对县城电网改造的技术建议.docx

县级电网改造的技术建议
摘要：针对广西水利电力工业有限责任公司所辖县电网的现状和主要问题，从技术的角度，提出县城电网改造的措施和建议以及应注意的问题。
关键词：电网改造；县城电网
1提出问题
广西从1997年开始一直到2005年，农村电网全面改造，使得90%以上的10 kV线路及低压台区得到了整改，提高了用电的安全性、可靠性，减少了线损，降低了电价，大部分偏远山区用上了电。
然而，广西县域面积占全区总面积的%91%，全区73%的人集中在县域，目前我区县域的工业化、城镇化水平、非农化程度比较低，整体实力与全国有一定差距，因此，加快广西经济的发展，空间在县，潜力在县，后劲在县，出路也在县随着县域经济的建设与发展，加快了城镇化、工业化发展的步伐，在这种新形势下，电力需求发展迅猛，比如广西的靖西县，就是较典型的例子，从2002年至2004年，用电量从181 Gwh发展到455 Gwh，平均每年增长58%。
但是，县城电网改造力度远滞后于农村电网改造，县级公司的主网架相当薄弱，有些县城仅有一座中心变电站，或一条10 kV挂灯笼式供电，10 kV供电线路还存在超供电半径进行供电。供电能力不足、供电质量差已成为制约该县经济发展的主要因素。
近年来，广西的县城和全国的大多数地区一样，夏季高峰负荷连年增长，使得城市电网中最薄弱且改造难度最大的中、低压电网面临极大压力。国家电力部门的领导人曾一针见血地指出：“若城市配电网不加紧改造，不仅影响电网的安全运行，而且直接影响千家万户生命财产安全。因此，这一问题必须引起地方政府和电力部门的高度重视。城网改造建设，提高供电能力和电能质量，已成为各地所面临的
重要问题和紧迫任务，已经到了刻不容缓的地步。”可见，加速建设县城电网改造已迫在眉睫。
2县级电网存在的主要问题
广西有14个地市，92个县(市)，土地面积23万km2，“十五”期末总人为4800万。广西水利电力工业有限公司及其子公司43个县公司电网覆盖了广西11个地区，43个县、市土地面积11.5万km2,占全区的50%，“十五”期末总人为1696.3万，占全区的35.34%
广西水利电业有限公司及43个所属公司，自从成立以来每年供电量以5%〜8%的速度增长。2005年总的供电量为6731 GWh，其中：(1)桂东区供电量3690 GWh；(2)桂西南区供电量1006 GWh；(3)桂西北区供电量940 GWh；(4)桂北区供电量1095 GWh。“十五”期后三年是五十年一遇的大旱年，在枯水期经常拉闸限电、轮流分片供电，只能保住农田灌溉和重要负荷的供电，形成了供不应求的局面，严重地影响了工农业的发展，同时，它也在很大程度上限制了负荷的增长。
2.1县电网的电力负荷迅速增加
县城是电力负荷集中地区，据统计，其用电量约占全县总用电量的70%〜80%。随着我区县域经济的不断发展和城市用地面积的不断扩大，城市用电量增长很快。从用电分类构成看，主要有居民生活、工业两大类负荷。
生活用电的特点是面广而分散，家用电器数量很大，使用时间比较集中，直接影响到负荷峰值。随着城市经济的发展，居民生活进一步提高，生活方式的改变，使居民家庭生活用电量迅速增加。据统计，家庭用电量的增长速度及其在总用电量中的比例逐年提高，在一些经济比较发达的地方，居民生活水平高，晚间业余及社交活动较多，家用电器拥有量比较大，生活用电就比较多。但由于严重缺电，城市电网供电能力不足，居民生活用电受限制，用电连续性和可靠性得不到保证。特别是夏季，用电高峰电量陡增，电力不足矛盾突出。
目前工业用电负荷仍占较大比重，比如，除各县普遍开发新建的各种工业园区外，广西水利电力实业有限责任公司所属的大新县有自己的特点、靖西县、德保县锰矿、铝矿加工业；岑溪市大理石材加工业；南丹县矿产加工业等。总之，从近几年来县城发展情况看，用电负荷需求量呈逐年递增趋势，大致可用表1来表达。对电能质量、供电可靠性要求提高，普遍出现城网不能充分满足各方面要求的现象。
