广东台山市配电网规划、建设、运维策略研究与实践

摘要：文章结合广东台山供电局的供电区域性质，分析了不同区域的配电网规划、建设、运维的思路，对配电网的目标网架进行了分析及推荐，并以分区供电模式优化中心城区配网接线；给出了抗风加固、长距离及小水电线路的改造建设方案，总结了运行线路防雷及故障快速定位的方法，为县级配电网规划、建设、运维策略提供建议及指导。

关键词：配电网规划；配电网建设；配电网运维

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0143-03

广东台山市毗邻港澳，地处珠江三角洲西南部，总面积3286km2，海（岛）岸线649.2km，辖管16个镇、1个街道办事处、1个华侨农场。全市人口98万，人均GDP在3万元左右，超过一半为农村人口，在县级配网中很有代表性，本文对台山配网规划、建设、运维策略进行了研究与实践。

1 配电网规划策略

根据城市规划及负荷密度将台山市供电区划分为D、E、F三类，D类为一般城区，负荷密度为5～10MW/km2；E类为郊区、镇区，负荷密度为1～5MW/km2；F类为乡村，负荷密度小于1MW/km2；配电网的目标网架应在满足供电可靠性的前提下力求简洁，便于操作维护。同一类供电区域的配网结线方式应统一。D类供电区宜满足N-1，网架典型结线方式为三供一备、两供一备、“3-1”环网、“2-1”单环网；E类供电区可满足N-1，网架典型结线方式为“3-1”环网、“2-1”单环网；F类供电区N-1不做要求，网架典型结线方式为单回辐射、“3-1”环网、“2-1”单环网。

D类供电区在负荷发展初期一般采用“2-1”单环网，两条馈线之间设一个联络开关，线路负载率控制在50%以下；当负荷发展后，可形成两分段两联络的过渡网架结线方式，将线路分成两段，具有两个联络点；过渡期间，允许一条线路最多同时与两条线路连在一起，最终可过渡到“3-1”环网典型结线模式，线路最终负载率控制在67%以下；对邻近两条或三条线路负荷较重，采取“2-1”、“3-1”环网结线困难时，可采取三供一备、两供一备结线，每条主线路负载率可提高至100%；农村低负荷密度地区，一般采用辐射状结线，为缩小事故和检修停电范围，单电源辐射状线路干线应分为2～3段；并逐步走向“2-1”结线形式过渡。台山市中心城区负荷集中，有市政府及多个大型住宅小区等重要用户，对供电可靠性的要求较高。中心城区在已确定的D类目标网架基础上，还需进行网络优化，以实现将中心城区划分成若干个独立的地理分区切块供电，每个地理供电分区有明确的供电范围，不出现重叠。供电分区的划分应根据负荷性质及城市地形、地貌特点和主干道形成，供电分区不跨越主干道、河流等地理阻碍；每个供电分区内部形成一个内环网，不同的供电分区之间互相联络备用，形成外环网。将台山市中心城区台城划分成20个分区，以独立分区供电为目标进行规划，实现简单、清晰、可靠的网架结构。

