东莞电力设计院 广东 东莞 523000
摘要：城市配电网的规划与建设作为城市电网稳固运行的重要保障，在很大程度上影响着经济发展，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。笔者结合自身实践，对当前城市配电网规划与建设中存在在不足进行分析，提出相应的改进方法，并配合上具体案例分析，以促进科学建设城市配网规划工作，提高供电质量、供电的安全和可靠水平，合理有效地利用资金和节能降损达到最大的经济和社会效益。
关键词：10kV配电网；规划；建设；网络构架；设备优化
0 引言
随着城市建设步伐的加快，城市的各项基础设施建设取得了较快发展，城市的配电网作为城市建设的重要一部分，其总体发展规划越来越受到重视。因为城市配电网的规划是城市对配网进行调整和改造的依据，不仅能够大大增强城市供电的可靠性、电网与城市的协调性、电网系统管理的科学性与高效性等，还能优化电网建设项目，从而提高整个系统的投资效益。因此，显而易见的城市配电网规划是城市发展规划的重要组成部分，科学地制定城市配电网的发展规划，实现城市配电网规划建设与城市总体发展相适应，提高城市供电质量、供电的安全性和可靠性，满足城市长远规划的用电需求，是一项战略任务。
1 城市10kV配电网规划与建设的意义
第一，在城市发展进程中，10kV配电网是必备的基础设施之一。配电网规划跟城市未来的全面建设、发展有直接关联，所以，10kV配电网的规划应该同城市发展相互接轨。在城市10kV配电网规划与建设中，就应该根据城市发展的实际情况，考虑多方面因素，进行综合规划，以满足城市发展所需。第二，规划的网架结构拥有变动小、建设周期长的优势。通常而言，发展电网负荷的实际情况是多变的，城市配电网的网架结构建设就应该根据负荷来适当调整，因此，在调整其规划时，就相对复杂一点。第三，做好城市10kV配电网网架结构与设备的优化，能够帮助10kV配电网提升供电质量、能力。由于整个城市都被10kV配电网所覆盖，仅依靠经验对线路面临的超负荷问题进行处理几乎是不可能的。所以，只有站在宏观角度上，对网架结构以及设备进行优化，才能满足经济效益与社会效益的双重需求。
2 城市10KV配电网规划与建设问题
2.1 不合理的电源点布点
在最初阶段，由于城市10kV配电网没有进行合理的整体规划，导致电源点布点不合理、分布不合理、线损严重、电压偏低等问题屡见不鲜。另外，再加上因为电源点布点的不足所造成的不均衡主变负载，也会对电网系统的运行经济性带来影响。
2.2 线路故障发生率高
目前，城市配电网主要的输电线路为10kV的架空线路，但是这一种线路有着极高的外界要求，很容易出现污闪或者是绝缘老化等问题，故障发生率过高，会影响供电可靠性。
2.3 网络架构不合理
目前，网架结构不合理现象普遍存在于城市10kV配电网之中，因为历史原因所造成的这一类不合理现象不仅对供电可靠性产生了影响，还会阻碍线路故障的排查与检修工作的正常开展。
2.4 负荷增长速度过快
现阶段，由于电网布局还没有进行较大的整顿调整，随着城区建设的不断扩大，原本线路已经无法满足用电的实际需求，这样会增大线路负荷，降低其线路供电的可靠性。如东南沿海区域，经济的发展使得部分电力负荷增长速度保持在10%左右，甚至个别城市超过20%。
3 城市10kV配电网规划与建设方法
3.1 电力负荷预测
10kV配电网规划与建设的前提在于电力负荷的预测，这也是最基本的规划建设工作。负荷预测具体是指对用电区域实际产生的负荷量进行分析，确定用电负荷的构成，从而进一步预测出负荷的发展水平，之后按照该水平来制定规划与建设方案。负荷预测一般取决于电压等级、电源点布点以及网架结构，所以，电力负荷预测不可少。一般，最常用的有综合用电水平法和负荷密度法两类预测方式。对于实际的预测而言，单一使用同一种方法是不可取的，而应按照用电的性质、功能、地理区域及用电分布等实施综合化的预测，以确保能有效满足预测准确性这一要求。具体如下：