这一增长速度给县域电网带来了巨大压力，相当多的设备因过负荷而发生故障，许多地方都有难以应付之感。在负荷增长中，用电结构发生了变化，居民用电和第三产业负荷上升，加重了中、低压配电网的负担。因此，低压配电网电压质量差，故障发生频繁。
2.2电网建设滞后，不能满足经济快速发展的需要
据统计，全国发电量的85%是经由35〜110 kV供配电网送给用户的，约80%电量是在城市电网内销纳的，这些网络的数量表示城市电网在总量方面的供电和配电能力。
长期以来，中国电网项目投资落后于发电项目。每千瓦发电容量配有35〜1l0 kV线路，1980〜1981年平均为40.2 km，以后逐年降低，到1993〜1994年平均不足24 km，仅为1980年的86%，且连年来几乎成线性关系下降。相应配有的变电容量，1980~1981年为20.2 MVA，1993〜1994年降为18.9 MVA，而从发、输、配、用各环节的容量增长关系看，1994年与1980年相比全国发电装机容量增加2.01倍，用电设备容量增加2.02倍，而同期的变电容量和线路数量仅分别增长1.92和0.8倍。电网的增长明显低于发电和用电两头，成了把电能从电厂送到用户的“瓶颈”，电网建设明显滞后。
随着西部大开发和西电东送工程的实施，广西水利电力工业有限公司及其子公司公司开采矿企业、农副产品加工企业的迅速崛起；形成了有电不能送，有电不能用的卡脖子现象，它严重影响了该县的经济发展和人民生活水平的提高，特别是对工业经济的发展，对推进城
镇化、工业化发展的步伐造成较大的制约，限制了这些县域的经济发展。
2.3落后电网技术，设备老化，存在安全隐患
各县现有的网络中，配电设备普遍陈旧、技术落后，小截面老旧线路、老式油断路器、老式柱上断路器等仍大量被使用；存在着用户线、专用变直接搭接主干线，导致发生事故或需检修线路，停电范围大，线路自动分断控制能力差等等。随着城区建设的不断扩大和发展，居民楼房密集，架空线间安全距离远达不到要求，况且，老旧电缆在闹市区穿过，其绝缘性能及各项技术指标均不符合安全距离要求。这些设备的“带病”运行，不但存在着安全事故隐患，而且不符合城市规划的发展需要。
2.4电网结构薄弱，电源可靠性低，电压质量低
广西水利电业公司所属县电网供电区内的l0 kV线路，大部分建于20世纪70年代末或80年代初，架空裸导线主干线过长、分支多、导线截面过小，据统计，低压配电网中，不少街巷还有20〜25年未维修和改造的，导线及附件按当年居民用电水平设计，远不能适应目前配电负荷的要求。此外，现有的电网结构普遍比较薄弱，供电可靠性差，许多地方在扣除系统电源不足限电因素后，供电可靠性不到99.6%，事故停电频频，而且线损率高，有的高达15%以上。
3解决问题的措施、建议和需要注意的问题
广西水利电力公司县级电网是农村电网的重要组成部分，它既有农村电网的基本特点，又有城市电网的某些特点。因此，在进行各县县城电网改造时，既要充分吸取农村电网几十年的建设经验，又要参考我国其他城市和国外配电网的建设经验，根据各地电网的发展水平和基础条件，以及经济发展对电网的不同要求，从实际出发，结合地区特点，制定具体实施方案。
3.1重视电网规划
电网在电力市场中作为一个中间环节而存在，同时，接受发电企业、零售企业或用户的委托，按要求提供输电服务。因此，对于发电企业，电网是下游瓶颈；对供电企业或零售商，电网又是上游瓶颈，因此，搞好规划工作，从长远看是最大的效益。通过多年的实践证明，电网规划必须要以负荷预测为依据，而负荷预测要有科学性，才能有准确性，因此，工作中要重视负荷资料的搜集，不断根据新的情况做好基础数据积累。此外，对规划中的电网结构原则等一些主要问题，如电网接线模式、变配电所的主接线、合理容量的配置、用户供电方式等，需在详细的技术、经济论证基础上，确定规划的技术原则。要做好城网规划，重点把握以下几点：
（1）城网首先应满足电源送出要求和稳定可靠的供电能力，以适应电力市场流通及消费的需要。电网覆盖面大，极大部分发电量是通过它被吸收的，它直接联系着广大用户，要有充足的供电能力来满足不断增长的需求，尤其是经济和社会发展迅速的地方，对这点要予以特别重视。城市电网因电源有限，因此，要求城市电网能够快速从上级电网或外部电网获得最大补充功率。
