關(guān)于電力配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的探討

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钤絹?lái)越離不開(kāi)電能，對(duì)供電的要求也更加嚴(yán)格。就目前來(lái)看，我國(guó)開(kāi)展電網(wǎng)改造，其直接目的便是要提提高供電的可靠性、降低節(jié)能的損耗，然而，配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)又與供電的可靠性緊密相連。本文通過(guò)介紹配網(wǎng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)和目標(biāo)，系統(tǒng)闡明配網(wǎng)設(shè)計(jì)的方法和對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法；供電；配網(wǎng)自動(dòng)化；可靠性

配電網(wǎng)的發(fā)展直接關(guān)乎電力市場(chǎng)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，而隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)劃新要求、城網(wǎng)發(fā)展新技術(shù)，配電網(wǎng)設(shè)計(jì)面臨許多新的問(wèn)題。由于我國(guó)許多城市的配電網(wǎng)都處于新舊混合使用的狀態(tài)，因此，對(duì)于這些配電設(shè)備的升級(jí)改造或是重建，都需要更具備前瞻性和科學(xué)性的規(guī)劃方案。如何做好配電網(wǎng)的建設(shè)改造和規(guī)劃設(shè)計(jì)，也成了電力企業(yè)面臨的重要問(wèn)題。

一、我國(guó)配網(wǎng)的背景現(xiàn)況

現(xiàn)階段，我國(guó)許多城市的配電網(wǎng)都或多或少存在缺陷和問(wèn)題，有許多問(wèn)題可以歸納為歷史遺留問(wèn)題，也有不少問(wèn)題，包括電網(wǎng)設(shè)計(jì)混亂薄弱、裝備陳舊落后、供電半徑過(guò)大、導(dǎo)線截面太小、設(shè)備絕緣水平低、無(wú)功補(bǔ)償和配電變壓器容量不足、自動(dòng)化水平極低。雖然近年來(lái)各地電力部門(mén)對(duì)電網(wǎng)均開(kāi)展細(xì)致、嚴(yán)密地改造，但電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)框架的優(yōu)化卻始終是供電部門(mén)所面臨的一大難點(diǎn)。隨著城市化的進(jìn)展，對(duì)配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)也提出全新的要求。在這期間，城市電網(wǎng)需著力解決如下幾大問(wèn)題：

1.配網(wǎng)的半徑較長(zhǎng)，電源分布不盡合理

在過(guò)往的城市規(guī)劃中，為數(shù)不少的城市配網(wǎng)分布點(diǎn)有欠合理、尤其是供電半徑的持續(xù)增長(zhǎng)，直接致使線路的能耗較大，產(chǎn)生主變負(fù)載欠均勻的狀況，這也顯著地提高了配電網(wǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)的成本。

2.配電網(wǎng)的建設(shè)用地較狹窄，其負(fù)荷增長(zhǎng)劇烈

配電網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)，勢(shì)必會(huì)顧及到城鄉(xiāng)與日俱增的用電需求，有鑒于此，配網(wǎng)設(shè)計(jì)前應(yīng)切實(shí)權(quán)衡用電的超前配備，以便于糾正變壓器容量匱乏的形勢(shì)。此外，城市的用電量也有較大的上漲勢(shì)頭，配網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)便必定要將用電負(fù)荷的接連攀升作為一大準(zhǔn)則。

3.配網(wǎng)設(shè)計(jì)的可靠性不高，事故頻發(fā)

與過(guò)去開(kāi)工的城市電力線路相比較而言，配電網(wǎng)架空線路的故障幾率依然居高不下，并且還非常輕而易舉的受到雷電攻擊，這也極大地削弱城市供電的可靠特性。而且大部分陳舊的線路網(wǎng)絡(luò)框架在設(shè)計(jì)上均不夠合理、美觀，特別是在發(fā)生事故時(shí)，檢修、轉(zhuǎn)電工作均無(wú)法正常地進(jìn)行，這樣一來(lái)，停電時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，損壞配電網(wǎng)輸送電能的可靠性。

二、配網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)所要遵循的重要原則

1.科學(xué)、合理地采用配電網(wǎng)自動(dòng)化器械裝備

配電網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)構(gòu)筑對(duì)應(yīng)的通訊渠道，科學(xué)、周密地采用較高性能的自動(dòng)化器械，如電纜溝和電纜排管等。除此之外，對(duì)于沒(méi)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的線路，必須添置故障指示機(jī)器，以最大限度地減少排除故障所耗費(fèi)的時(shí)間。

