农业型地区的电网建设

摘要：电网建设是供电企业所面临的重要工作，电网的好与坏直接影响供电企业的经营效益，该文就农业型地区级电网的建设问题，从长远的角度做了分析，提出了自己的看法，供同行交流。

关键词：电网；农业型地区；建设

中图分类号：TM727.1　　　　文献标志码：B　　　　文章编号：1003-0867(2007)06-0005-03

随着我国经济水平的不断提高，对电网的要求水平也越来越高，建设一个结构合理、运行指标优良的电网可以说是供电企业可持续发展的百年大计。地区级电网近年虽有大的发展，但仍然须完善和持续改进，以使电网效能不断最大化。本文“农业型地区电网”是指农电负荷为主的地区电网。

经过数年的努力，地区级电网已经基本初建规模，形成了以330(220)kV输电网为电源主供网络，以110kV输电网为地区主干骨架，以35(66)/10/0.4kV为三级配电网的供电网络，电网的传输能力基本满足了地区经济发展的需求。110kV电网已经辐射到各个县城乃至个别乡镇，35kV网络已经辐射到各个乡镇，10kV网络已经辐射到各个自然村。尤其是在农村电网改造后，农网10/0.4kV供电半径大大缩短，电压质量有了大幅度的提高，由于供电设施的质量得到了保证，使供电可靠性也有了大幅度的提高，满足了用户的需求，同时为供电企业带来了客观的效益。

1  地区级电网存在的问题

首先，尽管地区级电网已经初具规模，但不坚强，单线和单变配置、线径和配变容量偏小的情况依然存在，遇到特殊运行方式，很难保证向用户的正常供电。

其次，110kV系统变电站布点稀疏。从110kV变电站的布点情况来看，大部分县城已经建有110kV变电站，但由于负荷的发展，尤其是随着工业化程度的不断提高，新增的负荷点较多，而这些负荷点没有及时配置110kV变电站，只能用35kV系统供电，造成35kV系统供电半径超标，影响电压质量和网络运行的经济性。

第三，在配电网中，一是部分配电变压器的容量选的太大，造成大马拉小车；二是部分变压器容量选的太小，使变压器一直运行在过负荷状态。另外，配电网的无功补偿不足，尤其是10/0.4kV系统的分散补偿问题。配电网未全面开展带电作业项目，由于未开展带电作业，对提高配电网的供电可靠性影响很大。

2  问题分析

2.1 电网的安全水平

在近年地区级电网改造后，网络逐步坚强，整体安全运行水平有了明显的提高，随着管理水平的进一步提高，有效控制了大面积停电事故。尤其是在强化危险点预控和反事故措施工作后，系统运行的风险度大大减少，但从近年发生的事故情况来看，送电线路事故的次数远大于变电事故的次数，而雷电袭击线路对其绝缘影响很大，所以，大气过电压的防护要引起高度重视。由于网络的不断完善和发电容量不断增加，高压系统的稳定性大为提高，加之系统配置了安全自动装置，有效控制了大面积电压震荡和大面积的频率震荡。通过几年的技术改造和新技术的应用，电网的安全防护系统日趋完善，电网安全水平有了进一步的提高。

2.2 供电可靠性

在城农网改造后，110kV高压网的系统和元件可靠性有明显提高，由于加大了系统的盈余度，计划停电对系统可靠性影响不是太大，而主要是线路故障停电，对此要从提高线路绝缘水平方面来解决。雷电活动因地形、区域不同各有差异，应对雷电活动规律做进一步的探讨和研究，加强重雷区的防雷措施。对中压网而言，单线串级Ｔ接供电线路还很多，加之变电站接线未考虑旁路开关，停电几率相对110kV系统较大。在变电站实现综合自动化后，由于微机系统耐压水平特别弱，对二次系统的防雷保护显得优为重要。

2.3 电能质量

对频率而言，主要决定于系统发电能力和系统负荷，从目前地区级的负荷性质来看，根据工业化水平程度不同而各不相同。对工业化水平较高的地区，工业负荷所占比重较大，所以负荷率较高，负荷较平稳。对工业化水平不高的地区，农村负荷仍起主导作用，对负荷曲线的调整难度非常大。但随着工业化程度的不断提高，在工业负荷起主导作用时，负荷曲线的可调整度加大，负荷将趋于更加平稳。随着并网发电厂不断增加，系统频率的波动不会太大，但在供需不平衡时，频率可能降低，所以，地区级电网的频率受系统发电能力的影响非常大，为了保证电网安全，已经配置了低频减载装置，但只在110kV变电站投入，这样切除负荷量太集中，可以考虑在35kV变电站投入低频减载装置，分散切除负荷量，这样做对保证重要负荷非常有好处。

