對當前城市電網建設和改造中若干技術熱點問題的思考

徐晉躍

【摘 ?要】城市電網是城市的重要基礎設施，并在我國電力系統中占據重要地位。隨著社會經濟水平的不斷提高，工業發展迅速，人口數量也不斷增多，這使得城市的用電量激增，用電需求不斷增加，城市的用電負荷因此快速增長。但是，由于以往偏重電源建設，而忽略了城市電網的構架建設，以致現在城市電網建設存在嚴重滯后的問題。

【關鍵詞】城市電網;改造;技術

在城市現代化建設中，電網是其中最為重要的基礎設施之一，并是現代化城市發展和進步的重要支持力量。保證城市電網擁有優良的電能質量和較高的安全可靠性，是促進城市經濟發展和提高人們生活質量的重要基礎。但隨著城市經濟的快速發展，城市人口和面積不斷增加和擴展，而已建成的城市電網已不能滿足快速增長的用電需求。這對城市電網建設提出了更高、更新的要求。分析城市電網中存在的主要問題，并進行城市電網改造成為當務之急。本文總結了我國城市電網中存在的主要問題，并提出了進行城市電網改造的技術措施，以期能為提高城市電網建設水平有所啟示。

一、當前我國城市電網中存在的問題

由于上個世紀末我國著重進行電源建設，而忽略了城市電網的構架建設，以致現在很多城市的電網建設存在諸多突出的問題，主要有以下幾種。

1配電網絡電源點滯后于城市建設發展

隨著城市規模的不斷擴大，配電網絡電源點容量以及電能輸出受到不同程度的限制，并以配電線路傳輸通道受限最為顯著，導致城市規劃出現不相適應情況，表現為：使用架空線路受環境條件限制;改用地下電纜，但投資和施工條件不允許;而使用架空絕緣導線，又會提高網絡的復雜性等。城市用電負荷的不斷增長，而相關的電力配套建設卻滯后，存在線路長、供電半徑大、線損率高、高耗能設備多等問題。一些城市的電網損耗甚至高達10%以上，形成大量的電能浪費。

2城市電壓質量偏低

一些城市的電壓質量還比較低，如10kV母線電壓的合格率僅為85%～91%，綜合電壓合格率還未達到94%。另外，晝夜電能需求差別大，城市電網的后夜電壓存在偏高、電網感性無功補償配置不足等現象，從而造成諧波損耗，使輸電、發電和用電設備效率下降，也導致電纜、電容器等設備出現壽命縮短、絕緣老化、過熱等，加重了電能的損耗。此外，隨著多種電力電子裝置的普及，造成比較嚴重的電網諧波污染，也是應引起注意的問題。

3配電結構存在不合理現象

配電結構不合理表的現象主要是建設初期遺留下的問題，隨著城市建設的發展而逐漸顯現出來。網絡不合理，使得一些變電站出現輕負荷或過負荷現象，這些現象的存在均會加重變壓器電能的損耗，也會加速設備的老化。

4設備較為陳舊，技術水平不高

雖然近年來一些城市自主開發或引進了一些新技術和新設備，在一定程度程度上提高了城市電網的技術水平。但整體而言，城市電網的技術水平還比較低、設備比較陳舊。尤其是配電網設備普遍比較陳舊，大量老式油斷路器、小截面老化線路還在繼續使用。一些城市，如重慶、南京、武漢等城市電網中的送配電設備甚至運行有40年以上，電網損耗現象嚴重。

二、城市電網改造技術措施

1對電力網進行升級改造

應根據城市的實際情況以及發展遠景對城市電網進行升級改造。盡量減少變壓層次，并逐步提高配電的電壓等級，但一般不超過4個電壓等級，以對配電網進行更好的管理。而根據《城市電力網規劃導則》的規定，220/380V為低壓配電電壓，10kV為中壓配電電壓，110、63、35kV則為高壓配電電壓，220kV為送電電壓?？梢?20kV為基礎目標，只采用低、中、高壓中的一級，不能出現重復降壓，并逐步取消非標準系列的電壓等級。經過升壓改造后，電壓等級得到簡化，降壓層次減少，因而能達到較好的降損降耗效果。同時，增加變壓器布點，可提高電壓合格率。

