摘要：透過對本地區各縣(市)城鎮電網存在問題的分析與研究，根據原水電部和建設部頒佈的《城市電網規劃設計導則》和國家電網公司2003年頒佈的《國家電網公司系統縣城電網建設與改造技術導則》，對縣城電網在建設與改造過程中的技術問題進行分析與探討。
關鍵詞：縣城電網 建設改造
1 前言
縣城電網是縣城範圍內爲縣城供電各級電壓等級電網的總稱，它包括高壓送電網、高壓配電網、中壓配電網和低壓配電網。縣城電網具有負荷密度大、用電量集中、供電可靠性要求高等特點，是電力系統的重要組成部分，也是現代化城市建設的重要基礎設施之一。
近幾年，隨着縣城建設和城市化進程的加快，縣城面積迅速擴展，但由於電網建設資金不足、管理體制不順等原因，縣城電網發展較爲緩慢，明顯落後於城市建設和地方經濟的發展。
按照國家電網公司的整體部署，今後幾年將加大縣城電網建設改造力度，擴大縣城電網供電能力，以適應城市建設和地方經濟發展的需要。
2 縣城電網急需解決的主要問題
隨着城鎮居民生活水平提高和城市化進程加快，各縣(市)城鎮用電量迅速增長，根據國家電網公司最近頒佈的《國家電網公司系統縣城電網建設與改造技術導則》和國電安運[1998]418號《關於加快城市電網建設改造的若干意見》的要求，目前縣城電網急需解決以下幾方面問題：
(1) 地方經濟高速發展，城市化進程不斷加快，縣城電網供電能力存在嚴重不足。隨着地方經濟高速增長，城市化進程步伐的加快，對縣城電網供電要求越來越高，由於電網建設資金緊張、管理體制不順等原因，縣城電網發展較爲緩慢。據統計，2002年全局縣城110kV系統容載比約爲1.65，10kV配變容量與110kV主變容量比約爲2.05，明顯低於城市規劃設計
導則的要求。"十五"計劃期間我國將進入全面建設小康社會階段，城鄉居民生活水平將大幅度提高，縣城電網將成爲我國今後5～10年主要電量增長點,預計我局各縣(市)"十五"計劃後3年縣城電量年均增長率將達19%，縣城電網供需矛盾將十分突出。
(2) 縣城高、中壓配電網絡結構薄弱，多爲輻射網，供電可靠性較低。目前縣城電網110kV高壓配電網絡仍比較薄弱，單主變、單迴路供電較多，變電所之間轉供電能力差，保護配置複雜，安全水平較低等。如2002年全局有14座110kV變電所爲單主變或單電源供電，佔全局變電所30%。目前中壓配電網絡多爲輻射網，環網供電方式極少，負荷轉移能力差，事故、檢修停電範圍大。據統計，2002年我局各縣(市)縣城供電可靠率爲99.55%～99.96%，但實際情況略低於統計值。
(3) 縣城電網電能質量低，線損率居高不下，企業供電效益較差。由於縣城用電負荷高速增長，現有中壓配電網因導線細、迴路數少，配變布點不足、無功補償容量欠缺等原因，縣城電網電壓合格率普遍較低。如2002年全局各縣(市)縣城10kV配網電壓合格率爲95.73%～99.31%，而低壓電網電壓合格率更低。同時，因10kV網架不完善，縣城中壓配電網線損率居高不下，2002年全局10kV配網線損率爲4.64%。
(4) 縣城電網技術落後，設備陳舊，自動化水平低下。目前縣城電網技術、設備普遍落後，雖然近幾年引進並使用了一些新技術、新設備，但與國內外先進城市相比差距很大，設備檔次普遍較低，自動化水平不高。如2002年全局縣城10kV配網電纜化率只有13.5%，絕緣化率爲50.4%(含電纜)。縣城配網自動化還處於規劃階段。
3 縣城電網建設改造問題的探討
3.1 建設改造目標
根據原水電部和建設部頒佈的《城市電網規劃設計導則》和國家電網公司最近頒佈的《國家電網公司系統縣城電網建設與改造技術導則》要求，結合本地區縣城電網實際情況，建設改造目標爲：
(1) 加強縣城電網建設，提高電網整體供電能力，根除供電"卡脖子"現象。
(2) 優化網絡結構，提高縣城電網安全執行水平，增強抗禦自然災害和事故能力，縣城電網供電可靠率達99.7%以上。
(3) 提高電能質量，降低電能損耗，縣城電網電壓合格率達95%以上，10kV綜合線損率6%以下，低壓線損率9%以下。
(4) 提高縣城電網配網自動化水平，縣城電網設備選擇應注重小型化、無油化、自動化、免維護、少維修。
3.2 建設改造問題的探討
根據本地區各縣(市)城鎮電網現狀及用電水平，縣城電網在建設與改造過程中應正確處理好以下幾方面技術問題:
