浅谈城市配电网规划设计

浅谈城市配电网规划设计
[摘要] 随着城市经济的高速发展和用户对电能质量及供电服务要求的不断提高，合理有效地利用资金、科学地建设城市配电网，提高供电质量和供电可靠性，节能降损，才能适应市场经济快速发展的需求，取得最大的经济和社会效益。

[关键词] 配电网规划设计
0. 引言
由于早期电力建设存在“重发、轻供、不管用”现象，致使很多城市的配电系统发展水平及建设相对滞后，配电网络比较脆弱落后，应变能力小，不适应现代化建设和发展的要求。

在某些沿海地区城市依然会发生因台风等自然灾害引起大面积的配网故障，严重影响人民群众的生产、生活。

城市供电存在的突出问题是：电能质量差、可靠性低、停电时间长。

主要表现在：网架结构薄弱，配电变压器容量不足，设备陈旧落后，供电半径太大，导线截面偏小，绝缘水平低，无功补偿严重不足，配电网技术落后，供电可靠性低，网络自动化水平低等。

多年来国家投入巨资进行配电网改造，为搞好这项工作，最大发挥所投入资金的经济效益和社会效益，首先要搞好配网规划。

做好配网规划工作，可以为配电网建设和优化改造提供依据和指引。

1.配电网规划的主要步骤
（1）调查负荷情况、收集资料：包括自然资源、自然条件、城市建设和各行业发展的信息，负荷类型和数量，目前负荷分布，用电量的需求规划。

（2）调查电源布局、电量平衡及电源发展情况，收集目前的电网结构及相关数据，
（3）对收集的资料进行归纳、分析，掌握城市负荷的发展规律，并进行负荷预测。

（4）确定供电方式和电压等级，根据负荷预测结果拟定配电网结构布局方案，进行规划的可行性论证。

2.配电网规划的指导思想
配电网的建设和改造应与城市高压主网的规划和建设相结合，与市政建设相结合，与业扩报装工程相结合，与配电网大修、更改工程相结合，以做到统筹兼顾、合理安排、综合治理，努力使有限的资金发挥最大的经济效益。

着重从以下
几个方面进行规划与改造：
（1）根据城市远期总体规划和负荷预测结果，先确定各规划区的密度及负荷分布，然后合理分配各个变电所的供电区域及供电半径，确定配电线路的走向，网络接线方式，不同变电站之间的联络方式等。

要合理的划分各变电站的供电区域和合理安排变电站的新建、增容时间，使每个变电站的负荷趋于平衡，发挥各变电站的最大效益。

（2）解决当前城市配电网络结构的薄弱环节，增强配电线路环网转供能力，提高配电网“手拉手”供电水平。

新架设的主干线应按长远规划，一次建成，并有较强的适应性，基本保证10年内不做大的改造。

调整负荷过大的馈线，使每条馈线在各种运行方式下都能相互转供。

（3）新建的开闭所、配电站应采用按环网接线设计、实施开环运行。

设备选型等方面应考虑配电自动化的需要，选用运行安全可靠、技术先进、经济合理、维护方便(少维或免维护)、操作简单、环保型、节能型的设备。

积极采用适合国情的新技术、新设备。

中压配电设备应向绝缘化、无油化、紧凑型及智能型发展，并具备实现配电自动化的功能，满足配电自动化发展的需要。

（4）无功补偿应根据全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则进行配置，可采用分散就地补偿和变电站集中补偿相结合的方式，无功补偿装置应能根据无功功率(或无功电流)进行分组自动投切。

（5）在城市配电网改造建设的同时应综合考虑进行通讯通道的建设，合理利用电缆隧道、电缆沟、电缆排管及架空线路的路由资源。

电力电缆管沟应预留自动化通信通道。

逐步实现配电网络运行操作的现代化。

3.配电网架结构建设原则
配网规划要充分考虑110kV及以上电压等级的主网规划，切实考虑110kV 变电站站之间的10kV环网(外环)的重要性，完善网络结构。

配电网应力求接线简单，安全可靠。

并要适度超前，使之有足够的运行灵活性和备用容量。

网络结构应满足“N-1”安全准则。

在接线上尽量远近结合，利用和改造原有线路走廊，采用环网接线，开环运行的结构，没有条件的线路，郊区线路可以为放射形。

馈线分段原则：每条主干线均应装设分段开关进行分段，按供电范围和负荷分布宜分为3至4段，每段负荷控制在1000kW或配变户数5至6个左右，市区线路0.5-1km左右装设分段开关，郊区线路2km左右装设分段开关。

分支线应加装断路器。

市区中压配电网供电半径应不大于3km，郊区小于5km，中心区不超过2km。

为降低线路损耗及满足末端电压质量的要求，低压配电线路的供电半径一般不大于250m,市中心或负荷密集区控制在100-150m,郊区可适当扩大，但不应超过400m.公用配变的负载率控制在40%-80%,当负荷超过80%时增设新的配电变压器。

