县城电网改造研究论文

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摘要：针对广西水利电业有限公司所辖县城电网的现状及存在的主要问题，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问题的提出

广西从1997年开始一直到2005年，对农村电网进行了全面改造，使得90%以上的10kV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%的人口集中在县域，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181Gwh发展到455Gwh，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10kV挂灯笼式供电，10kV供电线路还存在超供电半径进行供电。供电能力不足和供电质量差已成为制约县城经济发展的一个主要因素。

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县城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”期末总人口为4800万。广西水利电业有限公司及所属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”期末总人口为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6731GWh，其中：（1）桂东区供电量3690GWh；（2）桂西南区供电量1006GWh；（3）桂西北区供电量940GWh；（4）桂北区供电量1095GWh。“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，同时在很大程度上也限制了负荷的增长。

2.1县城电网电力负荷增长迅猛

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及城市用地面积的扩大，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，居民生活用电量的增长率和占总用电量的比重都逐年上升，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，比较具有特色的如广西水利电业有限公司所辖的大新县、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。

这样的增长速度给县城电网带来很大压力，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，不能满足经济高速发展的需要

据统计，全国发电量的85%是经由35～110kV供配电网送给用户的，约80%电量是在城市电网内销纳的，这些网络的数量是从总量上标示了城市电网的供配电能力。

长期以来，我国电网工程的投资落后于发电工程的投资。每千瓦发电容量配有35～1l0kV线路，1980～1981年平均为40.2km，以后逐年降低，到1993～1994年平均不足24km，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20.2MVA，1993～1994年降为18.9MVA，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，广西水利电业有限公司及所属公司开采矿企业、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，严重影响了县城经济的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电网技术落后，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不符合安全距离的要求。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，供电可靠性不高，电压质量低

广西水利电业公司所属县电网供电区内的l0kV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，其导线和附件都是按当年居民用电水平设计的，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、建议和应注意的问题

广西水利电业公司所属公司县城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重视电网的规划工作

电网在电力市场中作为一个中间环节而存在，同时接受发电企业和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，所以要求城网具有快速从上级或区外电网获得最大补充电源的能力。

（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”，包括有足够的设备容量和检验各种可能出现运行方式时的应变能力，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，复杂接线型式在一定条件下不仅不能提高而且反而降低了可靠性。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

为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。

10kV配电网的结构，主要是按供电可靠性的要求逐步构成正常方式下放射式运行的环网，不论电缆或架空线网，都由变电所10kV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，配电变压器尽可能贴近负荷中心，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400kVA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120mm2，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4～8kW。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，保证电压降低在某一限度内的合理输送距离。

合理的供电半径不仅能提高电网的输送功率，而且还降低线损，保证供电质量。所以，要尽量将l0kV线路伸入0.4kV系统的负荷中心，并且以放射形式配线，尽量缩短0.4kV供电半径，将城区供电半径控制在8km以内，这是减少电压偏差，降低电网损耗，提高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：变电站中失去任一回进线或一组降压变时，必须保证向下一级配电网供电。

高压配电网中一条架空线或一条电缆、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，但应尽快将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。

两回路供电的用户，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选用大容量变压器比选用小容量变压器能提高经济效益。

3.3推广采用新技术、新工艺、新设备

•采用节能降耗的配电变压器；

•采用窄基铁塔、钢管杆线路、多回并架线路；

•在道路拥挤、化工污染地区，采用绝缘架空导线；

•在配电设施中，尽量使用小型化、无油化、免维护和成套组合设备，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，推荐采用箱式变压器。

4县城电网改造后的效果

广西水利电业有限公司所属43个县，经过县城电网改造后，达到下列效果：

•提高县电网供电能力，消除供电“卡脖子”现象

•提高用电可靠性，保证城镇用户供电可靠率达99.6%以上；

•提高电压质量，降低线损，电压合格率达98%以上,线损降到10%以下。