城市电网规划设计

摘要: 随着目前人们对用电量的不断增长，现有的城市变电站已经快不能满足城市电网发展的要求。因此在重新建设电网时，应将电网建设与城市发展规划结合起来，合理的进行电网规划，通过规划解决城市变电站建设用地难的问题。本文讨论了城市电网规划存在的问题，并提出一些合理的建议。

关键词：电网设计规划

中图分类号： U665 文献标识码： A

1.城市电网建设中存在的问题

当前城市电网建设中存在许多明显的问题。比如，电网建设和城市建设不能够协调发展,电网建设和城市建设不能同步进行。

①电网规划大多由电网企业自行制定,没有结合各个地方经济社会发展的具体情况和城镇发展趋势,有些规划目标过高或过低,缺乏科学性, 有的时候没有和市政建设同步,造成城市电网投资的浪费或重复改造。电网信息和城市建设信息不流畅,形成各干各的局面。电网规划不能和城市规划相协调,地方政府规划部门审批难度大,导致电网建设的随意性较大。

②电力企业的具体进行规划时,没有因地制宜,正确预测电量负荷,在一些变电设施用地、输电线路走廊和电缆通道等规划用地不是很科学合理,导致电网建设占用了过多的土地。

③电网规划和城市规划之间的衔接不是很完善,地方政府和电力企业之间的关系定位不够科学。电网规划应属行业规划,属于专业规划,具有区域性和跨区域性的特点。而城市规划是基于城市发展目标而制定的综合性规划,所以在电网规划和城市规划之中,地方政府往往更偏重于城市的规划发展。很多地方政府在定位电力企业规划时,往往把自己定位成领导者的角色,认为电力企业应该完全无条件的服从于政府,把二者简单定位成领导与服从的关系。

2.变电站的定容

对变压器而言，具体是指在高压变电站中失去任一组降压变压器，必须保证向下一级配电网供电；低压电网中当一台变压器发生故障时，允许部分停电。这里指的高压变电站是指35kV及以上的电压等级的变电站，低压变电站是指10kV及以下的变电站。变压器负载率又称运行率，是影响变压器容量、台数和电网结构的重要参数。

当一台变压器故障时，只要在本变电站内进行转移负荷操作，无需求助于邻近变电站，故称为纵向备用，也不会因为外部转移负荷有困难而延长停电的时间。而且，据统计，误操作事故率高于设备事故率。

1）高负荷率时，需要在变电站之间建立起联络线，以备必要时负荷转移，而很多时候建立联络线的通道通常比征用一个变电站站址困难的多。所以城市规划部门比较倾向于变压器的低负载率。

2）低负载率时，电网有更强的适应性和灵活性，通常用在经济发展过快、人口密度较大、用电标准较高的地区和城市。

3）高负荷密度地区适宜建大容量变电站，采用低负载率，这是因为若取用高负载率时会使得经济优势逐渐的减弱。

4）变压器低负载率是简化电网接线的必要条件，对城市自动化有利。 变电站主变压器容量既可以按电力系统5～10年发展规划的需求来确定，也可由上一级电压电网与下一级电压电网的潮流交换容量来确定；同时也要考虑N-1情况下负荷安全运行，满足负荷率规定。

通常情况下500/220kv变压器的500kv及220kv侧均为星型接线，故从结构上要求500/220kv变压器具有35～63kv的第三绕组，第三绕组的容量应不小于变压器容量的15%，最大不超过变压器容量的11倍。具体容量也可根据变电站装设的无功补偿容量开确定。而变电站的主变压器台数与型式的选择根据不同的情况而定。对大城市郊区的一次变电站，在中低压测已构成环网的情况下，变电站以装设2台主变为宜。但随着站址征地困难程度提高，系统变电容量的增加，现在已大量采用3台主变，现在也在研究4台的可行性；而对于地区性孤立的一次变电站或大型工业企业专用变电站，在设计时应考虑装设3台主变的可行性；对于220kv及以下电压等级的变电站，一般采用三相变压器，不采用单相变压器。变压器按绕组型式可分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。一般变电站选用双绕组变压器，当变电站具有三种电压等级，且通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压容量的15%以上时，主变一般采用三绕组变压器。