城市配電網(wǎng)要?jiǎng)澐殖上嗷ブg獨(dú)立的區(qū)域執(zhí)行供電任務(wù)，明確供電的范圍和方向，做到既不重復(fù)、也不交叉的供電，可依照變電站的負(fù)荷密度、布點(diǎn)的具體部位以及規(guī)劃小區(qū)執(zhí)行具體的劃分任務(wù)。與此同時(shí)，也要緊密依照分區(qū)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移水準(zhǔn)對(duì)配電網(wǎng)線路的容量加以明確。伴隨變電站的正式運(yùn)營(yíng)以及負(fù)荷密度的上升，要不斷調(diào)整分區(qū)的劃分。

2.設(shè)定必要的聯(lián)絡(luò)布點(diǎn)，保證配網(wǎng)容量的充裕度

為有效地實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，有必要在緊鄰的變電站的不一樣母線之間安裝聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，以便于切實(shí)可行地為配電網(wǎng)供應(yīng)充足的容量。

3.要以提高供電可靠性與增強(qiáng)電網(wǎng)的適應(yīng)能力為目標(biāo)開(kāi)展配網(wǎng)設(shè)計(jì)工作

配網(wǎng)設(shè)計(jì)要圍繞供電的牢靠性能以及電網(wǎng)自身的適應(yīng)力來(lái)全面展開(kāi)，配網(wǎng)在改裝、建設(shè)時(shí)要增大其供電水平，以期在改進(jìn)配網(wǎng)供電品質(zhì)的同時(shí)，切實(shí)滿足城鄉(xiāng)用電負(fù)荷需要。

在這個(gè)過(guò)程中，城市生產(chǎn)生活用電量的接連上漲，離不開(kāi)配電網(wǎng)可靠的適應(yīng)性能，為此，需在城市規(guī)劃時(shí)把握好主干線路截面選取工作，特別是在電力負(fù)荷比預(yù)估值高時(shí)，要添加完整的配網(wǎng)饋線、抑或是新建構(gòu)專門(mén)的變電站，同時(shí)，也要替新建的變電站規(guī)劃對(duì)應(yīng)的供電區(qū)域。在設(shè)計(jì)配電站時(shí)，需站在更高的戰(zhàn)略高度，力求工程一次性的竣工，所需的供電器械要分環(huán)節(jié)、步驟地有序到位。

三、配網(wǎng)設(shè)計(jì)的若干方法及技術(shù)要點(diǎn)

1.做好城市社區(qū)高層住宅的配電網(wǎng)設(shè)計(jì)

眾所周知，現(xiàn)如今，我國(guó)規(guī)定高層住宅均依三級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行供電任務(wù)，然而，針對(duì)小區(qū)來(lái)講，應(yīng)依照防火規(guī)范及其要求制定相應(yīng)的消防措施，并且各項(xiàng)消防設(shè)施均按照二級(jí)負(fù)荷的要求輸送電能，進(jìn)而為小區(qū)服務(wù)的一系列遠(yuǎn)程集中繳費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)和電視等負(fù)荷的級(jí)別均要超過(guò)二級(jí)。當(dāng)然，在運(yùn)用架空線路時(shí)，能替一回路架空線路輸送電力。當(dāng)應(yīng)用電纜接線時(shí)，可用兩根電纜組合而成的線路運(yùn)輸電能，需強(qiáng)調(diào)的是，每一根電纜必須要經(jīng)得起百分百的二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)使用末端消防器械時(shí)，要運(yùn)用獨(dú)立的送電回路，一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故，便割斷生活用電，確保始終達(dá)到消防用電的標(biāo)準(zhǔn)。

高層住宅樓房線路基本上要暗中敷設(shè)，誠(chéng)然，居民社區(qū)住宅小區(qū)一般均以一梯二戶、單元式樣的設(shè)計(jì)為準(zhǔn)，且其構(gòu)造多為磚混，但是，目前居民小區(qū)的配網(wǎng)系統(tǒng)較為繁多、線路自然而然也顯得十分繁雜，比如通信線路、安全防護(hù)系統(tǒng)、和照明線路等，從這個(gè)角度來(lái)看，在設(shè)計(jì)干線時(shí)，必須完整地用好樓梯空間，并且強(qiáng)、弱電纜的線路比較適宜于分別在樓梯間設(shè)置。