(1) 簡化110kV電網，減少電壓等級，優化高壓配電網絡結構。隨着220kV系統網絡的發展與完善，其供電可靠性有了很大提高，特別是近幾年，新技術、新產品在電力系統中的廣泛應用(如SF6斷路器、全封閉組合電器及微機保護等)，以及網絡結構、網絡佈局日趨合理，增強了供電區域之間互爲備用能力，減輕了對單個變電所可靠性的依賴，爲簡化110kV高壓配電網提供了有利條件。根據《城市電力網規劃設計導則》，結合本地區高壓配電網結構，110kV城(鎮)變電所一般按終端變設計，一次接入系統以線路變壓器組或"雙T"內橋接線爲主，單臺主變容量選用40～50MVA，最終主變規模2～3臺，按n-1電網供電安全準則配置。簡化電壓等級，減少電壓層次，減少重複降壓，有利於縣城電網的管理和經濟執行，根據本地區縣城電網負荷密度(4000～000kW/km2)，高壓配電網將逐步取消35kV電壓等級，原則選用220/110/10kV電壓等級。
(2) 強化10kV配電網建設，中壓配電網儘量做到環網接線、開環執行，提高配電網絡供電可靠性。中壓配電網承擔着向千家萬戶直接供電的任務，是縣城電網最重要的組成部分，近幾年，由於投資體制等原因，中壓配電網的'建設明顯落後於高壓電網的發展，強化10kV配電網建設已迫在眉睫。中壓配電網一般按輻射網和環網2種形式設計，在縣城電網建設改造過程中儘可能按環網方式考慮，一般以單環網設計，對市中心區或負荷密度較高的供電區域以雙環網爲主。中壓環網線路應設定若干個分段點(負荷開關或開閉所)，一般以3～4段爲宜，每段10kV線路裝接的配變容量控制在2500～3000kVA以內，如10kV線路裝接總容量超過10000kVA應首先採取分流措施，以滿足中壓配電網n-1安全準則要求。
(3) 提高縣城電網線路電纜化、絕緣化率，是縣城電網建設與發展的方向。隨着城市的建設與發展，負荷密度的提高，在架空線路通道受限制情況下，解決高負荷密度地區(市中心區)供電的途徑不能只靠增加導線截面，此時唯一辦法是實現線路電纜化。由於電纜化建設投資大、涉及面廣，在建設資金嚴重短缺情況下，應以縣城電網發展規劃爲指導，分步實施，量力而行，對高負荷密度的市中心區、商業密集區應結合老城改造逐步實行電纜化建設，在老城改造過程中應儘可能敷設好電纜管線，條件不允許的，應留有足夠的電纜線路通道。
(4) 科學規劃環網點，合理選擇環網設備，努力實現配電網n-1安全準則。架空配電網以柱上分段斷路器作爲環網設備，柱上斷路器應優先選用體積小、容量大、可靠性高、維護工作量少、操作簡單的新型設備，如SF6負荷開關、真空負荷開關等，並留有配網自動化接口。電纜配電網環網設備形式多樣，有10kV開閉所環網櫃、高壓電纜分接箱、高壓配電室環網設備等。當配電網發生故障時，高壓環網設備能快速、有效地將故障點隔離，確保非故障段正常供電，實現配電網絡n-1的要求。
(5) 縮短供電半徑，提高功率因數，努力降低低壓電網線損率。在縣城電網建設改造過程中，應優先選用S9及以上新型低損耗變壓器，315kVA及以上變壓器要試點採用非晶合金配變。同時，應根據縣城電網負荷密度，合理布點、科學配置10kV配變容量，儘可能縮短低壓供電半徑，確保低壓供電半徑不超過350m(不含接戶線)。同時應注重低壓無功補償設備的配置，無功補償宜採用分散設定，分級補償，做到無功就地平衡。低壓無功補償容量一般按配變容量的5%～10%設計，對特殊用戶應根據實際功率因數大小、無功的分佈情況，採用線路、配變相結合的補償辦法，使補償後配變負荷功率因數達0.9～0.95。隨着城鄉電網"同網同價"的實施，低壓電網線損電量將佔總線損電量30%～35%，加強低壓電網管理，努力降低低壓電網線損率，將成爲電網管理的重點之一。
(6) 積極穩妥推進電壓時間型10kV線路饋線自動化建設，儘可能減少中壓配電網故障停電時間。電壓時間型10kV線路饋線自動化只需對現有的柱上斷路器進行改造，就可以就地完成故障隔離、恢復送電，不依賴通訊和主站系統，其方式投資少、可靠性高、執行方便、見效快，是目前提高架空配電網供電可靠性的有效途徑。經我局對兩條手拉手的10kV線路進行試點表明，該系統設備執行可靠、效益明顯。爲此，在縣城電網建設改造中應積極推廣使用。