（2）电网要有一定裕度和应变能力。这个观念在城网规划设计中十分重要，因为经济发展是一个系统工程，是一个动态过程，其中包含许多相互制约而不确定的因素，一个远景发展目标不可能预先在一张蓝图上完全确定下来。因此，要求城网结构具有足够的“弹性”，它包括具有足够的设备容量和检查各种可能的操作模式的适应性，对前后阶段网架要考虑其相关性并作合理协调。
（3）电网接线简明，层次清晰。长期以来有一种观点认为，简单主接线型式只适用于某些三类用户，而当今的发展趋势却要求城市电网尽可能的采用简单接线形式。运行经验表明，在某些情况下，复杂的接线类型不仅可以提高可靠性，而且会降低可靠性。因为电力技术的发展和进步，电器设备可靠性提高为简化接线创造了条件。
3.2优化电网结构，建设环网
进一步提高利用率和供电可靠性，配电网结构推广采用多回线、各式环网、分多段、多连接方式。
10 kV配电网的结构，主要是根据供电可靠性的要求，在正常模式下逐步形成径向环网，不论电缆或架空线网，都由变电所10 kV若干回出线组成相对独立的、供电范围不交叉、重复的片状分区配电网。建议采用多分段、多联络的环形供电网络接线，使之在故障时可转移负荷、缩短恢复供电时间。
低压配电网，主要以架空线为主，按街道布置，沿途直接向用户供电。低压电网的电源以杆上变压器、配电变电所为主，配电变压器应尽可能靠近负荷中心，缩小低压网，必要时小容量变压器深入用户。杆上变压器配置容量以400 kVA为标准，配电变压器配置容量以800kVA为标准，低压架空干线统一为120 mm2,为进一步满足居民生活用电需要，做到一户一表，平均供电能力4〜8 kW。在整治配电网，优化电网结构方面，应注意以下几个问题：
(1) 优化供电半径。供电半径就是指线路按照某种规格架设，在所供负荷及电压等级下，确保降压的合理传输距离在一定限度内。
合理的供电半径不仅可以提高电网的输电功率，而且还降低线损，保证供电质量。所以，要尽量将l0 kV线路伸入0.4 kV系统的负荷中心，并且以放射形式配线，尽量缩短0.4 kV供电半径，将城区供电半径控制在8 km以内，这是减少电压偏差，降低电网损耗，改善电压质量的有效措施之一。
(2) 提高供电可靠性。着重把握以下原则：变电站中任何进线或一组降压变压器的损耗，必须保证向下一级配电网供电。
高压配电网中的一条架空线路或电缆、变电站中一组降压变发生故障停运时，在正常情况下，除故障段外，不停电；不得发生电压过低，不允许设备过负荷。
低压配电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，但是，应在规定时间内尽快将完好段切换至相邻电网，以恢复供电。
双回路电源用户，失去一回后，不应停电。
（3）变电站中最佳容量及变压器台数的确定。变电站中容量及变压器台数是县城电网结构、可靠性、经济性的又一个重要因素，如果变电站容量和台数不同，则网内变电站总数、主结线型式、系统的接地方式也就不同，也必然对电网可靠性、经济性产生不同影响。那么，在增大电网变电容量时，用大容量变压器换小容量变压器，还是增加变压器台数？新建变电站时，如何确定变电站中容量及变压器台数呢?以下经验可借鉴：①在高负荷密度区，建设大容量变电站能节约投资，负荷密度越大，效果越显著。②选择大容量变压器比选择小容量变压器能提高经济效益。
3.3促进采用新技术、新工艺、新设备
节能降耗配电变压器；
采用窄底铁塔、钢管杆线路、多回并架线路；
在道路拥挤、化工污染地区，使用绝缘架空导线；
在配电设施中，尽量使用小型化、无油化、免维护、完整的组合设备，如真空断路器、微机保护、干式变压器、箱式变压器等；
在繁华地区、住宅小区，建议使用箱式变压器。
4县级电网改造的效果
广西水利电力有限责任公司43个县，经过县城电网改造后，达到下列效果：
提高县级电网供电能力，消除供电“卡脖子”现象
提高用电可靠性，确保城市用户供电可靠性达到99.6%以上；
改善电压质量，降低线损，电压合格率达98%以上，线损降到10%以下。