城市电网规划建设及改造技术分析

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　　摘要:城市电网是电力系统的重要组成部分，随着社会对城市供电要求急剧增加，城市电网的建设和改造是推动电网现代化管理，提高电网供电可靠率，切实提高电能质量，提高电网整体供电能力的一项重要任务。笔者就此问题展开了探讨。
　　
　　关键词:城市电网；规划建设；改造
　　
　　城市电网是城市现代化建设的重要基础设施，繁荣的现代化城市离不开安全可靠、电能质量优良的电力系统支持。近几年，随着社会经济的迅速发展，城市面积不断的扩展，国民经济、社会发展和人民生活的用电需求对城市电网的建设提出了新的要求。特别是经济起步较晚的城市，薄弱的电网基础已不能满足日益增长的用电需要。
　　1 城市电网规划
　　城市电网的建设应配合城市的发展，坚持“服务于城市、服务于人民、服务于发展”的方针，从木地区的实际情况出发，首先要做好城网建设的整体规划，精心设计，才能建设网络结构合理、设备先进、高可靠性、高电能质量的城市电网。一个安全、可靠的城市电网离不开合理的城市电网规划。城市电网规划作为城网建设和改造的指导思想，必须与城市建设相协调。
　　1.1城市电网规划应纳入城市建设和改造的统一规划
　　随着城市面积的不断扩大，经济的高速发展，城市建设规划中的功能地域的划分越来越明确(如行政金融中心、工业发展区、高新技术发展区、新型生活区及度假别墅区等)，不同的功能分区，电力需求及负荷的特性都有不同的特点。新旧城区的不同城市环境，也需要不同的电力网架。因此城网规划应满足城市建设的不同的用电要求，同时城市规划也应为电力建设预留相应的变电站站址及电力线路走廊。
　　1.2电力负荷预测是电网规划中的基础工作，准确与否直接影响着电网规划的质量优劣
　　电力负荷预测结果受许多因素影响，如果处理不好，负荷预测的精确度就会大大降低。因此电力负荷预测必须注意以下几个方面:
　　1.2.1 指标制定要适宜
　　随着我国国民经济的持续高速发展，经济增长己逐步由过去的增量型转向增值型，由能耗型转向技术节能型。因此在负荷预测中，需根据当地的经济发展的目标，产业结构的调整方向来制定相应的指标。特别是对于负荷地理分布预测的应用上。
　　1.2.2选用适当的负荷预测方法
　　不同性质的用电负荷有不同的负荷特性，不同的负荷特性适用不同的预测方法。而每一种算法都有其局限性和适用场合，选用不适当的预测方法将会使结果产生很大的偏差。
　　1.2.3原始数据必须准确
　　负荷预测是要从历史数据中寻找规律性的东西，而历史数据不够准确都会使这些规律扭曲变形，进而影响负荷预测的精度。
　　2建设城市高压配电网
　　城市高压配电网是指电压等级110kV级的配电网。随着经济的高速增长，电网的迅速发展，110kV电压等级电网已逐步降低为配电网。一个可靠、合理的110kV网架是城市中低压配电网安全、可靠、灵活运行的物质基础。高压配电网的建设是以优化电力网络为目标。
　　2.1增加220kV变电站布点
　　以220kV线路为骨架，110kV线路深入城市负荷中心作为城市高压配电网的建设目标。在经济许可的条件下，适当增加220kV变电站的布点，使110kV供电网络结构得到优化，同时得到更为可靠的供电支撑。
　　2.2调整110kV网络结构
　　原有城市110kV配电网多以环形供电网为主，110kV变电站之间存在110kV电能转供功能，导致保护配置复杂，运行操作频繁，可靠性较低的现象。随着220kV电源点的增加，110kV网络结构的调整成为可能，对原有的变电站进线可根据220kV电源点的位置，在原有的110kV线路的基础上进行调整;新建的110kV变电站应按终端型考虑;适当保留部分110kV联络线路，开环运行。尽量简化110kV网络接线，使城市110kV网络结构逐步从环形向星形网络发展，从而使城市高压配电网更加可靠、灵活。对于城市110kV线路的接线方式尽量减少“T”接方式，防止大面积停电事故的发生。
　　2.3增加110kV变电站布点，提供设备运行的可靠性
　　随着社会对电力需求的增大，对供电可靠性的要求越来越高，迫切需要提高110kV变电站的主变容载比。对原有的110kV变电站需根据负荷情况增加主变，以满足供电安全“N-1”的要求。新建变电站应有2～3路电源接线;主变压器按3台配置(主变容量40～50MVA，低损耗，有载调压);规划主变容载按2.0考虑;无功容量应按主变容量的25%配置;l0kV主接线采用单母线4分段的接线方式。同时对原有变电站的10kV负荷进行割接，尽量提高老站的主变容载比使负荷转供的功能逐步调整到城市10kV配电网上。为适应城市建设对变电站小型化的要求，在设备选型时尽可能采用GIS、Pass等配电装置，同时对关键设备选型要尽量选择科技含量高，可靠性高的设备，若经济许可则可选用进口或合资品牌。
