中壓配電網升壓改造應慎行

【摘 要】伴隨克拉瑪依油田及油城的快速發展，油城城區及附近油田用電負荷較快增長，現有6kV中壓配電網已逐漸不能很好地適應快速增長的用電需求，采用10kV較6kV的優越性逐漸顯現。但克拉瑪依城區及周圍油田配電網已具有一定規模，將配電電壓由6kV全部過渡到10kV已非常困難，升壓改造應慎行。提高中壓配電網供電能力不一定要升壓改造，提高中壓配電線路線徑來提高配電網供電能力也是一條有效途徑。

【關鍵詞】老城區 油田 中壓配電網 升壓改造 線徑

1 問題的提出

由于歷史的原因，克拉瑪依城區中壓配電電壓一直是6kV。伴隨克拉瑪依油田的發展，克拉瑪依城市的快速發展，人民生活水平的不斷提高，克拉瑪依市區及附近油田的用電呈現出較快的增長。隨著城區負荷密度大幅增加以及城區供電范圍（包括附近油田）的不斷擴大，現有中壓配電采用6kV電壓的劣勢逐漸顯現，主要問題是6kV較10kV在同樣供電線路情況下，供電能力和范圍都要小很多，特別是克拉瑪依老城區（主要指克拉瑪依河以北區域）道路狹窄，用地緊張，建設新的電源變電所存在選擇所址難的情況，而采用10kV較6kV有很多的優越性，可以減少變電所的數量、提高供電能力、提高供電半徑等。于是有人提出了對老城區6kV配電網進行10kV升壓改造的設想，但克拉瑪依城區及附近油田電力網建設已經幾十年，具備相當規模，如果進行升壓改造，會帶來哪些問題，是否可行，本文將對此進行詳細分析和論證。

2 克拉瑪依老城區及附近電網情況

克拉瑪依城區及附近油田經過幾十年的電力建設，電力網已具有一定規模：具有樞紐性質的110kV變電所3座：北郊110kV變電所（2×25MVA）朝陽110kV變電所（2×31.5+1×20MVA）、昆侖110kV變電所（2×31.5）；35kV變電所3座：風華變（2×8MVA）、三號變（2×8MVA）、南郊變電所（2×12.5MVA）。

克拉瑪依老城區6座變電站所帶的6kV線路覆蓋了整個克拉瑪依老城區及周邊附近油田，供電范圍東西約6km，南北約6km的范圍。據粗略統計：有6kV電纜線路370km，6kV架空線路151km。6kV配電變壓器1100臺，總容量達304MVA，最大供電負荷達到80MW。

由此可見，克拉瑪依老城區6kV中壓配電網已具有比較大的規模。

3 國內城市及克拉瑪依配電網電壓等級情況

在我國，城市配電網電壓等級在解放初期比較多，到70年代末已逐步統一到10kV，只有少數礦區城市有少量3.3kV以及6kV等等。

在克拉瑪依，6kV電壓等級是歷史原因形成的，克拉瑪依電網是伴隨克拉瑪依油田的開發建設而發展起來的，由于最初克拉瑪依油田高壓大容量用電設備如注水電機等設備要求6kV電壓，這樣就決定了克拉瑪依的中壓配電為6 kV電壓，直到90年代初，隨著10kV高壓電機的出現，10kV電壓等級才逐步在油田采用，在新開發的油田均采用10kV電壓等級，老油田維持6 kV電壓等級，而當時的克拉瑪依城區用電規模比較小，因此克拉瑪依城區配電電壓等級也一直沿用6 kV未變。直到近些年隨著克拉瑪依市城南新區（大體在克拉瑪依河的南部）的開發建設，該區域的中壓配電網采用10kV，但老城區目前維持6 kV中壓配電。

