探讨城市建设中配网规划的新思路

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　　摘要：面对配网发展的新形势和新要求,结合我局配网实际情况,探讨了110 kV以下电压等级的配网规划的新思路,针对配电网中的薄弱环节,从提高配网设计标准、加快设备更新、加强保安电源建设、改进配网接线4个方面提出全面提高供电可靠性和供电能力的方法,其次,紧密围绕“节能降耗”主题探讨了开展配电网规划的措施。
　　关键词：配网规划原则;可靠性;节能降耗
　　中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
　　引言
　　城市配网规划与建设中问题很多。首先，城市电网规划中不确定的因素很多，负荷的发展及分布状况很难准确预测；其次，城市电网规划与建设所涉及的部门和专业领域多，除了要满足安全性与可靠性、投资成本等经济技术方面的要求外，还要与市政规划等部门协调，以满足城市发展的需要，因此我们更应该按照配网规划原则做好配网中长期的规划。
　　一、配网规划中应遵循基本原则
　　1.1 电源点选址及线路走廊安排
　　从减少网损、增加经济效益的角度出发，应该优先规划电源点，只有电源点规划的合理，才能减少线路建设的投入，降低网损。当前，城市因为电源点布点不足或电源点容量有限，靠其它电源点的出线来补救的现象比较普遍，这使得配网网损一直居高不下，配网运行的经济不佳，在目前提倡科学发展观的今天，这种局面必须得到重视。
　　1.2 配网馈线的规划原则
　　为了增加配网供电可靠性、增强运行方式的灵活性，在规划电源点出线以及网络的联络方式时，应该统筹考虑。
　　1.2.1 出线方向原则
　　规划变电站出线时，应尽量考虑将同一变电站的不同主变的出线在区域上交叉，即某一用电区域的馈线，最好是来自不同主变。如果是单台主变，应该尽量考虑将不同母线的出线在区域上交叉。这里以两台主变 8 条出线为例，见附图 1。
　　图 1 中 F1、F2 来自不同的主变，同时出向同一片供电区域；F3 与 F4、F5 与 F6、F7 与 F8 也是同样的道理。按照此原则出线，可以保证每一用电区域内都来自不同主变的电源，当某一主变故障或者母线失压时，可以由本站内的另一主变供电。
　　1.2.2 环网及联络原则
　　在构成环网时，尽量与本站的馈线构成环网，而与非本站的出线构成联络，见图 2。
　　这种结线方式的特点：①如果出现某个站某台主变退出运行，而本站其他主变可以承担它的全部负荷，则可以通过母联开关将该主变的负荷转移到本站其他主变上；而如果本站其它
　　主变无法承担全部负荷，则可以很方便地将多余的负荷通过联络开关转移到对侧站上。②如果出现有母线退出运行，则可以通过环网开关负荷转移到本站其他母线上；而如果带该段母线的主变无法承担全部负荷的话，可以将部分负荷通过联络开关转到对侧站上。③如果仅仅是某条馈线的出线段故障，则可以视情况将该馈线的负荷通过环网开关转移到本站的其它母线的馈线上，或者通过联络开关转到对侧站的馈线上。由此可见，这种结线模式运行方式非常灵活，可以满足不同情况下的转电的需要。
　　
　　图 1 变电站出线方向示意图
　　
　　图 2 馈线联络及环网示意图
　　二、提高配网可靠性的措施
　　目前配电网可靠性水平低下,严重制约了工业和国民经济的发展,对人民生活有较大影响。要有效地提高配网的可靠性,应发挥规划先行的作用,在更换高标准的设备、改进电网结构、加强系统电源和保安电源的建设等方面加强改进的力度。
　　1加强配网改造
　　自然灾害是威胁电网安全运行的主要因素之一。目前,电网抵御恶劣天气和自然灾害的能力不足,特别是城乡电压等级较低的配网杆塔、线路等设备抗侵袭能力不高,配网线路电缆率较低,应针对自然灾害,在兼顾经济性的同时适当提高设备的设计标准,进行布线改造。
　　此外,还应兼顾经济性拟提高配网设备的设计标准,实现差异化设计。比如针对大风天气,对较长的架空线路,可有针对性地适当提高空旷、河套及历史上经常出现大风的部分地段的设计风速标准,使用加强型杆塔及大截面的导线;针对冰冻天气,可以在重要线路上增加融冰装置;针对雷害,按规程在线路和配电变压器上安装金属氧化物避雷器等。
　　2重视配电设备升级换代
　　长期以来电力建设存在“重发、轻供、不管用”的现象,配电网建设投资相对不足。应该借城网改造的契机,对配网内的薄弱环节逐年更换,从基本上确保用户用电的可靠性。
　　①应该引进低故障率的新型设备,取代高故障率设备及老化设备。设备更换的依据应是运行经验及设备的故障情况。例如,原来用于连接导线的铝并沟线夹氧化后,形成锈蚀,容易导致闪络、发热和断线等现象的发生,因此应更换为大量采用新型合金材料的跨径线夹和安普线夹,减少线夹锈蚀引发的故障。在污染严重的工业区,装备带电冲洗线路绝缘子的装置,能有效防止因污染出现的大面积污闪放电事故。
