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浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）题 目县城电网规划的探讨 专 业06秋电气工程与自动化学习中心磐安学习中心姓 名 陈刚学 号 D20607420008 指导教师金红波2008年4月17日摘要我所在的磐安县地处浙江省中部，是一个经济欠发达地区。由于经济水平、供电能力等影响，县城电网存在设备容量小，导线截面细，电能损耗大，网架结构不合理，设备技术落后等问题，达不到安全、优质、经济、可靠的要求。县城电网建设改造工程是一、二期农网改造工程的继续和发展，如何做好县城电网的规划与设计，使有限的建设改造资金发挥最大的效益，既完成县城电网改造任务又着眼于未来城市的发展空间，避免重复建设，是我们电力企业的重要课题。特别是2008年初的50年一遇冰灾，对电力线路、设备的严重破坏，使我们面对以往的电网规划设计标准的不足，各级领导要求要提高电网规划设计标准。现仅以磐安县电网规划的一些设计思路与大家进行探讨。关键字：县城；电网规划；探讨；目录摘要2目录3一、概述4二、县城电网需要解决的矛盾4（一）、供电能力不足与生产、生活等用电迅猛增长之间的矛盾4（二）、电网运行能力不足和供电可靠性之间的矛盾5（三）、电网薄弱、技术设备落后影响供电能力的矛盾5三、县城电网的特点5四、电网规划的方案6（一）、简化电压等级层次，提高可靠率6（二）、强化10千伏配网，完善网架结构6（三）、提高绝缘化程度，提高安全系数7（四）、使用新型设备，减少工作量7（五）、减少供电半径，提高功率因数7（六）、提高自动化程度，减少故障处理时间8五、县城电网改造后的效果8六、参考文献9一、 概述我所在的磐安县地处浙江省中部，是一个经济欠发达地区。由于经济水平、供电能力等影响，县城电网存在设备容量小，导线截面细，电能损耗大，网架结构不合理，设备技术落后等问题，达不到安全、优质、经济、可靠的要求。县城电网建设改造工程是一、二期农网改造工程的继续和发展，如何做好县城电网的规划与设计，使有限的建设改造资金发挥最大的效益，既完成县城电网改造任务又着眼于未来城市的发展空间，避免重复建设，是我们电力企业的重要课题。特别是2008年初的50年一遇冰灾，对电力线路、设备的严重破坏，使我们面对以往的电网规划设计标准的不足，各级领导要求要提高电网规划设计标准。现仅以磐安县电网规划的一些设计思路与大家进行探讨。二、县城电网需要解决的矛盾 随着居民生活水平的提高，大量家用电器进入寻常百姓家，居民用电负荷增长迅猛，而随着投资环境、消费环境、政策环境的改善，工商服务业等电能消耗也大幅度增加，县城电网负荷暴露出许多问题：（一）、供电能力不足与生产、生活等用电迅猛增长之间的矛盾 由于承担城区供电任务的只有一座变电所，且系统容量偏低，出线回路少，供电半径长，导线截面小，造成电能质量差。随着经济的发展，各行各业对电力的依赖性越来越大，对电能的要求越来越高，特别是迎峰度夏期间高峰负荷增长迅猛，电网压力大，用电同时率明显增大，到一条馈线。使供用电矛盾越来越突出。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7080。随着县城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，居民家庭生活用电量也迅速增加。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，用电高峰陡增，电力不足矛盾突出。这样的增长速度给县城电网带来了很大压力，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。（二）、电网运行能力不足和供电可靠性之间的矛盾 县城高、中压配电网络结构薄弱，多为辐射网，供电可靠性较低。目前县城电网110kV高压配电网络仍比较薄弱，单主变、单回路供电，变电所之间转供电能力差，保护配置复杂，安全水平较低等。全局110kV变电所多为单主变或单电源供电。