qū)域城建規(guī)劃圖、早期的配電規(guī)劃、變電站分布等方面材料，并參照該區(qū)域電力部門的用電計(jì)劃表以及歷年用電情況匯總，結(jié)合單耗法、外推法、綜合用電水平法等方法綜合分析，從而能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行合理評(píng)估。其二，重視電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)。在預(yù)測(cè)中，既需要對(duì)城市總負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過確定性預(yù)測(cè)法明確最大負(fù)荷數(shù)和最小負(fù)荷數(shù)，并將其均值作為參數(shù)，分析出城市電量與電力負(fù)荷的關(guān)系。又需要對(duì)各分區(qū)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，了解各區(qū)域負(fù)荷分布情況，從而明確各級(jí)變電所所在位置，保障各級(jí)電壓變電所能夠處于負(fù)荷的中心，提高配電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。其三，在負(fù)荷分配過程中，既要基于現(xiàn)實(shí)又要謀于發(fā)展，以區(qū)域當(dāng)前城市規(guī)劃水平為參照，考慮該區(qū)域來年開發(fā)情況，提高區(qū)域內(nèi)負(fù)荷分配比例。

3.2 科學(xué)規(guī)劃

合理規(guī)劃站點(diǎn)。其一，建立小容量的中壓變電站進(jìn)行多布點(diǎn)。通過提高分布密度，縮短站點(diǎn)間線路長(zhǎng)度，避免線路迂回供電。經(jīng)過簡(jiǎn)化線路，縮小故障范圍，減小排障難度。由于容量小易擴(kuò)容，切合初期小區(qū)電量使用實(shí)情，同時(shí)又具備一定的發(fā)展空間，能滿足區(qū)域未來10年以內(nèi)的負(fù)荷增長(zhǎng)需要。其二，將開關(guān)站變換成公用配電站，同時(shí)附置配電變壓器，緩解高壓配電變電站倉位緊張，從而提高配網(wǎng)系統(tǒng)靈活性。其三，選擇適宜導(dǎo)線，主干線路導(dǎo)線橫截面必須要滿足區(qū)域遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃要求。在導(dǎo)線選擇中，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度，將有效半徑控制在3 km，電量大的區(qū)域需將低壓供電半徑壓在150 m之內(nèi)，保證所有線路出現(xiàn)負(fù)荷維持在500 A以內(nèi)。

優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，將10 kV 配網(wǎng)進(jìn)行分層分區(qū)，避免不同性質(zhì)網(wǎng)架互相影響。如，第一層次采用P型站、K型站、10 kV電力線路專線和輸電線路架空主干線相結(jié)合。第二層次則使用P型站、K型站、10 kV電力線路用戶和桿變以及架空支線等，從而能夠?qū)W(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布局。其中，需要將K型站容量和單條線路負(fù)荷量控制于12 000/10 kVA和4 000/10 kVA以內(nèi)，從而確保K型站達(dá)標(biāo)。

優(yōu)化環(huán)網(wǎng)接線，結(jié)合環(huán)網(wǎng)成環(huán)區(qū)域特點(diǎn)，避開成環(huán)可行性低的路段，減少節(jié)點(diǎn)數(shù)量。初期階段需要將線路運(yùn)行負(fù)載率控制在50%以內(nèi)，采用斷路器作為分段開關(guān)，由區(qū)域間兩個(gè)或一個(gè)變電站的不同中壓母線析出單回線路。其中，低壓線路不宜過長(zhǎng)，應(yīng)控制在200～300 m，同時(shí)在變壓器母線間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，確保供電穩(wěn)定性。隨著城市開發(fā)，再建立第二環(huán)，由區(qū)域間兩個(gè)或一個(gè)變電站的不同中壓母線各自引一回線路構(gòu)成雙環(huán)網(wǎng)，將負(fù)載率控制在75%以內(nèi)，提高線路使用率。

