基于城市配网规划与建设的探讨

2011-12-31孙昆三

城市建设理论研究 2011年28期

孙昆三

摘要:城市配电网是城市现代化建设中重要的基础设施。改造与建设发展城市配电网是开拓城市电力市场，发展城市经济和提高人民生活水平对用电需求的必由之路。长期以来，重发轻供的观念使配电网建设改造未得到应有的重视，特别是中小城市，中低压配电网没有统一规划进行发展建设，私拉乱接。形成了零乱的网络设备技术性能落后，线路老化，事故频发，供电可靠性差，电能质量低，严重影响人民生活水平的提高和国民经济建设的发展。

关键词:城市配网；规划与建设;分析研究

1我国配网的现状

长期以来，电力建设存在着重发电、轻输配电的问题，使我国城市配网建设相对落后。尽管近些年来，国家有意识地加大了配网建设改造的力度，使配网面临的问题有所改观，但由于我国配网的底子薄，配网的运行水平仍然低下。目前城市配网主要存在以下一些问题:

1.1电源布点不合理，供电半径过长，线损高

由于缺乏早期整体规划。我国一些城市配网的电源点要么布点不足、要么分布不合理，使供电半径过长，线损过高。此外，由于电源布点不合理，有些地方出现主变负载不均衡，降低了系统运行的经济性。

1.2网络结构不合理，使运行方式安排不够灵活

由于网络结构安排不合理，使报装用电、计划检修的安排以及迎峰度夏等工作都受到限制。实际工作中经常遇到变电站移址、变电站全站需要停电时，即使在低负荷水平的情况下负荷都不能转出，需要新出线或者新增加联络线。

1.3线路故障率高.供电可靠性低下

由于很多城市都还采用架空线作为城市供电的输电线路，而架空线的故障率相对较高，因此，降低了供电可靠性;另外，由于网络结构不合理，事故转电及检修转电不方便，也降低了供电的可靠性。

1.4负荷增长飞速、电网建设用地紧张

近10多年来，我国西南城市的电力负荷的增长速度均保持在13%~20%的水平，有的地方甚至超过了25%。

随着经济的高速发展，城市的建筑越来越密集，可以利用的城市空间越来越有限，而电力负荷密度却由于城市的高层建筑的增多以及人民生活水平的改善不断增加，这使得电力供求的矛盾日益突出。

2城市配网规划与建设的思路

城市配网规划与建设中问题很多。首先，城市电网规划中不确定的因素很多，负荷的发展及分布状况很难准确预测;其次，城市电网规划与建设所涉及的部门和专业领域多，它除了要满足安全性与可靠性、投资成本等经济技术方面的要求外，还要与市政规划等部门协调，以满足城市发展的需要。

2.1电源点选址及线路走廊安排

从减少网损、增加经济效益的角度出发，应该优先规划电源点，只有电源点规划得合理，才能减少线路建设的投入，降低网损。当前，我国有些城市因为电源点布点不足或电源点容量有限，靠其它电源点的出线来补救的现象比较普遍，这使得配网网损一直居高不下，配网运行的经济性不佳，在目前提倡科学发展观的今天，这种局面必须扭转。

对于城市电网建设，以前的观点是遵循电网规划建设适度超前的原则。现在看来，对于城市电网规划，这一观念要有所转变。对电力设施的建设，此原则基本是适用的，但对于市内变电站选址、电源点选址以及线路走廊的规划等问题上，有必要作一番新的审视。

(1)客观条件要求电力企业必须提前做好电源点的选址及线路走廊的构建。城市的发展，给电力部门重新布点及新增线路走廊的空间十分有限，即使勉强安排了新的电源点以及线路走廊，也会因约束因素太多使布局不合理。况且越是到后来，在市区进行开挖铺设电缆的代价会越大，并且会对市容造成影响，从而增大了建设线路走廊的难度。目前，我国已经有城市出现电源点布点不足、电力线路走廊有限，而由于空间的限制，周围几乎无再建电源点或新出线的可能。

(2)改革的深入，电力企业的职能也发生了转变，现在的电力企业与用户的用电关系变成了一种纯粹的合同关系，电力企业自身对其他行业和部门的影响也十分有限而另一方面，电力企业虽然是企业，但却是特殊的企业，是和国计民生息息相关的企业，供电企业担负的社会责任重大，服务社会的宗旨所有供电企业必须始终坚持。因此，政府、供电企业应该共同关心、共同努力，为电力供应提供必要的环境，以保障电力的持续有效供应。

(3)城市发展的特殊性决定了政府及电力企业必须把眼光放得更长远。除非遇到毁灭性的灾难，城市的发展将永远不会间断，而随着城市繁荣程度的加深以及人类需求的不断提高，考虑到前面所讨论的能源的消费与使用过程，除非将来有可以替代电能的其它形式的能源被有效地采用，否则，城市的用电密度只会越来越大。如果不在城市发展之初很好地解决城市电网尤其是配网的规划与建设问题，将会严重制约整个城市的发展，甚至会导致城市发展基本停滞。