4 6kV配電升壓10kV的優越性

（1）提高電壓等級，可提高網絡傳輸能力：在同等線路規格情況下，升壓10kV后線路輸送容量較6kV供電能力提高約0.67倍。（2）提高電壓等級，可提高供電半徑：在同等負荷情況下，升壓10kV后線路輸送距離較6kV提高約0.67倍。（3）提高電壓等級，可提高電壓質量：電壓升至10kV，在同等負荷情況下，電壓降減少64%。（4）提高電壓等級，可降低線路損耗：在同等負荷、同等線路規格情況下，線路損耗降低64%。

從以上數據可以看出，10kV配電電壓確有其優越性。

5 對油城老城區及附近電網進行6kV升壓10kV的改造存在的主要問題

盡管10kV配電電壓較6kV有很多優越性，但如果對油城老城區及附近電網進行6kV升壓10kV的改造會存在哪些問題？

5.1 改造工作量巨大、投資巨大：

從整個城區機附近油田6kV升壓10kV的改造所需要工作量看，需完成城區3個110kV變電所和3個35kV變電所的改造（需更換主變、所用電變、電壓互感器、避雷器及6kV電纜等）、城區150km的6kV架空線路的改造、更換98km的6kV電纜線路、更換1100臺6kV配電變壓器（容量為50-1600kV），更換4500組6kV避雷器的更換等等。克拉瑪依城區電網建設幾十年，一步步發展起來，并且具有相當規模，對整個城區及周邊油田進行大規模的改造，可以說，改造工作量急投資很大。

5.2 允許施工改造期短，情況復雜、操作難度極大，供電安全可靠性難以保證，影響城市建設

從時間上看，克拉瑪依城區高峰負荷出現在夏季和冬季，春秋兩季負荷最低，從目前城區六個變電所情況看，負荷高峰期每個變電所所帶負荷都處在高負荷率狀態，變電所主變及配電線路并不具備滿足“N-1”準則的供電條件，此時變電所之間所帶負荷難以相互轉移，由于城區不能較長時間停電，因此為保證城市供電，城區變電所的改造不適合在夏冬兩季，比較合適的時間在春季（4月-6月中旬3個月）和秋季（9、10兩個月），完成如此巨大的工作量需在這5個月進行。在這么短時間要完成這么大工作量的改造難度很大。從以上分析可以看出，要在當年完成這么復雜而且工作量巨大的配電網升壓改造幾乎不可能，只能逐年分期實施，逐年進行。為減少停電時間，必然是邊改造，邊運行，這樣必然形成6kV和10kV都在同時運行的復雜局面，由于6kV和10kV都同時在運行，一旦哪條線路故障，變電所及所帶線路之間難以相互支援，城市供電安全可靠性難以保證，給運行安全管理帶來很大安全隱患，將給城市建設及市民的日常生活將帶來非常大的影響。

5.3 對于重要用戶如醫院、銀行等重要用戶，安全風險很大

對于重要用戶如醫院、銀行、郵電等，用電負荷大都一二類，不允許停電，在改造中保證這些用戶供電可靠性難度很大。很多高層建筑用戶，變配電設施在地下室，對變壓器等較大型電氣設備進行更換，安全操作難度很大。

5.4 電纜線路施工會造成全市大面積開挖改造，市民正常生活將受到較大的影

由于升壓改造牽涉到克拉瑪依整個老城區，所有6kV電纜線路都必須更換10kV電纜，帶來的問題是改造好的道路、綠化好的小區又要重新大面積的地面開挖、修復，需大量的協調工作要做；造成重復建設，將給全市人民的正常生活帶來非常大的影響。

5.5 更換大量的變壓器等全新設備，浪費嚴重

升壓改造需更換老城區及附近油田所有6kV電壓等級的變壓器，包括110kV、35kV及6 kV變壓器，容量由30kVA-31500 kVA，老城區大部分變壓器為315 kVA -630 kVA，油田大部分容量大都在30kVA-160kVA以下，總數量超過千臺，非常浪費。有人說可以將更換下來的變壓器用于油田以后要建設的6kV配電網，但實際上能適合用的數量很少，因為油田需要大量是油區配電變壓器，容量大都在160kVA以下，超過160 kVA的基本是油田的一些站場（如轉油站、原油處理站的、注水站等各類站場），但數量相對很少，因此大部分很難找到去處，造成設備閑置，浪費嚴重。