　　只有一个强大的110kV高压配电网架，才能支撑城市中低压配电网安全，可靠，灵活的运行。
　　3 建设和改造中低压配电网
　　城市中低压配电网建设和改造工程必须根据原水电部和建设部颁布的《城市电力网规划设计导则》和国家电网公司2003年颁布的《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》，以本地区的城市中低压配电网规划为指导，以提高供电能力、供电质量和节能降损为目标，分期分批进行。
　　3.1明确供电范围
　　中低压配电网应根据高压变电站的分布、负荷密度、运行管理的需要和参照城市行政分区分成若干个相对独立的分区配电网。分区配电网应有较为明显的供电范围。并根据变电站站点的增加，及时调整配电网络。应注意控制中压配电网的供电半径，扩大中压配电网的覆盖范围。配电变压器多布点、小容量。
　　3.2合理选择中压配电网的网架结构和配电设备
　　中压配电网应尽量形成环形网路，开环运行，以便在事故和检修情况下转供部分负荷，缩小停电范围。这就要求中压配电网具有一定的备用容量，以满足“N-1”要求。
　　根据变电站布点及不同的负荷性质，选择l0kV线路环网供电方式。一般情况下可选择“二减一”的环网方式(见图1、图2)两回馈线原则上来自同一变电站不同段母线或不同变电站，每回馈线的最高负荷应控制在安全载流量的50%以下。对于城市中心及负荷电流大于安全载流量50%而低于66%的线路可采用“三减一”的环网方式(见图3)，三回馈线原则上来自同一变电站不同段母线或不同变电站(电缆线路适用)。
　　
　　图1电缆线路“二减一”环网结线
　　
　　图2 架空线“二减一”环网结线
　　
　　图3“三减一”环网结线
　　中压配电网应选用短路容量能满足长期发展需要、可靠性高、体积小、维护工作量少和操作简单的新型设备，如柱上真空开关、环网柜及各种新型熔断器。随着用于环网柜中开断电流630A断路器(SF6或真空)价格的下调，可逐步选用断路器作为联络设备，以提高中压配电网可靠性及自动化水平。
　　3.3在中压线路电缆化及架空线路绝缘化间取得平衡
　　随着城市建设的逐步发展，对中压配电线路的电缆化要求越来越高，但电缆线路的建设投资高，且电缆路经受到城市规划的制约，应结合城市电网的长远规划，纳入城市建设的统一规划中，逐步进行，一次投资一次建成，避免重复投资。
　　应充分利用公用架空线路，并逐步完善，实现绝缘化、规格化，增强其供电能力，提高安全可靠性。随着城市建设和改造的不断发展，在有条件的情况下逐步发展电缆网络。
　　特别是老城区的改造，应加大架空线路绝缘化的进度，老城区街巷大多狭窄弯曲，地下管线复杂，难于满足电缆敷设的要求。10kV架空裸线配电网与城市建设、供电安全的矛盾十分突出，易发生线路和人身伤亡事故。架空导线绝缘化是最直接的解决方法。
　　3.4低压配电网
　　低压配电网应力求接线简单，安全可靠，重点应放在提高电压质量，降低线损的工作上。低压配电线路应以配电变压器为中心采用放射式结构，严格控制供电半径，与相邻配电变压器间设置联络开关，事故时可倒闸操作;低压主干线的截面选择应考虑10a的发展需要，一次建成;公用配电变压器应同时考虑同时安装无功补偿装置。
　　3.5配网自动化
　　配电网自动化的实施涉及的面广，工程集成的难度也很大。在实施前必须把目标搞清楚，并应清醒地看到搞配网自动化的投资很大，在技术上又牵涉的因素多，而且管理体制也需相应改革，一般都先从馈线的运行及馈线的自动分段入手(能自动进行故障定位、故障隔离及恢复非故障区的供电等)，采用重合器和分段器等设备，并按地区彻底改造配电网的结构，才能为实现配网自动化创造必要的条件。此外还应和当地的调度自动化工作紧密结合，以进一步提高供电的可靠性。
　　4 结语
　　在现代城市电网建设中，单凭经验或“直观法”的做法已经过时。做好电网规划，优化电网系统结构，全面推进调度管理自动化、变电站综合自动化和配电自动化已成为电力发展的需要。通过技术论证和经济效益分析，把电网建设成一个结构布局合理，供电能力强，运行、调度灵活，安全可靠，电能质量好，自动化水平高，网损低的优化电网，为我们城市的经济发展打下坚实的基础。
　　参考文献：
　　[1]何志远.配电网络发展与规划[M].学出版社，2008.
　　[2]徐成文.城市电网规划[M].中国电力出版社，2007.
　　
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