(4)规划线路走廊时如果采用架空线，将影响市容市貌，在改电缆入地时阻力较大。此外，由于城市线路空中走廊的环境恶劣，使得架空线路的故障率远高于电缆线路。综合这些因素，在我国具有一定规模的城市，在进行城市电网规划与建设时，10kV线路应该优先考虑电缆。另外，从电缆故障引起的馈线事故跳闸的统计来看，绝大部分的电缆故障是由于外力破坏引起的(据统计约占80% ~ 90%)，因此，从减少电缆故障所导致的馈线跳闸的角度考虑，应尽量减少电缆直埋。对于采用排管敷设的电缆线路，在线路维护或需新放电缆时需要重新开挖，显得极为不便，且排管敷设的电缆线路比电缆沟里的电缆遭受外力破坏的可能性要大;而采用电缆沟的敷设方式其成本相对较高。综上所述，在经济条件许可的情况下，10kV线路走廊应优先考虑电缆沟，其次是电缆排管敷设，尽量不用架空线，减少电缆直埋。

由前面的分析可见，合理地进行电源点及线路走廊的规划与建设已迫在眉睫，在进行城市电网规划时，电力部门、城建部门以及政府其它相关职能部门都应该高瞻远瞩，以长远的眼光来看待这个问题。

应当指出，用地功能的不同是决定负荷空间分布的重要因素。但由于在城市发展规划过程中，除了少数用地如成片的学校校区其远景负荷密度可以基本确定外，其它大部分地方的密度或由于土地本身很难成片长期明确其用户性质，或由于用户的用电需求具有不确定性，或由于同一块土地上的用户对象在一段时间内会发生变化等等原因导致了城市绝大部分区域的负荷密度具有不确定性。从实际情况来看，除了少数地区的远景负荷密度可以基本确定外，其它大部分地方的负荷密度都呈无限上涨的趋势，只有靠将来人为加以控制。有鉴于此，在进行城市配网电源点的选址时，除了类似成片的学校区域外，其它绝大部分地方的变电站选址可按下面的思路进行。

由于目前有些城市的繁华区域和工业区域负荷密度已超过40MW/km2，考虑到将来城市发展与控制的平衡结果，城市的远景规划以每平方公里50MW的负荷密度来考虑，如果每个110kV站按3台主变、每台主变容量为63 MVA的远景目标来考虑，则三台主变的总容量约为190MVA，那么，每个110kV变电站所覆盖的供电区域面积应该约在4-5km2左右，也就是每个110kV变电站的间隔应该大约为2-3km。

变电站附近的电缆沟的建设规模应与变电站远景建设规模相适应，按变电站的远景规划，除了考虑110kV的电缆走廊外，还应为10kV电缆预留足够的电缆走廊;主要电缆走廊应与城市道路路面宽度综合考虑，以确定电缆沟大小，条件允许的情况下一般按16线电缆沟规划。这些走廊的建设最好在郊区城市化之前与市政道路建设同期进行，避免道路重新开挖。

在城市郊区城市化之前，也就是在城市化的早期就完成，而电缆的投放则可以根据实际负荷发展的需要分阶段投放;电源点选点布局也应在城市化的早期就完成，而其基建工作则可以按照电力负荷的增长分批投建。目前，在我国一些城市，政府城建部门要求规划的电源用地必须在规定的时间内完成基建，但电力部门却往往由于建设资金短缺而难以做到这一点，使得电源点用地的矛盾更突出。在这一点上，政府相关的职能部门应该给予支持，应该允许先将电源点的基建用地先行绿化或者由城建部门先作短期机动用地使用，在适当的时候再进行电源点建设，以保证电源点用地的充足，满足将来城市发展对电力的需求。

2.2配网网架的规划原则

中压配电网规划设计应以建设坚强可靠、运行灵活的网络为目标。注重主干网架的优化以及各变电站之间的联络，为上级电网提供有力的转供支持。在上级电压已保证足够供电可靠性的前提下，中压配电网的结构可相对简化；若上级电压达不到供电可靠性的要求时，应通过加强中压配电网结构来保证达到各供电区要求的供电可靠性。

2.2.1中压配网线路规划原则

（1）同一供电区中压配电线路的主干线、次干线、分支线截面宜分别一致。

（2）中压配电网应有较强的适应性，主干线宜按规划要求一次建成。

（3）中压架空线路的主干线和较大的分支线应装设分段开关，减少故障停电范围。

2.2.2环网及联络原则

在构成环网时，尽量与本站的馈线构成环网，与非本站

的出线构成联络，如图1所示。

图1馈线联络及环网

这种结线方式的特点;

(1)如果出现某个站某台主变退出运行，而本站其它主变可以承担它的全部负荷，则可以通过母联开关将该主变的负荷转移到本站其它主变上，如果本站其它主变无法承担全部负荷，则可以很方便地将多余的负荷通过联络开关转移到对侧站上。