对县(市)城镇电网建设与改造问题的探讨

　
摘要：通过对本地区各县(市)城镇电网存在问题的分析与研究，根据原水电部和建设部颁布的《城市电网规划设计导则》和国家电网公司2003年颁布的《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》，对县城电网在建设与改造过程中的技术问题进行分析与探讨。
关键词：县城电网　建设改造
　 1　前言
　　县城电网是县城范围内为县城供电各级电压等级电网的总称，它包括高压送电网、高压配电网、中压配电网和低压配电网。县城电网具有负荷密度大、用电量集中、供电可靠性要求高等特点，是电力系统的重要组成部分，也是现代化城市建设的重要基础设施之一。
　　近几年，随着县城建设和城市化进程的加快，县城面积迅速扩展，但由于电网建设资金不足、管理体制不顺等原因，县城电网发展较为缓慢，明显落后于城市建设和地方经济的发展。
　　按照国家电网公司的整体部署，今后几年将加大县城电网建设改造力度，扩大县城电网供电能力，以适应城市建设和地方经济发展的需要。
2　县城电网急需解决的主要问题
　　随着城镇居民生活水平提高和城市化进程加快，各县(市)城镇用电量迅速增长，根据国家电网公司最近颁布的《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》和国电安运[1998]418号《关于加快城市电网建设改造的若干意见》的要求，目前县城电网急需解决以下几方面问题：
　　(1)　地方经济高速发展，城市化进程不断加快，县城电网供电能力存在严重不足。随着地方经济高速增长，城市化进程步伐的加快，对县城电网供电要求越来越高，由于电网建设资金紧张、管理体制不顺等原因，县城电网发展较为缓慢。据统计，2002年全局县城110kV系统容载比约为1.65，10kV配变容量与110kV主变容量比约为2.05，明显低于城市规划设计
　　导则的要求。"十五"计划期间我国将进入全面建设小康社会阶段，城乡居民生活水平将大幅度提高，县城电网将成为我国今后5～10年主要电量增长点,预计我局各县(市)"十五"计划后3年县城电量年均增长率将达19%，县城电网供需矛盾将十分突出。
　　(2)　县城高、中压配电网络结构薄弱，多为辐射网，供电可靠性较低。目前县城电网110kV高压配电网络仍比较薄弱，单主变、单回路供电较多，变电所之间转供电能力差，保护配置复杂，安全水平较低等。如2002年全局有14座110kV变电所为单主变或单电源供电，占全局变电所30%。目前中压配电网络多为辐射网，环网供电方式极少，负荷转移能力差，事故、检修停电范围大。据统计，2002年我局各县(市)县城供电可靠率为99.55%～99.96%，但实际情况略低于统计值。
　　(3)　县城电网电能质量低，线损率居高不下，企业供电效益较差。由于县城用电负荷高速增长，现有中压配电网因导线细、回路数少，配变布点不足、无功补偿容量欠缺等原因，县城电网电压合格率普遍较低。如2002年全局各县(市)县城10kV配网电压合格率为95.73%～99.31%，而低压电网电压合格率更低。同时，因10kV网架不完善，县城中压配电网线损率居高不下，2002年全局10kV配网线损率为4.64%。
　　(4)　县城电网技术落后，设备陈旧，自动化水平低下。目前县城电网技术、设备普遍落后，虽然近几年引进并使用了一些新技术、新设备，但与国内外先进城市相比差距很大，设备档次普遍较低，自动化水平不高。如2002年全局县城10kV配网电缆化率只有13.5%，绝缘化率为50.4%(含电缆)。县城配网自动化还处于规划阶段。


3　县城电网建设改造问题的探讨
　　3.1　建设改造目标
　　根据原水电部和建设部颁布的《城市电网规划设计导则》和国家电网公司最近颁布的《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》要求，结合本地区县城电网实际情况，建设改造目标为：
　　(1)　加强县城电网建设，提高电网整体供电能力，根除供电"卡脖子"现象。
　　(2)　优化网络结构，提高县城电网安全运行水平，增强抗御自然灾害和事故能力，县城电网供电可靠率达99.7%以上。

{:soso_e183:}

　　(6)　积极稳妥推进电压时间型10kV线路馈线自动化建设，尽可能减少中压配电网故障停电时间。电压时间型10kV线路馈线自动化只需对现有的柱上断路器进行改造，就可以就地完成故障隔离、恢复送电，不依赖通讯和主站系统，其方式投资少、可靠性高、运行方便、见效快，是目前提高架空配电网供电可靠性的有效途径。经我局对两条手拉手的10kV线路进行试点表明，该系统设备运行可靠、效益明显。为此，在县城电网建设改造中应积极推广使用。