目前中压配电网络多为辐射网，环网供电方式极少，负荷转移能力差。遇有线路检修或故障抢修，整条线路只能停运，既减少了供电量又增加了线路损失，供电可靠率不高。县电网供电区内的l0 kV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2025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。（三）、电网薄弱、技术设备落后影响供电能力的矛盾配电设备普遍陈旧、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。县城电网电能质量低，线损率居高不下，企业供电效益较差。由于县城用电负荷高速增长，现有中压配电网因导线细、回路数少，配变布点不足、无功补偿容量欠缺等原因，县城电网电压合格率普遍较低。如2007年县城10kV配网电压合格率为95.73%99.31%，而低压电网电压合格率更低。同时，因10kV网架不完善，县城中压配电网线损率居高不下。县城电网技术落后，设备陈旧，自动化水平低下。目前县城电网技术、设备普遍落后，虽然近几年引进并使用了一些新技术、新设备，但与国内外先进城市相比差距很大，设备档次普遍较低，自动化水平不高。如2006年县城10kV配网电缆化率只有13.5%，绝缘化率为30%(含电缆)。县城配网自动化还处于规划阶段。三、县城电网的特点县供电局从规划设计的源头把好城网改造质量关，适度超前，科学规划相对农村电网，县城电网具有以下特点： （1）负荷密度高。城市人口稠密，厂矿企业集中，必然构成了高密度的用电负荷。这要求配电线路导线选取时考虑较大的线径。（2）线路走廊紧张。人行道、绿化带一般是线路的主要通道，但因宽度有限，势必要求同杆多回路架线，同时拉线也是一个不容忽视的问题。（3）供电可靠性要求高。城市一、二类负荷集中，停电将造成较大的社会影响和经济损失，故要求较高的供电可靠性。 （4）绝缘化率要求高。根据城市发展趋势，架空电力线路入地电缆化是大势所趋，电缆化率将是表征一个城市品位档次的主要指标。 （5）安全性要求高。因城市空间利用率高，电力线路与建筑物、活动场所距离相对较近，误碰误触可能性大，因此设计时要充分考虑安全裕度。因上述特点，使县城电网的规划、设计相对具有一定的特殊性。四、电网规划的方案（一）、简化电压等级层次，提高可靠率简化110kV电网，减少电压等级，优化高压配电网络结构。随着220kV系统网络的发展与完善，其供电可靠性有了很大提高，特别是近几年，新技术、新产品在电力系统中的广泛应用(如SF6断路器、全封闭组合电器及微机保护等)，以及网络结构、网络布局日趋合理，增强了供电区域之间互为备用能力，减轻了对单个变电所可靠性的依赖，为简化110kV高压配电网提供了有利条件。根据城市电力网规划设计导则，结合本地区高压配电网结构，110kV城(镇)变电所一般按终端变设计，一次接入系统以线路变压器组或双T内桥接线为主，单台主变容量选用4050MVA，最终主变规模23台，按n-1电网供电安全准则配置。简化电压等级，减少电压层次，减少重复降压，有利于县城电网的管理和经济运行，高压配电网将逐步取消35kV电压等级，原则选用220/110/10kV电压等级。 （二）、强化10千伏配网，完善网架结构强化10kV配电网建设，中压配电网尽量做到环网接线、开环运行，提高配电网络供电可靠性。中压配电网承担着向千家万户直接供电的任务，是县城电网最重要的组成部分，近几年，由于投资体制等原因，中压配电网的建设明显落后于高压电网的发展，强化10kV配电网建设已迫在眉睫。中压配电网一般按辐射网和环网2种形式设计，在县城电网建设改造过程中尽可能按环网方式考虑，一般以单环网设计，对市中心区或负荷密度较高的供电区域以双环网为主。中压环网线路应设置若干个分段点(负荷开关或开闭所)，一般以34段为宜，每段10kV线路装接的配变容量控制在25003000kVA以内，如10kV线路装接总容量超过10000kVA应首先采取分流措施，以满足中压配电网n-1安全准则要求。 10KV电源深入负荷中心。