第一，综合用电水平法。该方法主要是通过单位耗电量来对每一个分类用户的实际用电量进行科学的推算，如按照每一户亦或是每一人用电量的实际平均值把城市的总体用电量推算出来，之后再根据具体的调查结果和相应的资料将综合的用电水平推算出来。第二，负荷密度法。根据不同的功能，将城市区域划分为商业区、工业区以及居民区，在每一个区域中选择一个负荷密度值，再利用公式将区域内的用电量计算出来。在负荷密度选择时，还需要考虑规划区域的基本情况，考虑居民收入、人口数量等综合因素，同时，再根据类似区域的实际用电量，就可以测算出各个功能区域的负荷密度。
3.2 站点选址
站点选址主要分为三个步骤，一是对供电范围进行合理划分，二是合理选择开关站的位置，三是合理确定配电站的位置。基于城市规划发展实际进行负荷预测，合理划分出变电站的供电范围，并确定出馈电线的实际供电半径。设置开关站的目的在于完成好变电站出线间隔的调节工作，从而有效提升网络接线的灵活性。开关站的地质要临近负荷中心，以尽量减少使用配电线路，这有利于敷设操作，降低成本消耗。另外，在接线过程中应该避免过于繁杂的接线方法，给配电规划留下可利用空间。在选择10kV配电站的地址时，需要根据电网规划的实际要求，根据规划区域内的地理特征，综合各方面因素进行选择。在选择配电站地址时，应该临近负荷中心，使它跟周边的用电功能区域之间保持相互协调。如小容量的变压器具备可靠、占地面积较小以及维修量小等优势，一般被运用于负荷密度较低的居民区。
3.3 网络构架建设
城市正在不断加快规划建设的步伐，促使10kV配电网的规划、建设面临着越来越高的要求。原本的配电网规划已经无法满足现代化城市用电量的需求，为了解决这一问题，优秀的网络架构，就可以很好的满足电网安全性与可靠性的双重要求。
第一，接线方式。城市10kV配电网拥有单环网、双环网、辐射网等多种接线方式。每一种接线都拥有独特的优势，所以应该按照节约成本、供电可靠、操作安全等原则，并基于城市区域实际合理选择接线方法。通常情况下，最常用的一种接线方式是环网接线，它力求简化，在电网正常运行过程中可选用开环运行，只要发现异常现象，就能及时把负荷转移掉。城市10kV配电网最常用的方式之一就是10kV的环网、辐射网，在负荷密度相对较高的区域可以选择10kV环网接线，但是最大的载流量必须控制在安全电流值范围之内。而主要区域的用户专线则可以选择10kV辐射网，同时做好最大供电负荷以及供电半径的控制。
第二，导线截面。为了满足城市10kV配电网的长期规划要求，在选择导线截面时，还需要将长远规划作为其标准。在选择中，考虑到变电站、开关出线、开关柜载流量等诸多因素，确保导线的截面能够与这一部分因素相互的匹配。如电缆主干线截面应该选择300mm2，架空主干线截面应该选择240mm2。
4 城市10kV 配电网小区电缆线路设计实例分析
相比起架空线路，电缆线路不仅使用寿命长、传输性能优越，在通信容量与保密性能、抗干扰能力等多个方面均具有优势。所以，当前越来越多的工程项目都倾向于选择电缆线路。但是，电缆线路的设计与敷设均比较复杂，在通道选择与敷设方式上都需要进行全方位的周全考虑。为了满足地区供电需求，提升人们的生活与生产质量，文章结合小区电缆线路设计展开了探讨。
4.1 电缆线路设计要点
（1）电缆选择
在确定干线及支线负荷之后，应对其工作电流进行分别计算。在线芯截面方面，选择过程中应注意：确保缆芯温度在最大电流状态下依旧小于等于允许温度；热效应在最大电流状态下依旧符合热稳定要求；电压降在最大电流状态下依旧小于等于允许值。在具体计算中，线芯截面取决于工作电流或经济电流密度；校验计算应采用短路电流热稳定性与电压降公式。同时，这个环节还要注意做好裕度预留。经过计算之后，应对截面进行调整，使其成为标准截面。通常来讲，主干线与次干线截面应分别在2.4cm2、1.2cm2以上。在种类方面，一般来讲电缆可以分为五种，最适合10kV线路的电缆是三芯。依照绝缘材料对电缆进行划分，可将其分为油浸式、橡皮式、气体式、塑料式等多个种类，最适合10kV线路的是塑料式，具体来讲，以交联聚乙烯铜芯电缆为佳。同时，为了降低塑料易燃的安全威胁，最好选择阻燃电缆。对于公路，最好选择硬管型的电缆；部分路径有较多弯道，可以选择软管型的电缆；悬挂型电缆适用多种情况，可以灵活选择。