5.6 影響城區周邊的油田生產

由于黑油山低效油田等區域由老城區變電所供電，6kV升壓10kV改造中，周邊的油田也必須同時進行10kV升壓改造改造，會給油田生產帶來一定影響。

因此，綜合以上分析，在經過幾十年電力設施建設的電網進行大規模的升壓改造是一件非常復雜而且安全施工操作上要求非常高的事情，安全上也存在很大的風險。

6 提高中壓配電網供電能力并不一定非要采取升壓改造的辦法，采取提高中壓配電線路線徑來提高配電網供電能力也是一個非常有效措施

盡管升壓改造是提高克拉瑪依老城區中壓10kV配電線路的供電能力有效措施，但鑒于克拉瑪依老城區的實際情況以及以上分析的在升壓改造中將存在的主要問題及安全風險，筆者認為不一定非要采取提高電壓等級的辦法來提高中壓配電網的供電能力。可以采取以下措施：

（1）加大配電網導線截面，提高配電網供電能力：由于克拉瑪依城區并不大，之所以出現中壓配電網的供電能力不足的問題，主要是克拉瑪依老城區 6kV配電網6kV配電線路主干線截面小，適應性差的問題，如相當一部分架空線路是95mm2架空絕緣線，如果將其改造成單回185 mm2或雙回185 mm2架空絕緣線路，或根據具體情況采用大截面電力電纜（如185mm2、240mm2、300mm2、400mm2銅芯電纜），供電能力將大幅提高。（2）增加并列線路，提高配電網供電能力。根據具體情況增加等截面、等距離的線路并列運行，供電能力提高一倍。（3）新建配電干線采用大截面線纜（如185mm2架空絕緣線、240、300、400 mm2銅芯電纜，這種供電方式即可很好解決6kV電壓等級供電能力和供電半徑偏低的問題。

以上措施均可解決6kV電壓等級供電能力和供電半徑不足的問題，這種措施的最大優點是老城區現有6kV電氣設施都可以充分利用，不浪費資源、節約投資。事實上，克拉瑪依老城區絕大部分6kV電氣設施是滿足供電需求的，完全沒必要通過升壓改造將這部分設施更換掉，從而造成浪費，也可避免升壓改造帶來的安全風險。對于不滿足供電要求的配電網通過更換大截面線纜以及增加新建大截面線纜的措施來解決。這樣做對城市的用電、市民生活及城市的建設發展影響相對較小，同時也解決了老城區6kV電壓等級供電能力和供電半徑不足的問題。

7 結語

綜上所述，將克拉瑪依老城區及附近油田配電電壓由現在的6kV全部過渡到10kV電壓等級已非常困難。升壓改造工作量非常巨大；改造難度和復雜性也非常之大；在施工中，其安全性及邊施工邊運行的供電可靠性很難保證，存在較大的安全風險；整個改造，更換下來110kV、35 kV變壓器及大量6kV變壓器、電纜等設備難找到去處，造成大量電力設施閑置，浪費嚴重。這樣的改造對城區的用電、市民的生活及城市的建設發展，都將受到很大的影響。

由于升壓改造在投資很大而且存在很大安全風險，因此筆者認為，克拉瑪依老城區及附近油田進行中壓配電6kV到 10kV的升壓改造應慎行。筆者的建議是對于克拉瑪依老城區及附近油田，仍維持目前現有6kV中壓配電格局。針對目前克拉瑪依中壓配電存在的主要問題如6kV配電網主干線截面小，適應性差的問題，可采用新增大截面6kV線路與改造現有6kV線路由小截面為大截面或采用增設并列回路數的辦法來解決。對于新開發的電力需求較大而地理位置又相對獨立的區域，采用10kV中壓配電是比較適宜的。

參考文獻：

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[4] 丁山.翟世隆，電網線損實用技術問答.中國水利水電出版社.

作者簡介：鄭志先（1964—），男，河北人，大專，工程師，研究方向：電氣。