4.相关规划设计原则
4.1 配电线路
新建配电线路应使用绝缘导线，对裸导线线路应逐步进行绝缘化改造。

个别地方如城市中心繁华地区、住宅小区、交通广场、市政有特殊要求、架空线路走廊受限制等地区采用电力电缆。

导线截面选择应考虑城市电力网的发展一次建成。

架空线路的设计(线间距离、排列方式等)、施工(杆上配电设备的安装)要为实施配电网的不停电作业创造条件。

为使分区的配电网有明确的供电范围，提高供电可靠性和安全作业的环境，架空配电线路尽量不相互交叉跨越，若确实需要，应局部采用电缆。

架空主干线截面一般采用240mm2，分支线截面不小于95mm2，10kV电力电缆应采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，绝缘等级选用8.7/10kV,并根据电缆敷设方式和敷设地点确定电缆型式，满足热稳定和额定电流的要求。

电缆主干线一般选用300mm2,次干线120mm2,分支线不小于70 mm2。

为了提高供电可靠性，在主干线上不应使用电缆分支箱，装设环网柜对负荷进行分配。

4.2 开关站、开闭所
为了解决变电站10kV出线及线路走廊不足的问题，合理利用变电站10kV 出线开关柜及地下通道的资源，应相应建设一定数量的开闭所（负荷具有较大发展潜力时可考虑建设开关站）；大型住宅区也应建设相应的开闭所向若干个配电站供电。

开关站、开闭所一般应为独立式建筑，为减少占地面积，在条件许可的地方，应优先考虑开关站、开闭所与配电站(室)合建。

开关站、开闭所位置应考虑进出线方便、近捷，宜建于城市主要道路的路口附近、两座高压变电站的馈线交叉点以及负荷密集区，以便加强配电网的联络。

开关站、开闭所应有两回及以上的进线电源，其电源应取自同一变电站的不同母线或不同变电站。

开关站、开闭所的结线应力求简化，一般采用单母分段，两回进线，6~10回出线，开关站进出线采用断路器并配置微机型保护装置。

开闭所进出线采用负荷开关-熔断嚣组合电器设备。

当开闭所内单台变压器容量在1000kV A以上的10kV开关应采用断路器并配置定时限保护装置。

附设在其它建筑物内或贴在高层建筑外侧的开关站、开闭所必须采用干式变压器和无油开关的配电装置。

开关站、开闭所应按无人值守要求设计，配电自动化及通讯、电源同步建设。

应设置直流屏为保护、操作和自动化提供工作电源。

应根据运行需要装设必要的备自投装置。

开关站、开闭所、配电所应预留配电自动化远方监控终端设备的位置。

4.3 配电站、配电室
在新建的住宅区，根据负荷发展水平或住宅小区的建筑规划面积累计10000~20000㎡应建一座配电站。

配电站应靠近负荷中心，宜采用高压供电到楼的方式，一般应为独立式建筑, 满足通风、防火、防潮、防小动物等要求。

配电站(室)应按最终容量设计，建设初期按照设计负荷选装变压器，变压器单台容量不宜超过630kV A。

变压器应选用全密封、全绝缘的型号，应采用免维护的S11及以上节能型变压器，逐步推广非晶合金变压器和单相变压器。

为了在三相负荷
不平衡状况下变压器容量得以充分利用，并有利于抑制三次谐波电流，三相配电变压器应选用绕组接线方式为D.yn11结线方式。

配电站(室)内低压为单母线分段带联络，低压母线应绝缘化。

公用变压器应装设配变监测终端，有条件的地区可加装综合配电箱，对配变进行监控、补偿、保护。

4.4 配电自动化
实现配电网的自动化是提高供电设备的运行、维护和管理水平，加快配电网故障处理能力，提高电网经济运行水平的有效方法。

一次网络规划合理，接线方式简单，具有足够的负荷转移能力，变配电设备可靠性高且有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能是实现配电自动化的前提条件。

配电自动化的实施应遵循统一规划、分步实施，分析现状、优化设计，合理联网、信息共享，充分利用、适当改造的原则。

配电自动化系统应按照调控一体化的设计思路进行功能配置。

其硬件、软件应满足安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性和容错性。

应选用平台化、模块化设计的产品，便于扩展和现场升级。

网际间要有安全保护措施和防病毒措施。

5.结束语
城市配电网规划是城市总体发展规划的重要组成部分，应得到城建规划部门认可，纳入城市建设总体规划，才能顺利实施。

供电部门应与规划、建设部门密切配合，统一安排配电设施用地，做到电力建设与城市建设同步进行。

要使规划既有权威性，又有灵活性，在实施中既要严格执行，又要结合实际适当调整。

配网规划要与当地经济发展相协调，并适度超前，应具有前瞻性、可靠性和可操作性，正确处理近期建设与远期发展关系，同时还要考虑社会、经济、环境的综合效益。

通过规划建设与改造优化配电网结构，缩短供电半径，减小电压损失，建设坚强可靠的现代化配电网，使城市的配电网络适应社会经济发展和人民生活对电力供应的需求。