（2）电缆通道选择
在路径设计方面，不仅要考虑眼前的情况，还要关注以后的发展和变化，进行科学的长远规划。同时，还要尽可能的兼顾经济效益，在技术能够达到的条件下，降低工程成本。路径设计方面需要重点考虑的内容是安装方式以及道路结构等。电缆敷设路径应符合城市总体规划要求，与各种管线和其他市政设施相结合，且应征得规划部门认可。电缆敷设路径应综合考虑路径长度、施工、运行和维护方便等因素，统筹兼顾，做到经济合理、安全适用。电缆通道选择的总体原则是，应有利于电缆接头及终端的布置与施工。
4.2 敷设小区电缆
电缆的敷设是整个工程施工中最重要、技术含量最高的一步，也是决定工程质量的最关键环节。电缆一旦埋入地下，检修和更换都具有相当的难度，所以，电缆敷设前，应确保电缆通道环境良好，防腐、照明、通风条件具备。正式施工时，应根据工程设计书并结合实际路径，估算出电缆的具体长度，对工程做到心中有数。电缆施工时的注意事项较多，笔者将其大致总结归纳如下：
（1）电缆敷设时，应尽量减少电缆接头，同时避免在建筑物门口或路口等人流量大，压力较大的地方安排接头。
（2）敷设电缆时，由于工程量大、工期短等原因，损坏电缆的现象时有发生，最为隐蔽的是电缆皮的轻微划伤，这种损伤很难发现，在电缆敷设后往往也不会立即导致电缆故障，但是，经过一段时间的运行后，在环境、压力等因素的影响下，轻微的划伤很可能导致电缆故障。
（3）电缆在接头与终端之间必须预留备用长度。敷设时应该先长后短，10kV 配电网低压电缆要用500V 绝缘电阻表测试绝缘，绝缘电阻应不小于10MΩ。同时，各支持点的距离应满足国家标准和工程设计要求。具体要求见下表1：
表1 电缆各支持点间的距离（mm）
注：表中D 为电缆外径。
（4）电缆的最高点与最低点之间的位差，成为敷设位差，对于10kV 配电网电缆线路来说，无论电缆护层是铠装或无铠装，电缆线路的敷设位差都不得大于15m。
（5）电缆敷设时，在施工中应注意避免摩擦和拖拉现象，避免电缆线路被擦伤或搅拧。电缆应敷设整齐，不得交叉，在10kV 配电网的电缆线路施工时，应在电缆终端、电缆分支处、电缆工作井附近，给出突出、颜色鲜明的标识牌。标识牌上注明电缆的具体型号、起至地点和电缆线路编号。
（6）电缆敷设进入电缆沟、隧道、竖井时，在出入口处应注意封闭，在引入建筑物时，电缆可浅埋，但应采取防止电缆受到破坏的措施。
（7）对10kV 以下的配电网线路，在电缆之间以及电缆与控制电缆之间，平行净距应大于0.25，交叉净距应大于0.5。
（8）电力电缆与控制电缆应分开，当电力电缆与控制电缆敷设于同一侧的支架上时，电力电缆应该放置于控制电缆之上。
5 结论
总之，城市电网规划与建设所涉及的部门和专业领域多，10kV电缆线路设计应根据区域特点，进行前瞻性考虑。在具体工程项目中，必须制定好配套的防护措施，同时在线路设计阶段要选择正确、有效的施工技术以及高质量的施工设备，高效率、高质量的完成电缆的敷设工作，最终达到确保整个供电系统平稳、有效运行的目的。
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论文作者:吴文庆
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
标签：电缆论文; 城市论文; 配电网论文; 负荷论文; 截面论文; 电网论文; 线路论文; 《电力技术》2016年第7期论文;