2建設城市高壓配電網

城市高壓配電網一般指的是110kV級的配電網，為保證城市中低壓配電網的可靠和安全，擁有一個合理、可靠的110kV網架是重要的物質基礎。建設城市高壓配電網，應以優化電力網絡為主要目標。具體而言，應做到：①調整110kV網絡結構。很多城市中的110kV配電網主要是環形供電網，且110kV變電站之間具有電能轉換功能，這導致保護配置的復雜化，需要進行頻繁的運行操作，電能可靠性較低。因此，需要進行110kV網絡結構調整。可在原有110kV線路的基礎上，并依據220kV電源點位置進行調整。對110kV網絡接線進行簡化，促使110kV網絡結構向星形網絡方向發展，接線方式則盡量避免出現“T”接方式。對于新建的110kV變電站，應根據終端型進行考慮，保留部分110kV聯絡線路。通過110kV網絡結構的調整，提高城市高壓配電網的靈活性和可靠性。②增加220kV變電站的布點。110kV線路要深入城市的負荷中心，則需要有220kV線路發揮骨架的作用。經濟條件許可的情況下，可增加220kV變電站的布點，促使110kV供電網絡結構有更可靠的供電支撐。③適當增加110kV變電站的布點。電力需求量越大，對供電的可靠性要求就越高，提升110kV變電站主變容載比是必經之路，此時，必然需要增加110kV變電站的布點。新建的變電站應有2到3路的電源接線，有3臺主變壓器配置，主變容載考慮2.0，按主變容量的25%配置無功容量。同時，割接原有變電站10kV的負荷，采用單母線4分段接線方式，盡量提高老變電站的主變容載比，實現負荷轉供功能逐漸轉移到10kV配電網上的目的。

3改造中低壓配電網

改造城市中低壓配電網，應以本地區電網規劃作為指導性文件，并以提升供電質量和供電能力為主要目標，采取分期分批進行的方式。首先，應明確功能的范圍。根據高壓變電站運行管理的需要、負荷密度、分布以及城市行政分區，將分區配電網分為若干個獨立的分區，各分區配電網應確定供電范圍。隨著變電站站點的不斷增加，配電網絡也應進行相應的調整?？刂坪弥袎号潆娋W的供電半徑，同時，中壓配電網覆蓋范圍也應相應擴大。其次，盡量使低壓配電網的接線簡單化，保證低壓配電網的安全性和可靠性。低壓配電線路應采取放射式結構（以配電變壓器為中心），在與相鄰的配電變壓器之間可設置一個聯絡開關，以便在出現事故時可進行倒閘操作。另外，使用公用配電變壓器時，可考慮裝上無功補償裝置。

4 改變城市電網規劃信息數據采集模式落后的狀況

城市電網規劃的重要依據是基礎數據的收集，城市電網規劃過程中涉及的信息數據很龐大、復雜，要求對城市各個方面的建設情況進行有效的信息搜集、整理，同時還必須考慮當地的經濟發展水平和人們生活水平狀況、信息收集的準確性和及時性對城市電網的規劃影響很大，但現階段我國大部分城市電網規劃的數據的采集仍然是靠人工的手段，采集的數據有很大的不確定性，無法為科學的城市電網規劃提供有力支持。

結語

對城市電網進行改造，直接關系到城市的發展、安全以及資源配置等多方面的問題，城市電網改造技術措施的優劣同時也反應的是一個城市市政建設的綜合水平。因此，應注重城市電網的改造工作，摒棄傳統單純依靠設備換代的改造觀念，而更加主動、積極地進行超前規劃和控制，推動城市電網建設的步伐。

參考文獻：

[1]高兵，蘭佳，郝權軍.城市供電網的優化設計[J].電源技術應用，2013.

[2]黃佳珍.城市電網規劃改造與智能電網[J].科協論壇（下半月），2013.

（作者單位：國網山西省電力公司呂梁供電公司）