2 配电网建设策略

2.1 沿海线路抗风加固策略

台山市濒临南海，拥有649.2km的海岸线，易受台风、暴雨等极端天气影响。近10年来先后在台山及附近地区登陆的台风多达12个，其中不乏“伊布都”、“黑格比”、“韦森特”等中心风力超过14级的强台风，给台山电网的安全运行造成严重破坏。自从遭受台风“伊布都”的强力袭击后，开始对台山沿海地区40km内区域的线路抗风设计重新思考。按照“增加强度、提高密度”的原则开展沿海地区线路防风设计，着重从以下五个方面提高抗风标准：一是风速设计，以往在配网典型设计中，沿海地区的线路设计是按照气象条件组合最大风速35m/s（已经满足30年一遇的强度）去设计，现在将线路设计风速提高至连续10分钟40m/s的标准；二是杆塔选型，特别注重选择加强型的铁塔和电杆，如：沿海地区的线路基本上采用DNJ3或DNJ4的加强型铁塔，采用抗弯强度为75kN·m的加强型电杆；三是档距及耐张段设置，档距控制在50m以内，耐张段控制在400m以内；四是拉线安装，在沿海地区每4～5基杆塔加装一套拉线；五是配套设备的设置实现“弃线保杆”及“弃杆保基”的双重保障，对于建设过程中所使用到的金具、瓷横担等均是加强型的，如在直线杆上推广使用瓷横担，新架设的10kV线路尽量选用瓷横担，型号选用S-210或SQ-210型，同时利用转动瓷横担与线路强度配合实现“弃线保杆”，即当风速超过设计标准时，瓷横担通过旋转释放线路应力后仍不能抵御台风时，通过断线以达到保护电杆的目的，强度配合的强弱次序为：杆塔>导线>横担，同时水泥电杆采用双套筒混凝土基础，该基础由内外两个混凝土套筒组成，内套筒与外套筒间填充混凝土，内套筒直径比水泥电杆稍大，插入水泥电杆后在缝隙里填入细沙，外套筒提高了电杆整体的抗风能力，而内套筒确保了当风速超过设计标准时即使发生电杆折断，也不会损坏到基础，只要将断杆拔出重新在基础内插入新电杆即可，强度配合的强弱次序为：基础>电杆，“弃杆保基”策略可大幅缩短抢修时间和成本。

以台山10kV广海西线为例，按照架空双回LGJ-240导线的标准，如果按35m/s设计的造价是65万/km，而按

40m/s设计的造价是85万/km。即提高抗风能力后需要增加20万元/km，即增加了约30%的供电成本，下一步将按照“微地域、微气象”的理念对线路全线的抗风加固采取差异化策略，优化技术选型，成本有望进一步下降。虽然增加了不少投入，但经过改造的广海西线能经受住14级强台风的考验，可以减少台风时的抢修费用以及日常的运维费用，并且提高了供电可靠性，所以抗风加固仍需要加大力度推广。

2.2 长距离及小水电线路改造策略

为了保证配电线路实际电压水平在允许范围内，线路长度必须保持在一定的距离，但由于负荷分散及主网电源变电站布点不足，许多线路送电距离只能相应延伸，这就使得线路末端的实际电压水平超出了允许范围，这种情况在农网中尤为突出。台山农村为F类供电区，F类线路主干线应小于15km，但实际运行中F类线路超过15km的有10多条，最长达到45km，20～30km有4条。为了解决末端电压偏低可考虑从以下几种方式中优选：（1）新增变电站布点；（2）增大线路导线；（3）改变变压器分接头；（4）安装10kV线路补偿电容；（5）安装调压器。第一、第二种方式投资较大，而且工期较长，对于负荷比较分散的农网线路而言，并不是十分经济的选择；改变变压器分接头的调压范围只有±5%，且需要加装有载调压开关；安装线路补偿电容，尽管其造价相对较低，但调压范围只有2%～3%，不满足调压要求，因此对于负荷分散且距离较长的配电线路安装调压器是经济方便的解决方案。调压器一般采用单相，有两种调压方式：开口三角形联接：两台单相调压器串联到系统中，调压范围±10%；闭口三角形联接：三台单相调压器串联到系统中，调压范围±15%。调压器的安装位置可选在线路上电压开始越限处，一条线路上可以在两处同时安装调压器，形成两级调压。例如10kV那扶线主线长21.22km，安装开口三角形联接调压器后末端电压合格；10kV北邑线主线长22.75km，安装闭口三角形联接调压器两级后末端电压合格。运行实践表明：对一些偏远地区，负荷发展缓慢，远期规划不具备建设变电站或暂无线路改造计划，供电半径超过15km造成的低电压线路，宜采用在线路上加装调压器的方式改善用户端低电压。同时双向调压器具有双向调压功能，即能将电压调高15%，也能将电压调低15%，例如有些10kV线路大量分布小水电，丰水期小水电为了多向电网售电，所以将电站的出口电压调的很高，这就使得周边低压用户的电压往往会超过其额定电压的7%，造成用户设备加速老化，甚至烧坏。应用双向调压器以后，可以将小水电的出口电压调整为额定电压，确保小水电周边低压用户的电压正常。

