城市配电网配电线路设计优化对策
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【摘 要】伴随着用电需求的增大，电网用电负荷持续增长，传统电网结构已经逐渐无法满足现实需求，在这种情况下，要求电力部门做好配电网配电线路的设计优化工作，以此来保证电网稳定可靠运行，为用户提供更加优质的电力服务。本文从中高压配电网出发，对配电线路设计优化对策进行了分析，希望能够提高用电质量和用电安全，推动我国电力事业的稳健发展。
【关键词】配电网;配电线路;设计优化
中图分类号： TM75 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0238-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.111
0 前言
科学技术的飞速发展带动了人们生活水平的提高，也使得电力在人们的日常工作和生活中发挥着越来越重要的作用，人们对于供电质量和供电可靠性提出了更高的要求。伴随着电力系统规模的持续扩大，电网结构变得越发复杂，一旦出现问题，产生的影响不容忽视，轻则导致大面积停电，重则引发整个电力系统瘫痪。基于此，需要电力部门切实做好配电网配电线路的优化设计，在提升电网运行效果的同时，减少线路损耗，顺应可持续发展要求。
1 中高压配电网设计
一是35kV及以上高压配电网设计，从保障电网运行稳定性的角度，一般需要至少设置两个供电电源，电源互为备用，形成环网结构。在对配电网外径进行设计时，应该做好区域负荷分析，制定切实有效的配网建设发展规划，确保其能够与区域经济发展规划相使符合，同时具备一定超前性。二是10kV中压配电网设计，需要根据实际情况，在环网式、放射式和树干式中选择，主城区、城市核心区宜采用环网式+放射式供电，环网式为主、放射式为辅的供电方式。对于城市中特别重要的负荷宜独立供电，采用两回路或三回路从周边不同变电站或同一变电站的不同变压器引接，以满足供电可靠性要求。城市正常负荷以环网式供电为主，对于一些老城区或容量较小、供电可靠性要求不高的负荷，因线路走廊困难或造价太高，可从环网结构结点引出分支线放射式供电，引出点应采用断路器保护，以保证分支线故障时切除，不影响主干网运行。正常运行时，环网开环运行，将主干线分为两到三段，选择恰当位置设置负荷开关和断路器，以满足“手拉手”供电的需求。不仅如此，这样的配网设计能够确保线路检修环节的负荷转移，提升供电可靠性。三是中压配电网主供电结点设计，现在城市中压配电网主要层级为变电站（含220kV、110kV、35kV变电站）、中压开闭所、中压环网柜、终端变配电所（含公变和用户专变），从变电站直接引出放射式供电或环网供电，供电可靠性高，但有大部分区域离变电站较远、受变电站本身中压间隔、中压线路走廊限制，宜根据负荷发展预测规划设置若干中压开闭所作为本区域供电主电源。在区域内开闭所引出环网式供电或放射式供电，为保证供电可靠性，开闭所主接线一般采用两进线单母线分段（分段运行、互为备用）或三进线单线分段（两运一备）接线方式，以满足N-1供电可靠性要求，开闭所进线电源引自不同变电站或同一变电站的不同主变。四是中压主网架导线截面设计，在实际操作中，主网架导线截面的选择都需要考虑负荷现状及其增长规律，确保其能够与城市近期发展规划保持高度一致性，同时要求其必须能够满足供电可靠性的相关要求，结合经济电流密度计算、允许电压计算和允许电流计算等，对导线截面进行确定。为便于平时运行时区分、也便于备件通用，中压电缆截面选择不宜过多，如选择400mm2、300mm2、240mm2、150mm2、70mm2，主干网或开闭所进线选择400mm2、300mm2，区域内环网选择240mm2、150mm2，终端变压器选择70mm2。考虑夏季气温高，冰箱、空调等大功率电器的广泛使用会导致电力出现负荷高峰，导线截面必须能够保证负荷高峰时期的配网运行安全。大量实践表明，在导线截面选择方面，需要充分考虑电网长期发展规划，留出一定富余。部分城市早期配电网规划缺乏合理有效的分析，在经济快速发展背景下，供需矛盾越发凸显，对于一些无法满足现实需求的配网线路，需要对导线进行更换，不仅需要耗费更多的资金，还会对供电质量和供电服务造成负面影响[1]。
2 配电线路设计优化对策
这里的配电线路设计优化主要是针对与人们工作生活密切相关的低压配电线路而言，以某老旧居民住宅小区为例，共有8栋6层建筑，其中两栋为3个单元，其余六栋均为2个单元，每单元两户，对其进行负荷计算，可以分为两种不同的情况，一是近期负荷，按照每户4kW进行考虑，二是远期负荷，按照每户6kW计算，需要对现有的配电变压器的容量进行调整，确保其能够满足小区居民的正常用电需求。