就电压而言，虽然目前没有大的谐波源，但随着工矿企业的增多，有可能出现波形畸变问题，从现在起要重视此问题，可以组织进行谐波测定，做到心中有数，并根据实际情况做好对谐波的抑制措施。对电压的调整手段有待提高，地区级电网的大多数变压器都配置无载调压，调压范围窄，而且有的调压开关调压范围选的不合适，造成有些点电压过高或过低。根据农电负荷波动大的特点，在选电压调压开关时，应适度放宽调压范围，并做好变压器无载调压开关的改造工作。

2.4 经济运行

对电网的经济运行需有一个提高认识的过程，在保证系统安全的前提下，优化电网运行方式，使系统经济运行，实现多供少损。在电网结构简单的情况下，经济运行的工作量不是太大，随着电网结构的日趋复杂化，运行方式安排对网损的影响就非常大，及时进行系统潮流计算，合理的安排运行方式，显得尤为重要。从长远看，由于高压输电的规模不断扩大，电网损耗有减少的趋势，但对中低压网的网损应该引起高度的重视，尤其是市级城区、县城城区电网，因为在电网改造后，这些电网的结构已经变得复杂化了。同时要大力开发用户潜力，让用户加大投入无功补偿的力度。从对地区的无功调查情况来看，无功仍然有很大缺口，其主要原因是在网改中，未及时安装电容器而造成的，所以，要加大无功补偿的力度。近年发现窃电现象非常严重，而且窃电手段非常隐蔽，防窃电仍是一项长期的工作。

2.5 电压等级的分析

地区电网现有电压等级为330(220)/110/35/10/0.4kV，共有五个电压等级。330(220)kV作为电源主供电压，110kV向区内各县供电，35kV向乡级负荷点供电，10kV向村（城区）负荷点供电，0.38/0.22kV为低压用电电压。随着地区经济发展，农村经济在近几年将有大的发展，农村用电量的递增速度会加快，同时负荷点的负荷密度会逐年上升。为了满足供需的平衡，同时考虑输送电能的经济性和可靠性，110kV电网规模（覆盖面）要进一步扩大，随着110kV电网结构的不断完善，110kV电网可靠性将有大幅度的提高。

对35kV系统而言，由于110kV系统的不断扩展，相应35kV电网的供电区域变得越来越少，鉴于系统运行的经济性和减少工程建设投资，建议简化电压等级，取消35kV电压等级。在取消35kV电压等级后，如果用10kV作为配电电压，由于10kV的供电半径有限，难以满足广大农村负荷点的要求，为此，需将10kV升压为20kV。关于20kV作为配电电压的可行性，有关资料已经做了详细论证，这里不再详细讨论。10kV线路的输送功率只有300～2000kW，一般供电距离为8～18km。20kV线路的输送功率可达800～5000kW，一般供电距离为15～35km。采用20kV供电有以下优点：在同样导线截面及电流密度等情况下，传送相同电功率时，其合理供电距离可增加近一倍；在相同供电距离及传送功率前提下，线路电压降及配网能耗约可减少一半，用20kV供电的技术已经成熟，我国有些地方已经使用。20kV线路对地距离与10kV无异，仅线间距离及导线对横担或杆塔等间距要求略大。在进行升压改造时，实践起来也并不困难，可利用原杆塔，仅调换绝缘子与横担即可（使线间距离由0.9m升至1.15m，若局部地段交跨距离不够时，可在原杆上加戴顶套）。20kV系统宜作非直接接地系统，可根据网络大小确定是否配置消弧线圈。

3   地区级电网长远发展的设想

3.1 电网经营的策略

努力挖掘区内电力市场，用高质量的服务，最大限度的满足客户要求，扩大售电量和提高用电增长率。电网高中低要协调发展，确保各级电网有足够的传输能力，最大限度的满足地区经济发展对电力的需求。

3.2 电压等级的确定

随着国民经济的迅速发展，区域负荷密度越来越大，网络损耗也越来越大，必须对现有的电网进行改造。进一步提高电网运行效率，根据地区电网的特点，建议简化电压等级，减少变电层次，提高配电电压，逐步实现330(220)/110/20/0.4kV的供电电压等级。

3.3 电源建设

地区电网应寻求多电源点支撑，充分发挥小水电资源，根据不同的电站装机容量，选择不同的电压等级接入系统，要加强对小电站的功率因数考核，以便向系统提供足够的无功，小电站要配置相应的安全装置。

3.4 网络建设

330(220)kV电网作为地区电网主供电网，要避免长期“孤岛运行”（即全区只有一个330kV变电站运行），要形成向区内主要负荷中心供电的网络结构，并尽可能和区外网络联络，形成多点电源支撑的局面。
现有110kV网络已经初具规模，县城和负荷较大的乡镇已经建有110kV变电站，但网络需要进一步完善，逐步形成双回路、环形接线，要加快110kV电网建设步伐，扩大110kV网络覆盖率。