3 配电网运维策略

台山市的年平均雷暴日为87，属于强雷区，因雷击引起的配网线路跳闸是影响稳定运行的主要故障，雷电防护是一个系统工程，除了采用线路避雷器、降低接地电阻等常规防护措施，也尝试采用了一些非常规防护措施。例如在台城、四九、海宴供电所线路雷击黑点安装消雷器试运行5年，安装消雷器后线路跳闸率大幅下降，效果良好。川岛所由于地处南海且跨山线路较多，结合现场地形地貌，可考虑采用伞式场变放电避雷针，该场变放电避雷针需要在线路旁架设一个15m高的引雷塔；考虑到消雷器及场变放电避雷针等新技术运行时间并不是很长，还有待于进一步接受实践检验，所以应坚持对常规防护措施的落实。

台山农网有很多线路都分布在山区，供电半径大、供电范围广，线路一旦发生故障，影响面广，抢修复电时间长，只有采取正确的抢修策略才能确保快速复电。山区线路一般都安装了分段开关，将线路分为3～4段，以线路故障跳闸为例（接地类同），应首先查找到位于最上级的跳闸开关，现场巡视最上级跳闸开关及其后段线路，主要检查是否有断线及其他明显故障；如巡视未发现明显故障点则从最上级跳闸开关开始对线路分段试送，最上级跳闸开关试送成功后再试送下一级开关，一直到最末级开关。如果在试送过程中某段开关又发生跳闸，这说明故障点就在此段内。由于在开始的地面巡视时并未发现明显故障点，因此需要登杆塔检查，如何减少登杆塔的基数就成了关键。首先在故障段线路中间附近的耐张杆塔处将线路第一次解口成两段，解口后有两种查找方式：在解口处对两侧的解口线路分别测绝缘，绝缘不合格的一侧线路就是故障点所在；解口后继续试送上级开关，如试送成功说明故障点在后1/2段，如试送不成功说明故障点在前1/2段；这样故障点就定位到原来长度的1/2，再在此1/2长度故障线路的中间附近的耐张杆塔处又将线路第二次解口成两段，继续重复上述流程测绝缘或试送开关，这样故障点就定位到原来长度的1/4，如此1/2循环就可将故障点最后定位到一个耐张段内（只有一个故障点的情况），最后只需要在一个耐张段内登杆塔检查即可；利用1/2搜索策略可显著提高故障定位效率。另外也可考虑采用线路故障定位仪辅助定位故障，其原理为线路停电后将故障定位仪与线路故障相连接，定位仪产生直流电压加在故障相上，使故障相的故障点稳定保持在击穿导通状态，同时定位仪还注入一个不同于工频及其谐波频率的信号电流，然后用特制的信号探测器沿线对信号电流进行寻踪，当测到信号有突变（从有到无或从无到有）的地点就是故障点；在实践中是采用测绝缘1/2搜索法、试送开关1/2搜索法或定位仪信号搜索法要根据线路的具体情况优化选择。

4 结语

结合实际情况分析了台山配电网不同区域的目标网架，同时以分区供电模式优化中心城区配网接线；给出了抗风加固、长距离及小水电线路的改造建设方案；总结了运行线路防雷及故障快速定位的方法；通过对台山配网规划、建设、运维策略的研究与实践，因地制宜解决了实际中所遇到的各种问题，取得了良好的效果，在县级配电网规划、建设、运维中具有指导意义。

参考文献

[1]南方电网公司.南方电网公司110kV及以下配电网规划指导原则[S].2009.

[2]广东台山供电局.广东台山市“十二五”配电网规划修编[S].2011.

[3]广东台山供电局.广东台山市2012年配电网年度规划[S].2012.

作者简介：胡中（1978—），男，湖北武汉人，供职于广东电网台山供电局，硕士，研究方向：配电网规划、建设、运维。

（责任编辑：黄银芳）