調(diào)整電網(wǎng)接線，在不同區(qū)域選擇不同接線結(jié)構(gòu)組合。如在中心A+類地區(qū)，可采用雙環(huán)式電纜網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)之增加聯(lián)絡(luò)，同時(shí)結(jié)合三聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)通過閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)供電而不損耗負(fù)荷。而在中心A類地區(qū)，可采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)合三聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)。B、C、D類地區(qū)可結(jié)合單環(huán)式電纜網(wǎng)與多分段多聯(lián)式架空線，其中，架空線每一分段負(fù)荷量應(yīng)控制在70 A～120 A，設(shè)置3個(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，優(yōu)先采用線路尾端聯(lián)絡(luò)法，實(shí)現(xiàn)對(duì)大支線線路聯(lián)絡(luò)。

在進(jìn)行10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)時(shí)，要以聯(lián)系的眼光看待問題，將10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和城市發(fā)展規(guī)劃建設(shè)有機(jī)結(jié)合，從而脫離以往10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中僅僅考慮負(fù)荷預(yù)測(cè)、供電區(qū)域、供電范圍的情況。

3.3 發(fā)展智能化

要提高城市10 kV配網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，就要實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展，通過研究發(fā)展智能電器、建立健全新時(shí)期互感器、發(fā)展完善城市通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將光纖網(wǎng)建設(shè)與線路建設(shè)結(jié)合，保證城市10 kV 配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的科學(xué)方法實(shí)施到具體工作中，從而將“十二五”規(guī)劃提出的加快電網(wǎng)智能化改造戰(zhàn)略任務(wù)落到實(shí)處。

3.4 多部門合作

城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)是龐雜的過程，需要各部門合力，協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)部各部門關(guān)系，如通信部門、環(huán)保局、城建部門等，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域整體良好發(fā)展。

4 結(jié)語

只有不斷改進(jìn)完善城市電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、優(yōu)化城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)線路、推進(jìn)城市配網(wǎng)智能化、自動(dòng)化，才能不斷健全和完善城市10 kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，促進(jìn)我國(guó)城市配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)城市現(xiàn)代化。

[1] 宋佳蓉，張鵬.城市10 kv配電網(wǎng)規(guī)劃方法探析[J].華東科技(學(xué)術(shù)版)，2016，6(07)：254.

[2] 羅剛，張雄杰.城市10 kV 配電網(wǎng)規(guī)劃方法探究[J].工業(yè)(C)，2016，2(03)：133-134.

[3] 楊戈. 你用電我用心——記中國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展歷程[J].中國(guó)科技獎(jiǎng)勵(lì)，2017，(08)：36.

[4] 柏麗.電力行業(yè)在推行ISO9000工作中幾個(gè)值得關(guān)注的問題[J].新疆電力，2005，(02)：96.

[5] 高春明，任麗梅，張偉.來自冀北的裝表“神手”[J].華北電業(yè)，2017，(05)：78.

[6] 耀強(qiáng).中國(guó)電力行業(yè)發(fā)布核心價(jià)值公約 [J].中外企業(yè)文化，2011，(09)：79.

Urban10kVdistributionnetworkplanningandconstructionstrategyanalysis

ZHANG Chao1, HU Xiao-jing2, LIU Yong-bin3

(1. Xianyang Power Supply Company, Xianyang 712000, China; 2. Shaanxi Electric Power Company Institute of Economic Technology, Xi’an 710000, China; 3. Shangluo Power Supply Company, Shangluo 726000, China)

10 kV distribution network is an important part of urban power grid framework. Its planning and design are related to the convenience of citizens living. This paper briefly analyzes the existing problems in the planning and construction of 10 kV distribution network and puts forward some suggestions on these issues in order to improve the planning and construction of 10 kV distribution network in the future.

City; 10 kV distribution network; Planning and construction

TM715

A

1674-8646(2017)21-0034-02

2017-09-30