3.合理采取的措施

①加强宣传力度，通过新闻媒体进行电力设施建设的重要性以及相关技术和环保等科学知识宣传，增加城市居民对电力设施的科学认识，以消除城市居民对电力设施建设的抵触情绪和安全顾虑。 积极争取政府政策，促使政府各部门支持电力建设，建设绿色通道对土地征用、拆迁补偿、线路路径等问题按照相关标准并在规定时限内给予解决。尽量营造全社会关注电力建设的氛围，努力推动电网规划的有效落实。合情况下，尽可能接近主要用户，靠近负荷中心。选择站址方案时，事先需要搞清本变电站的供电对象、负荷分布、供电要求、变电站本期和将来在系统中的作用与地位。选择比较接近符合中心的位置作为变电站的站址，以减少电网的投资与损耗。

②应避开易燃、易爆区和大气严重污秽区及严重盐雾区。尽量避开污秽地段,因污秽地段的各种污秽物,严重影响着变电站电气设备运行的可靠性。其对电气设备危害的程度与污染物的导电性、吸水性、附着力、气象条件、污染物的数量、比重及与污染源的距离有密切联系。

③考虑对周围环境和邻近工程设施的影响和协调，如：军事设施、通电台、电信局、飞机场、领（导）航台、国家重点风景旅游区等。要处理好变电所建设和环境保护之间的关系,把变电所景观、噪声、无线电干扰、电磁污染等环境问题在设计中加以解决,充分考虑经济效益、社会效益和环境效益三者之间的统一,并强调变电所建设、城市建设和环境建设同步规划、同步实施，符合城市总体规划用地布局要求。

④便于各级电压线路进出线的布置，进出线走廊与站址同时决定。线路走廊与市政规划部门联合开展城市电力设施布局专项规划研究,把电网规划与城市规划有机结合,预留出必要的变电站用地和线路走廊,结合市政建设同步开展电网建设,提高城市中心区土地综合利用水平,为城市电网建设和发展创造了有利条件。

⑤考虑安全运行，站址地势应高而且尽可能平坦，不宜设于低洼地带，以免洪水淹没或涝渍影响，满足防洪标准要求：220～500kV变电站的站址标高，宜高于100年一遇的洪水位；35～110kV变电站的站址标高，宜高于50年一遇的洪水位。

⑥应有良好的地质条件，避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和易发生滚石场所等不良地质构造。如避开地震区和有可能塌陷的地段；查明地下水埋藏条件和有无可开采的矿藏；选取土壤电阻率较低的场地,满足接地网对接地电阻的要求；尽量减少平整场地的土、石方工程量以加快建设速度和减少投资，山区选址还应特别注意挖填方、软硬地基不均、差异沉降和边坡稳定等问题；选择地势开阔平坦的场地等。

⑦交通运输方便，适当考虑职工生活上的方便。以减少交通运输的投资,加快建设和降低运输成本。站址的选择还应考虑施工时设备材料的运输。特别应考虑大型设备,如:主变压器等大件的运输方案,以及运行时抢修、维护的道路。变电站在运行后的对外运输量是很小的。

结语：电网规划是个多目标性、不确定性、多阶段性等特点复杂的系统优化问题。合理科学建设电网，以满足国民经济的各个部门及人民生活对电力的需要。完全依靠规划工作者的经验规划电力系统,已经远远不能满足现在电力系统的需求，应努力和城市建设规划协调发展,在完成好社会责任与效益的前提下,应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作,使经济效益的观点寓于城网规划之中,并不断的吸收和开发新技术，这样才能保证供电企业的可持续发展。

参考文献：

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[2]金义雄，王承民电网规划基础及应用 中国电力出版社，2008.

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