论文部分内容阅读
1引言
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，城镇面积不断扩大，市国民经济、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。薄弱的电网基础已不能满足日益增长的用电需要。
2 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，从本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）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。
为了在城区建成一个网架坚强、布局合理和规范、管理科学，并且能够安全、优质、高效运行的配电网，以适应市区发展的需要，为该城区“十二五”期間以及未来的经济发展提供强有力的电力保障，同时，也为电网推行智能化电网建设打下坚强的网架基础。因此我们主动与当地政府规划部门联系，掌握当地的规划情况，并结合实际情况做好伦教街道“十二五”电网规划，并把完成的“十二五”电网规划交政府相关部门审查，审查合格后纳入当地政府的“十二五”规划。
（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：指标制定要适宜。随着我国国民经济的持续高速发展，经济增长已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；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；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。我们采用的负荷预测方法主要有2种，①列出每个用户5内最高负荷，按负荷增长率计算每个用户后5年的负荷情况，从而计算每一回10kV线路负荷增长情况，并制定相关的整改方案；②根据政府部门的规划信息，对有规划发展的地块，采用负荷密度法计算其负荷需求情况。
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。
中低压配电网直接面对用户，社会影响较大，建设和改造中低压配电网显得尤为重要。近年来开展了大规模的中低压配电网改造，中低压配电网得到了极大地完善，每年迎峰度夏期间，运行人员在高峰负荷测量电气设备接头温度及负荷电流，以便及时发现10kV线路、配电变压器、400V及以下线路地过温过载情况，对于存在严重过载的线路、配变则作为电网评估的依据，报迎峰度夏立项改造。
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”的要求。
典型结线模式有以下几种：
3.2.1电缆网“2-1”单环网结线
图1“2-1”单环网结线
电缆网“2-1”单环网结线应满足：
3.2.1.1电缆网“2-1”单环网结线应按平均每回线路不超过50％额定载流量运行。5.1.2构建电缆网“2-1”单环网结线必须结合考虑区域电网规划，为今后将线路改造成“3-1”环网结线或“N供一备”结线提供可能和便利，如联络开关房的面积预留等。
3.2.1.3不推荐采用“二级环网”结线模式，也就是分支与分支联络结线模式。
3.2.2电缆网“3-1”环网结线
图2“3-1”环网结线（3回线路为1组）
图3“3-1”环网结线（4回线路为1组）
电缆网，“3-1”环网结线应满足：
3.2.2.1电缆网“3-1”环网结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.2.2电缆网“3-1”环网结线中，每回线路的两个联络点必须设置在不同开关房中，线路中段的联络点应尽量在靠近线路负荷等分点的位置接入。
3.2.2.3不推荐采用“二级环网”结线模式，也就是分支与分支联络结线模式。
3.2.3电缆网“N供一备”结线（N≤3）
图4“2供1备”结线
图5“3供1备”结线
电缆网，“N供一备”结线应满足：
3.2.3.1电缆网“2供一备”结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.3.2电缆网“3供一备”结线应按平均每回线路不超过75％额定载流量运行。
3.2.3.3电缆网“N供一备”结线中，备用线路不能装接任何负荷。
3.2.4架空网单联络结线
图6单联络结线
架空网，单联络结线应满足：
3.2.4.1架空网单联络结线应按平均每回线路不超过50％额定载流量运行。
3.2.4.2架空网单联络结线联络开关位置应尽量选取在线路后段安装。
3.2.5架空网多分段两联络结线
图7多分段两联络结线（3回线路为1组）
图8多分段两联络结线（4回线路为1组）
架空网，多分段两联络结线应满足：
3.2.5.1架空网多分段两联络结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.5.2架空网多分段两联络结线每回线路的两个联络点之间必须至少有1个分段开关，并且该分段开关的位置应尽量接近线路的负荷等分点。
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630 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。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，与相临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。
电业局所有公变台区全部配置了低压综合配电箱，配电箱内安装了关口计量表、远程抄表装置、无功补偿装置、低压出线断路器等设备，可以实现配网线损分析、低压出线回路控制、无功补偿等功能。
3.5配网自动化
配网自动化是一项投资大、范围广、技术含量高、实现周期长的系统工程。应从配网运行的实际出发，注重项目的性能价格比。实现配网自动化的目标为，快速故障地位，缩短停电时间，提高配网运行水平。可根据各地区的经济发展水平，在负荷密度大，供电可靠性要求高的局部区域试点。对于新建的环网设备及配电装置应考虑预留配网自动化设备安装位置。
4 结束语
