城市中压配电网络规划方法研究

[摘 要]中压配电网络规划是电力网施工设计最基本的依据和基础。它必须在城市供电总体规划和区域电力系统的基础上进行。本文研究了城市中压配电网络的要求及规划方法，介绍了城市中压配电网络的规划步骤，并对变电站的选址、变压器的选择以及 10KV 系统的网络接线问题做了重点的阐述，进一步明确了中压配电网络的步骤和方法。

[关键词]中压配电网络，电网规划

中图分类号：TM715 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

1.中压配电网规划的原则和目标

城市中压配电网规划要遵循《城市电力网规划设计导则》以及各地区城市电网规划规范与相关原则。中压配电网应适应本地区电网的发展，即中压配电网的规划要与高压配电网和低压配电网的发展相协调。

城市中压配电网规划应定位在远期饱和规划，根据需要，可制定近期的过渡性规划，但这些必须要与远期规划相协调，在保证电网的安全、可靠的前提下，使配电网络的投资费用降至最低。

城市中压配电网规划首先要考虑66kV变电站的选址定容。根据规划区的负荷分布预测结果，采用分区分片的方法，先确定各66kV变电站的容量、位置及供电范围。既要考虑变电站供电的经济性，又要考虑供电半径的限制。

2.负荷预测

负荷预测是城市配电网规划工作中最为关键的工作之一，其目的就是尽可能准确的预测规划区远期负荷及负荷分布情况。一般采用比较实用的负荷密度法。所谓符合密度法，是根据规划区内各地块的用地性质，采用类比的方式确定地块单位建筑面积负荷指标，进而对地块负荷进行测算的方法。在这种方法中，规划地块用地性质分析以及负荷指标的确定是整个预测工作的关键。

根据《城市电力规划规范》等相关规定和各城市和地区的各类用电标准，可查询出各类负荷性质的地块负荷密度指标。再分别测算出各个不同用地性质小区块的负荷，乘上相应的同时系数，即可得出该规划区的总负荷。

3.10kV中压配电系统规划

根据66kV变电站的供电范围的计算结果，将10kV配电网按供电范围分区，对10kV配电网络分区进行规划。规划中要重点考虑选择适合地区特点的10kV网架结构，规划方案需满足各种系统的约束条件（如：短路容量限制、电压水平限制、线路过负荷限制及N-1安全性准则等）。中压配电网络规划除了遵循相关导则、规范要求外，还要结合规划区自身的特点，首先要对同一变电站供电范围内的负荷进行分块分配，规划中压配电装置（如开关站，配电变压器等）位置及供电范围。在此基础上，先确定远期中压线路的走向及供电范围，再确定中压配电网络接线模式，最后确定中压配电网目标网架及其过渡方式。

（1）开关站的选择

首先确定开关站所带负荷容量范围，再根据地块负荷预测结果，确定每座规划开关站所带范围。对于开关站的选址，需要遵循靠近负荷中心，便于维护管理，有利于减少配电电缆的长度敷设方案和节约投资。配电网开关站一般采用单母线分段接线，两路进线，这两路进线来自不同的开关站或同一变电站的不同母线，而10kV的电缆正常方式下开环运行的单环网、双环网，以达到手拉手和N-1的原则。

（2）变压器的选择

根据区域终期负荷测算的结果，考虑到变压器的利用率和功率因素（0.9），考虑原有配变的基础上，可确定各地块中对应布置的变压器的容量。在确定变压器容量时，对于居民生活区内的配电变压器，其容量一般规划为315、400、630、800kVA。对于大容量用户，其单台容量上限可适当放宽，变压器台数至少选定为两台，以满足N-1原则。