改变以往以低压配变网为主体的供电方式，按照“小容量，多布点”的原则，通过与新增公变的方式，将以前48台公用配变增至148台，用10KV架空线路或电缆代替低压低压干线直接送入负荷中心，使低压供电半径全部控制在400米以内，将低压侧的大电流转到10KV侧，使线损、电压降及故障率大幅度降低。既满足了当前的电网需要，又为远期发展留下空间。 10KV电网采用“手拉手”方式运行。在原单一的辐射方式供电的基础上，新增8条10KV线路，并对各条线路采用“手拉手”方式供电，分段运行，新建5座环网开闭所，7台环网柜，10台分段真空开关。使10KV配网线路的网架结构得到极大的完善。从而大大的提高了县城的供电水平。（三）、提高绝缘化程度，提高安全系数提高县城电网线路电缆化、绝缘化率，是县城电网建设与发展的方向。随着城市的建设与发展，负荷密度的提高，在架空线路通道受限制情况下，解决高负荷密度地区(市中心区)供电的途径不能只靠增加导线截面，此时唯一办法是实现线路电缆化。由于电缆化建设投资大、涉及面广，在建设资金严重短缺情况下，应以县城电网发展规划为指导，分步实施，量力而行，对高负荷密度的市中心区、商业密集区应结合老城改造逐步实行电缆化建设，在老城改造过程中应尽可能敷设好电缆管线，条件不允许的，应留有足够的电缆线路通道。 （四）、使用新型设备，减少工作量科学规划环网点，合理选择环网设备，努力实现配电网n-1安全准则。架空配电网以柱上分段断路器作为环网设备，柱上断路器应优先选用体积小、容量大、可靠性高、维护工作量少、操作简单的新型设备，如SF6负荷开关、真空负荷开关等，并留有配网自动化接口。电缆配电网环网设备形式多样，有10kV开闭所环网柜、高压电缆分接箱、高压配电室环网设备等。当配电网发生故障时，高压环网设备能快速、有效地将故障点隔离，确保非故障段正常供电，实现配电网络n-1的要求。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。（五）、减少供电半径，提高功率因数 缩短供电半径，提高功率因数，努力降低低压电网线损率。在县城电网建设改造过程中，应优先选用S9及以上新型低损耗变压器，315kVA及以上变压器要试点采用非晶合金配变。同时，应根据县城电网负荷密度，合理布点、科学配置10kV配变容量，尽可能缩短低压供电半径，确保低压供电半径不超过400m(不含接户线)。同时应注重低压无功补偿设备的配置，无功补偿宜采用分散设置，分级补偿，做到无功就地平衡。低压无功补偿容量一般按配变容量的5%10%设计，对特殊用户应根据实际功率因数大小、无功的分布情况，采用线路、配变相结合的补偿办法，使补偿后配变负荷功率因数达0.90.95。随着城乡电网同网同价的实施，低压电网线损电量将占总线损电量30%35%，加强低压电网管理，努力降低低压电网线损率，将成为电网管理的重点之一。根据国家电网公司关于下发国家电网公司农村电网电压质量和无功功率管理办法的精神，我县采取坚持全面规划、合理布局，集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压为主；调压与降损相结合，以降损为主。我们县局主要采用四级无功补偿方案：一级是变电站采用高压集中补偿方式，cos控制在0.95以上；二级是10kV线路采用两个2/3法的高压补偿方式，cos控制在0.95以上；三级是台区低压分组补偿方式，cos控制在0.9以上；四级是低压随机补偿方式, cos控制在0.85以上。做到分级补偿、就地平衡。进一步减少电网送、售两端的电压降，从而改善电能质量降低了损耗，实现了最科学、最合理、最经济的运行方案。（六）、提高自动化程度，减少故障处理时间积极稳妥推进电压时间型10kV线路馈线自动化建设，尽可能减少中压配电网故障停电时间。电压时间型10kV线路馈线自动化只需对现有的柱上断路器进行改造，就可以就地完成故障隔离、恢复送电，不依赖通讯和主站系统，其方式投资少、可靠性高、运行方便、见效快，是目前提高架空配电网供电可靠性的有效途径。经我局对两条手拉手的10kV线路进行试点表明，该系统设备运行可靠、效益明显。为此，在县城电网建设改造中应积极推广使用。 使用SHJ-111翻牌发光接地短路四合一故障指示器安装在10