取消35kV电压和10kV电压升为20kV的工作需要花费大量的资金，而且需要数年的时间，可以在新建的区域（或城区配电网改造）进行试点工作，并逐步进行改造。对新建的10kV线路要按20kV电压等级进行设计和施工（包括相应的配电设备），为以后的升压工作做好准备。对新建的35kV线路，如果和规划的110kV线路路径相同，可以按110kV进行设计和施工，暂按35kV运行，待条件成熟后进行升压运行。对乡级新建的35kV变电站征地面积按紧凑、小型化110kV变电站考虑，为以后升压提供足够的空间。为了减少线路走廊，对于规划为双回路的线路，可以按双回铁塔一次考虑设计施工，先上一回路，再根据负荷发展和资金情况架设第二回线路。

供电部门重点要保证供电可靠性和电能质量，同时要充分考虑用户接入后对系统的影响，如电网的安全、谐波、负载的冲击性、大电机向短路点提供反馈电流、无功潮流的流向等。

对负荷在2000kW以上的用户，建议用110kV系统供电。对人烟稀少、用户非常分散的地方，根据实际情况，可以考虑引进太阳能或风力电源。

3.5 经济运行

地区级电网110kV系统一般以放射性结构为主，主要做好变压器的经济运行，尤其做好变电站电容器的合理配置和投切工作。对地区市级城区配电网来说，配电网线损偏高，可采取的措施有以下几点：一是城区10kV配电网低压补偿严重不足，应积极开展无功分散补偿工作。二是由于近年城区发展速度较快，网络规模迅速扩大，在网改后电网结构复杂化，运行方式相对灵活，所以要进一步优化运行方式，确定比较经济的基本运行方式，合理选择开环点，尤其要控制好用户电压水平。三是合理配置配电变压器，根据负荷的变化，及时调整负荷点的配电变压器容量，防止大马拉小车和过负荷运行现象的发生，基本保证配电变压器工作在经济运行区。

3.6 供电可靠性

加快电网建设步伐，进一步完善电网结构。目前，地区级电网的网架相对比较薄弱，无论从传输能力，抵抗事故的能力来讲，都有待进一步完善。开展10～35kV系统带电作业，推广配电系统自动化，推广在线诊断和监测的应用。

3.7 安全防御体系的建立

随着330kV和110kV电网规模的不断扩大，事故几率增大，为了防止事故扩大和电网事故，必须建立综合安全防御体系。首先，构造合理的网络结构，从结构上提高电网的抵抗事故能力，加快330kV、110kV系统电网建设步伐，完善电网结构。定期分析电网的薄弱环节，评估安全防御水平，制定相应的对策。其次，合理完善继电保护配置，把保护安全装置功能和系统实际有效的结合起来，达到保护效能最优化。第三，加强调度运行管理，建立统一的事故处理预案及应急机制。

3.8 设备选型

设备选型是保证电网安全运行的前提，尤其在目前市场有待完善的情况下，各种假冒伪劣产品进入电力设备销售市场，要进行慎重的市场调查，既要考虑设备的先进性，又要考虑合理的性价比和质量的稳定性。应把产品质量作为第一要素来考虑，大力推广节能，并应用免（少）维护设备。
3.9 输电线路的改造

由于输电线路经过数年的运行，线路弧度增大，在特殊情况下，安全距离不够而造成放电现象，需对线路进行改造；对线路绝缘子的爬距不够的问题，应采取加强绝缘的措施。对重雷区要加装避雷器等防雷设施，积极推广GPS巡线系统、地理信息系统及雷电定位系统的应用。

3.10电网的科技进步问题

现代化的电网必须用先进的科学技术来支撑。为了更好的控制电网，使电网功效最大化，必须依靠科技进步。首先，随着电网的快速发展，软件在电网中的应用会越来越多，采用先进成熟的软件就显得尤为重要，要积极推广可靠成熟的应用软件。其次，由于电能传输的瞬时性，决定了控制系统的快速性，必须由计算机控制系统来完成，积极应用以先进软件支持的各类计算机控制、在线监测系统。第三，各种计算机控制系统的互连，实现资源共享。第四，新概念变电站的引入。第五，紧凑型线路的应用。第六，节能设备的推广应用。

4   地区级电网的前景瞻望

完全可以想象，经过电力工作者的不懈努力，再过数十年，地区电网将会有较大的发展，330（220）kV网架基本形成，110kV电网辐射到主要乡镇，20kV配电网辐射到各个自然村，一个结构合理、设备可靠的330（220）/110/20/0.4kV、各级电网协调、运行指标优良的电网将形成，这会对地区经济发展乃至区域电网的安全运行做出更大的贡献。