4.中压配电网络接线模式选择

中压配电网的接线模式有很多种：单电源辐射网、手拉手环网、网格式环网、单环网、双环网。

（1）单电源辐射网

单电源辐射网是一种接线简单清晰、运行方便、建设投资省的配电网络，但当线路或设备故障、检修时，用户停电范围大，系统供电可靠性较差。单电源辐射网主干线路一般要求分3 ～ 4段。由于辐射网络不存在线路故障后的负荷转移，可以不考虑线路的备用容量，每条线路可满载运行，即正常最大供电负荷不超过该线路安全载流量。

（2）“手拉手”环网

“手拉手”环网是目前城市配电网络中普遍使用的一种接线方式，通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行。这种接线具有运行方便、接线简单、投资省、建设快等特点。对于架空线路，只要在主干线路上安装若干柱上开关即能实现；对于电缆线路（也叫电缆单环网），在联络开关站或环网单元内实现2条电缆线路环网。当主干线路任一段线路或环网设备故障、检修时，可通过分段和联络开关切换，确保非故障段（非检修段）正常供电，大大提高了系统供电可靠性。但该接线方式要求每条线路具有50%的备供能力，即正常最大供电负荷只能达到该线路安全载流量的1/2，以满足配电网络N-1安全准则要求。"手拉手"环网需要考虑50%的备用容量，网络接线经济性差，但它对提高配电网供电可靠性、简化配电网络接线十分有效。比较适用于负荷密度不高，用电增长速度较快的城市配电网络。

（3） “网格式”环网

“网格式”环网是在“手拉手”环网的基础上增加每一分段线路与其它线路的联系，实现互为备用，当任一段线路或环网单元故障、检修时，均不影响另一段线路正常供电，尽可能缩小停电范围，提高配电网络供电可靠性。这种接线每条线路只需余留1/3或1/4的备用容量，线路负载率高达67%或75%，大大提高了配电线路利用率；但由于需要架设联络线路，增加线路投资，联络线路应采用就近引接。“网格式”环网是配电网络发展到一定程度之后的一种比较完善的接线方式，运行方式高度灵活、供电可靠性高，但网络接线复杂、网络扩展性差。适用于配网自动化水平较高、负荷增长缓慢或趋于饱和的城市配电网络。

（4）电缆双环网

电缆双环网是电缆单环网的组合，利用二回电缆线路，通过同一开闭所的不同母线，形成“手拉手”供电网络，实行双环网接线。这种接线具有很高的供电灵活性和可靠性，能最大限度地确保向用户连续供电，满足重要用户双电源供电要求。在双环网线路中，当任一段电缆线路或环网单元故障、检修时，可以通过环网单元负荷开关的切换和同一开闭所不同母线之间的负荷转移，能确保非故障段或非故障单元用户正常供电。由于重要用户实行了双电源供电，在同一开闭所不同母线之间可以转移负荷，大大提高了双环网电缆线路的负载率。

电缆双环网具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高、建设投资大等特点，一般适用在城市市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络。

5.规划方案的确定

以上介绍的几种接线模式有各自的优缺点和适用范围，应根据具体情况，结合实际要求，选择相应的接线模式。接线模式的选择需考虑供电可靠、操作安全、有利于配电自动化、运行灵活、基建投资省、运行费用低、留有发展余地等基本要求，特别应考虑网络的可靠性、运行灵活性与投资经济性之间的平衡。确定最佳接线模式后，对变电站选址方案和中压配电网规划方案进行综合比较，找出一个在经济性、可靠性、可行性、可接受性等方面综合最优的规划方案作为最终方案。

6.结论

中压配电网络规划首先要保证供电系统安全可靠运行，同时要考虑社会效益、经济效益，讲求综合投资效果，远期目标和近期目标相结合，技术上先进可靠，布局经济合理，满足不同用户的需求，并适应用电负荷的增长。

但是，城市中压配电网庞大而复杂，中压配电网规划存在着许多不确定性。因此，最优方案的判别不仅仅以一种既定条件下的经济性和供电质量为主要目标，还应重视规划方案对环境和未来变化的适应性。