　　②提高配网的绝缘率。据统计,市区配网内的树木碰触导线经常会造成线路跳闸和不明接地事故,将10 kV线路的主干线以及跨树木较多的小支线由裸导线更换为绝缘导线或电缆线路,能有效地减少该类事故的发生。目前我国配网的绝缘率仍然不高,而据运行经验,提高配网的绝缘率是减少故障的最重要的途径之一,因此应做好逐年加大线路绝缘化进程的规划工作。
　　③引进高质量的运行设备,以缩短设备检修周期,减少检修时间。比如将10 kV老式的少油断路器和遮断容量不足的断路器,有条件地逐步以真空断路器替代。新建变电站的断路器应选质量好、可靠性高、少维护和少检修的设备,如SF6断路器、真空断路器、全封闭式组合电器等。全绝缘环网柜、干式变压器等免维护和少维护的设备,对减少设备故障和维护对用户的停电影响,提高设备安全运行水平,效果显著。
　　④加强配网自动化的建设。配网自动化代表着配网建设及改造的一种趋势。采用先进设备(自身故障率低),对配电网进行实时监测,随时掌握网络中各元件的运行工况,在故障发生后实现故障的快速定位,快速解决,从而大大提高配网的可靠性。
　　3增强负荷密集区电源和保安电源建设,提高配网独立运行能力
　　在去年冰灾中,多个城市发生了长达数天的大停电事故,其最主要的原因是在输电线路和铁塔被冰雪摧毁时,城市配电网与主网中断联系,成为了无电源支撑的孤岛。这次的事故明显暴露了目前配电网对主网的依赖程度之深,以致缺乏自供、自愈的能力,同时也给电力系统规划运行人员提出了如何在极端恶劣的自然条件下保证供电可靠性的新课题。
　　4改进接线模式,提高配网可靠性
　　目前我国正在进行城市配电网的规划和改造工作,其中电网接线模式的选择是一个十分重要的问题,它不仅牵涉到电网建设的经济性和可靠性,对于整个电力工业发展和用户的发展具有重要意义。因此有必要对各种可能的接线模式进行定量的计算分析,以便得到符合实际供电要求的接线模式。
　　当前我国主要采用的接线模式有:辐射式接线、“N-1”环式接线、多分段多联络接线、双电源双“T”接线方式等;而发达国家为了保证大城市的高可靠性一般采用网格式的接线模式。表1中对配网中常用接线方式的特点进行了总结。
　　表1各种配电网接线模式的特点
　　
　　
　　
　　当然,在一定的经济条件限制下,配网接线方式的改进不能一蹴而就,只能随着城市的发展逐步完善。因此,对规划工作来说,接线方式过渡方案的选择也非常重要,不仅要适应现行城市发展需要,还需便利于下一步改进方案的建设。
　　三、围绕“节能降耗”开展配网规划工作
　　在加强配网改造的同时要推广使用能降低网损的节能设备。变压器是电力生产、使用过程中的主要耗能设备,在发、供、用电环节中,变压器的电能损失很大。全国一年在变压器上的电能损失达360×108kW·h。推行变压器节电技术意义重大,更换低损耗的新型配电变压器能大大降低电能损耗。比如选择使用非晶合金变压器替代现行的S9型变压器,可以使空载损耗降低70%。在规划中,对节能变压器的使用应考虑以下因素:
　　①变压器的节能降耗,必须以不牺牲产品运行可靠性为前提。应吸取过去曾出现过的升级换代产品动稳定性能下降,过励磁能力和过载能力也有所降低的教训。
　　②变压器的节能降耗必须兼顾低压配电系统降低线损,减小电压波动,提高供电质量的连带效应。除了大功率集中供电负荷需要之外,应鼓励建筑设计部门因地制宜地合理配置变压器,在长期运行的经济性、合理性和增大配电装置一次性投资之间进行综合比较,改变现在配变单台容量越选越大的不正常的状况。
　　③在同一系列中,把握城、农网变压器的典型容量不同的特点,选取不同铜铁耗比的变压器。农网采用的变压器,由于居住分散,容量一般较小,负载率低,可采用铜铁耗比大的变压器;而城网用变压器—般居住较集中,负载率较高,选用容量稍大而铜铁耗相对比较小的变压器。系列容量低端和高端的变压器不必强求采用统一的铜铁耗比。
　　在对配电网进行改造规划时,加强研究最经济的供电方案,注意减少交叉供电,缩短配网线路供电半径,降低线路的电阻率,减少迂回供电,减少线路电能损失。同时,加强无功补偿,提高功率因素,合理调度负荷分配,优化网络潮流,有效减少线损。按“全面规划、合理部局、分级补偿、就地平衡”的原则,合理配置不同电压等级的无功补偿,新增低压无功补偿,实现无功就地平衡,以降低线损。做好配网无功电力的日常管理,提高配网经济运行水平。
　　三、总结
　　在配电网的规划中必须重点考虑可靠性和节能降耗两个因素。如何提高配网的可靠性,特别是在自然灾害情况下的可靠性,是在规划工作的重点之一。在围绕“节能降耗”主题的配网规划思路方面,笔者认为应加强节能设备,如节能变压器、超导电缆的使用,同时优化网络结构,增加无功补偿,增加负荷侧电源点的建设,以减少线路损耗。

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