城市电网的建设与改造，作为一项长期的系统工程，应结合城市建设实际情况，严格按照技术导则的要求，以发展的眼光进行规划和设计。以建设一个网架坚固、结构合理、技术设备先进，朝自动化、智能化方向发展的电网为目标逐步进行。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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，城镇面积不断扩大，市国民经济、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。薄弱的电网基础已不能满足日益增长的用电需要。
2 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，从本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）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。
为了在城区建成一个网架坚强、布局合理和规范、管理科学，并且能够安全、优质、高效运行的配电网，以适应市区发展的需要，为该城区“十二五”期間以及未来的经济发展提供强有力的电力保障，同时，也为电网推行智能化电网建设打下坚强的网架基础。因此我们主动与当地政府规划部门联系，掌握当地的规划情况，并结合实际情况做好伦教街道“十二五”电网规划，并把完成的“十二五”电网规划交政府相关部门审查，审查合格后纳入当地政府的“十二五”规划。
（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：指标制定要适宜。随着我国国民经济的持续高速发展，经济增长已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；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；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。我们采用的负荷预测方法主要有2种，①列出每个用户5内最高负荷，按负荷增长率计算每个用户后5年的负荷情况，从而计算每一回10kV线路负荷增长情况，并制定相关的整改方案；②根据政府部门的规划信息，对有规划发展的地块，采用负荷密度法计算其负荷需求情况。
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。
中低压配电网直接面对用户，社会影响较大，建设和改造中低压配电网显得尤为重要。近年来开展了大规模的中低压配电网改造，中低压配电网得到了极大地完善，每年迎峰度夏期间，运行人员在高峰负荷测量电气设备接头温度及负荷电流，以便及时发现10kV线路、配电变压器、400V及以下线路地过温过载情况，对于存在严重过载的线路、配变则作为电网评估的依据，报迎峰度夏立项改造。
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”的要求。
典型结线模式有以下几种：
3.2.1电缆网“2-1”单环网结线
图1“2-1”单环网结线
电缆网“2-1”单环网结线应满足：
3.2.1.1电缆网“2-1”单环网结线应按平均每回线路不超过50％额定载流量运行。5.1.2构建电缆网“2-1”单环网结线必须结合考虑区域电网规划，为今后将线路改造成“3-1”环网结线或“N供一备”结线提供可能和便利，如联络开关房的面积预留等。
3.2.1.3不推荐采用“二级环网”结线模式，也就是分支与分支联络结线模式。
3.2.2电缆网“3-1”环网结线
图2“3-1”环网结线（3回线路为1组）
图3“3-1”环网结线（4回线路为1组）
电缆网，“3-1”环网结线应满足：
3.2.2.1电缆网“3-1”环网结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.2.2电缆网“3-1”环网结线中，每回线路的两个联络点必须设置在不同开关房中，线路中段的联络点应尽量在靠近线路负荷等分点的位置接入。
3.2.2.3不推荐采用“二级环网”结线模式，也就是分支与分支联络结线模式。
3.2.3电缆网“N供一备”结线（N≤3）
图4“2供1备”结线
图5“3供1备”结线
电缆网，“N供一备”结线应满足：
3.2.3.1电缆网“2供一备”结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.3.2电缆网“3供一备”结线应按平均每回线路不超过75％额定载流量运行。
3.2.3.3电缆网“N供一备”结线中，备用线路不能装接任何负荷。
3.2.4架空网单联络结线
图6单联络结线
架空网，单联络结线应满足：
3.2.4.1架空网单联络结线应按平均每回线路不超过50％额定载流量运行。
3.2.4.2架空网单联络结线联络开关位置应尽量选取在线路后段安装。
3.2.5架空网多分段两联络结线
图7多分段两联络结线（3回线路为1组）
图8多分段两联络结线（4回线路为1组）
架空网，多分段两联络结线应满足：
3.2.5.1架空网多分段两联络结线应按平均每回线路不超过66.7％额定载流量运行。
3.2.5.2架空网多分段两联络结线每回线路的两个联络点之间必须至少有1个分段开关，并且该分段开关的位置应尽量接近线路的负荷等分点。
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630 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。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，与相临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。
电业局所有公变台区全部配置了低压综合配电箱，配电箱内安装了关口计量表、远程抄表装置、无功补偿装置、低压出线断路器等设备，可以实现配网线损分析、低压出线回路控制、无功补偿等功能。
3.5配网自动化
配网自动化是一项投资大、范围广、技术含量高、实现周期长的系统工程。应从配网运行的实际出发，注重项目的性能价格比。实现配网自动化的目标为，快速故障地位，缩短停电时间，提高配网运行水平。可根据各地区的经济发展水平，在负荷密度大，供电可靠性要求高的局部区域试点。对于新建的环网设备及配电装置应考虑预留配网自动化设备安装位置。
4 结束语
城市电网的建设与改造，作为一项长期的系统工程，应结合城市建设实际情况，严格按照技术导则的要求，以发展的眼光进行规划和设计。以建设一个网架坚固、结构合理、技术设备先进，朝自动化、智能化方向发展的电网为目标逐步进行。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。