2.1 主干网架优化
老旧居民小区、城中村等配网主干网架设计中，可以选择铝芯绝缘导线和铜芯低压电缆两种配电线路，在实际安装环节，架空绝缘导线设置电线杆进行线路架设，也可以沿建筑主体，利用一字铁与工字铁对配电线路进行同定安装，以三相四线制来保证配电线路的水平排列。低压电网中可以采用TN-C-S系统，在主干线末端和分支位置分别设置中性线重复接地，在进户电表箱处重复接地，N线与PE线分开。在对导线截面进行选择时，需要充分考虑居民小区的实际情况，如果短期内不会对建筑进行改造，则需要结合远期负荷规划确定导线截面，一方面确保配变容量能够随着用电负荷的增长而增加，另一方面主干网也可以充分满足人们的用电需求，更能够避免出现重复建设的情况，避免了資金浪费问题[2]。近期负荷随着生活水平提高、城市美化、供电可靠性、安全性要求提高，新建小区及主城区旧小区改造项目，主要采用铜芯低压电缆入地敷设或地下室桥架敷设，因电缆材料在整个配网工程中的造价比重很大，优化以缩短电缆路由为主，考虑到电压损耗，一般要求低压电缆供电半径不超过250米。以本小区为例，近期负荷864kW，取同时系数0.4，计算容量为346kW;远期负荷1296kW，取同时系数0.4，计算容量为518kW。变压器按远期容量配置一台630KVA箱式变配电所，低压主干网架可以选择三路185mm2铝芯绝缘导线或185mm2铜芯电缆，每栋楼分支可以选择70mm2绝缘导线或70mm2铜芯电缆，能够切实满足居民用电需求。 2.2 电表集装箱优化
在每栋楼每单元1楼和2楼之间，设置一到两个电表集装箱，从方便抄表的角度，电表箱的安装可以应该采用嵌入式或者壁挂式，最好设置在楼道内，在避免阳光直射和雨水的同时，也可以为检修维护工作提供便利。通常来讲，电表集装箱可以采用不锈钢或者玻璃钢材质。在一个集装箱内，宜多设置一块公用电表（走廊、楼道、通信等用电），表箱进线开关应设置带漏电保护功能断路器，且应加装浪涌保护器。宜配置智能电表，带远程抄表功能，在变电所设置公变采集和远程抄表一体化终端，终端与智能电表之间采用载波通信。
2.3 架空接户线优化
接户线指从低压主线或者直线引入到集中装电能表箱的配电线路，一般呈三相四线水平排列，可以采用架空敷设的方式，也可以在每栋楼的单元口设置PVC套管，线路由套管引入表箱。如果同一条主线下，引入的接户线数量较大，可以先将其接入到分线箱中，然后经由分线箱实现与集中电表箱的连接。接户线通常会选择铝芯绝缘导线，在确定导线截面时，需要考虑电表箱内电能表的数量。例如，在小区中，每单元设置一个表箱，其中存在12块电能表，则接户线可以选择70mm2铝芯绝缘导线，中性线与相线截面保持一致[3]。
2.4 室内配线优化
在对建筑内部配线工程改造环节，经常发现部分电力暗线存在各种各样的问题，如质量较差、导线截面小等，可能会影响供电质量和用电安全。对此，需要做好室内配线优化设计，一方面，室内配线不仅必须满足可靠供电的要求，还必须保证布局合理，安裝牢固，符合相关技术规范，确保技术人员能够依照线路绝缘层颜色，分清火线、零线和底线。绝缘导线的选择应该确保额定电压不超过线路工作电压，绝缘符合线路安装方式及敷设环境要求，做好相应的防火工作;另一方面，如果导线穿管为钢管，需要进行接地处理，若多个回路导向存在于同一个管中，需要将其数量控制在8根以内，并确保绝缘导线绝缘电压不低于500V[4]。
3 结语
总而言之，在对配电网配电线路进行设计优化的过程中，需要充分考虑城市发展规划和实际情况，做好全面细致分析，明确配电线路设计的原则和方法，对具体实施阶段需要注意的问题进行处理，保证配电线路的设计质量和辐射效果，为电力用户提供更加优质、更加可靠、更加安全的电力服务。
【参考文献】
[1]王恒，周晓云，张纬，等.10kV配电线路优化设计及节能措施分析[J].中国新技术新产品，2016，（17）：30-31.
[2]魏敏，梁巍，罗兵兵，等.配电线路路径优化设计及选择问题分析[J].科技经济导刊，2017，（27）：105，147.
[3]张少保.论10kV配电网优化设计与降损措施[J].中国科技投资，2013，（z2）：85.
[4]赵俭男，刘冬冬.对配电网配电线路设计优化的探讨[J].科学技术创新，2016，（10）：128.
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