社區(qū)樓房供電要選用正確的、可靠的接地方式，同一個(gè)低壓網(wǎng)絡(luò)不得出現(xiàn)兩類運(yùn)行系統(tǒng)。通常情形下，在導(dǎo)線的橫截面積減少、線路路程增加時(shí)，TN系統(tǒng)的接地故障性電流會(huì)每況愈下，為滿足阻斷故障回路所需的時(shí)間要求，需運(yùn)用PE線以及剩余電流動(dòng)保設(shè)備充當(dāng)專業(yè)的接地事故保障器械。當(dāng)TT接地的系統(tǒng)電源一側(cè)中性端點(diǎn)觸及地面時(shí)，用電器械的金屬外殼會(huì)采用PE線連接到和電源接地點(diǎn)沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)的接地極。當(dāng)TT系統(tǒng)執(zhí)行常規(guī)任務(wù)時(shí)，該金屬外殼便不顯示電流。相較于TN系統(tǒng)，TT系統(tǒng)的故障性電流比較小、故障回路阻力較大，過(guò)電流難以滿足于動(dòng)作靈活的客觀需要。在TT系統(tǒng)內(nèi)部的每一棟居民建筑中均有交互分離的PE線路以及接地線，因而源自于外界的有安全隱患的電壓不能隨著PE線路進(jìn)入實(shí)體建筑中，以免引發(fā)電力事故。

2.明確配電網(wǎng)的系統(tǒng)模型

配網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，需用耗能較低、可靠性能較高、運(yùn)營(yíng)有良好效果的成熟化、技術(shù)性設(shè)備。當(dāng)然，針對(duì)用作開(kāi)關(guān)的機(jī)械設(shè)備來(lái)講，需選取滿足于配電網(wǎng)自動(dòng)化性能的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以便于為今后的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新留有一定的余地。毋庸置疑，將選取配電網(wǎng)自動(dòng)化器械作為首要任務(wù)是供電可靠性得以提高的關(guān)鍵舉措，一批新型器械，雖然購(gòu)置的開(kāi)銷較大，然而，運(yùn)行起來(lái)較為牢靠，養(yǎng)護(hù)成本較為低廉，出現(xiàn)故障的幾率也相當(dāng)?shù)?，因而產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益也就不在話下了。

一般情況下，負(fù)荷的密度比較大、發(fā)展快捷或從城市環(huán)保角度考慮，要選取電纜供電，在負(fù)荷比較零散、發(fā)展十分緩慢的地帶應(yīng)用架空線完成供電工作。導(dǎo)線橫截面的大小能會(huì)決定導(dǎo)線所運(yùn)輸電能的多少。為此，需選用較大的導(dǎo)線，以便于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的目標(biāo)。實(shí)踐證明，接線方式靈敏度高的規(guī)劃，有助于促使供電網(wǎng)絡(luò)更好地發(fā)揮應(yīng)有的效能。在負(fù)荷稠密度較高的地域可構(gòu)建開(kāi)閉所，開(kāi)閉所和變電所均由電源線相銜接，再由開(kāi)閉所朝著臨近負(fù)荷輸送電能，作用是把變電所的母線延長(zhǎng)到用電負(fù)荷的周邊。

3.配網(wǎng)設(shè)計(jì)需重視負(fù)荷的預(yù)估

事實(shí)上，配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)便是能滿足負(fù)荷需要的，負(fù)荷的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況時(shí)刻影響著電網(wǎng)發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的步驟均以負(fù)荷的發(fā)展情形作為依據(jù)，使用每一個(gè)饋線的負(fù)荷數(shù)據(jù)均能有效地把握負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顩r，并將以往的負(fù)荷加以分析、研究，以便于明確負(fù)荷自始至終所走過(guò)的規(guī)律。對(duì)負(fù)荷開(kāi)展探析工作，明確用電最高峰時(shí)的負(fù)荷時(shí)段、負(fù)荷的具體數(shù)值以及負(fù)荷率，有助于更精確地預(yù)見(jiàn)未來(lái)的負(fù)荷走勢(shì)。配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)常會(huì)用兩個(gè)基本預(yù)測(cè)辦法，亦即仿真法和外推法，兩者有相互互補(bǔ)的作用。仿真法是拿用電區(qū)域每一年的用電量作為基本的信息資料，也就是說(shuō)，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查每一個(gè)用電負(fù)荷的類別以及每一類型的用戶數(shù)量，進(jìn)而得出一個(gè)數(shù)值，便將其作為負(fù)荷預(yù)測(cè)的直接根據(jù)；外推法是依據(jù)用電區(qū)域的歷史負(fù)荷數(shù)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，緊密依照原有負(fù)荷增長(zhǎng)率由大到小的變化，最終負(fù)荷達(dá)到平穩(wěn)、飽和的狀態(tài)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，牽涉到多層面的技術(shù)要領(lǐng)與專業(yè)方法。在配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需本著實(shí)用性、精確化這一原則理念，搞好配網(wǎng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)與建設(shè)，帶來(lái)更好的效益。

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)成兵，蘇娟，董志玲.配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2011（07）.

[2]張超，袁琪.配電網(wǎng)規(guī)劃管理經(jīng)驗(yàn)[J].科技資訊，2011 （35）.