　　(3)　提高电能质量，降低电能损耗，县城电网电压合格率达95%以上，10kV综合线损率6%以下，低压线损率9%以下。
　　(4)　提高县城电网配网自动化水平，县城电网设备选择应注重小型化、无油化、自动化、免维护、少维修。
　　3.2　建设改造问题的探讨
　　根据本地区各县(市)城镇电网现状及用电水平，县城电网在建设与改造过程中应正确处理好以下几方面技术问题:
　　(1)　简化110kV电网，减少电压等级，优化高压配电网络结构。随着220kV系统网络的发展与完善，其供电可靠性有了很大提高，特别是近几年，新技术、新产品在电力系统中的广泛应用(如SF6断路器、全封闭组合电器及微机保护等)，以及网络结构、网络布局日趋合理，增强了供电区域之间互为备用能力，减轻了对单个变电所可靠性的依赖，为简化110kV高压配电网提供了有利条件。根据《城市电力网规划设计导则》，结合本地区高压配电网结构，110kV城(镇)变电所一般按终端变设计，一次接入系统以线路变压器组或"双T"内桥接线为主，单台主变容量选用40～50MVA，最终主变规模2～3台，按n-1电网供电安全准则配置。简化电压等级，减少电压层次，减少重复降压，有利于县城电网的管理和经济运行，根据本地区县城电网负荷密度(4000～000kW/km2)，高压配电网将逐步取消35kV电压等级，原则选用220/110/10kV电压等级。
　　(2)　强化10kV配电网建设，中压配电网尽量做到环网接线、开环运行，提高配电网络供电可靠性。中压配电网承担着向千家万户直接供电的任务，是县城电网最重要的组成部分，近几年，由于投资体制等原因，中压配电网的建设明显落后于高压电网的发展，强化10kV配电网建设已迫在眉睫。中压配电网一般按辐射网和环网2种形式设计，在县城电网建设改造过程中尽可能按环网方式考虑，一般以单环网设计，对市中心区或负荷密度较高的供电区域以双环网为主。中压环网线路应设置若干个分段点(负荷开关或开闭所)，一般以3～4段为宜，每段10kV线路装接的配变容量控制在2500～3000kVA以内，如10kV线路装接总容量超过10000kVA应首先采取分流措施，以满足中压配电网n-1安全准则要求。
　　(3)　提高县城电网线路电缆化、绝缘化率，是县城电网建设与发展的方向。随着城市的建设与发展，负荷密度的提高，在架空线路通道受限制情况下，解决高负荷密度地区(市中心区)供电的途径不能只靠增加导线截面，此时唯一办法是实现线路电缆化。由于电缆化建设投资大、涉及面广，在建设资金严重短缺情况下，应以县城电网发展规划为指导，分步实施，量力而行，对高负荷密度的市中心区、商业密集区应结合老城改造逐步实行电缆化建设，在老城改造过程中应尽可能敷设好电缆管线，条件不允许的，应留有足够的电缆线路通道。
　　(4)　科学规划环网点，合理选择环网设备，努力实现配电网n-1安全准则。架空配电网以柱上分段断路器作为环网设备，柱上断路器应优先选用体积小、容量大、可靠性高、维护工作量少、操作简单的新型设备，如SF6负荷开关、真空负荷开关等，并留有配网自动化接口。电缆配电网环网设备形式多样，有10kV开闭所环网柜、高压电缆分接箱、高压配电室环网设备等。当配电网发生故障时，高压环网设备能快速、有效地将故障点隔离，确保非故障段正常供电，实现配电网络n-1的要求。
　　(5)　缩短供电半径，提高功率因数，努力降低低压电网线损率。在县城电网建设改造过程中，应优先选用S9及以上新型低损耗变压器，315kVA及以上变压器要试点采用非晶合金配变。同时，应根据县城电网负荷密度，合理布点、科学配置10kV配变容量，尽可能缩短低压供电半径，确保低压供电半径不超过350m(不含接户线)。同时应注重低压无功补偿设备的配置，无功补偿宜采用分散设置，分级补偿，做到无功就地平衡。低压无功补偿容量一般按配变容量的5%～10%设计，对特殊用户应根据实际功率因数大小、无功的分布情况，采用线路、配变相结合的补偿办法，使补偿后配变负荷功率因数达0.9～0.95。随着城乡电网"同网同价"的实施，低压电网线损电量将占总线损电量30%～35%，加强低压电网管理，努力降低低压电网线损率，将成为电网管理的重点之一。