对当前城市电网建设和改造中若干技术热点问题的思考

徐晋跃

【摘  要】城市电网是城市的重要基础设施，并在我国电力系统中占据重要地位。随着社会经济水平的不断提高，工业发展迅速，人口数量也不断增多，这使得城市的用电量激增，用电需求不断增加，城市的用电负荷因此快速增长。但是，由于以往偏重电源建设，而忽略了城市电网的构架建设，以致现在城市电网建设存在严重滞后的问题。

【关键词】城市电网;改造;技术

在城市现代化建设中，电网是其中最为重要的基础设施之一，并是现代化城市发展和进步的重要支持力量。保证城市电网拥有优良的电能质量和较高的安全可靠性，是促进城市经济发展和提高人们生活质量的重要基础。但随着城市经济的快速发展，城市人口和面积不断增加和扩展，而已建成的城市电网已不能满足快速增长的用电需求。这对城市电网建设提出了更高、更新的要求。分析城市电网中存在的主要问题，并进行城市电网改造成为当务之急。本文总结了我国城市电网中存在的主要问题，并提出了进行城市电网改造的技术措施，以期能为提高城市电网建设水平有所启示。

一、当前我国城市电网中存在的问题

由于上个世纪末我国着重进行电源建设，而忽略了城市电网的构架建设，以致现在很多城市的电网建设存在诸多突出的问题，主要有以下几种。

1配电网络电源点滞后于城市建设发展

随着城市规模的不断扩大，配电网络电源点容量以及電能输出受到不同程度的限制，并以配电线路传输通道受限最为显著，导致城市规划出现不相适应情况，表现为：使用架空线路受环境条件限制;改用地下电缆，但投资和施工条件不允许;而使用架空绝缘导线，又会提高网络的复杂性等。城市用电负荷的不断增长，而相关的电力配套建设却滞后，存在线路长、供电半径大、线损率高、高耗能设备多等问题。一些城市的电网损耗甚至高达10%以上，形成大量的电能浪费。

2城市电压质量偏低

一些城市的电压质量还比较低，如10kV母线电压的合格率仅为85%～91%，综合电压合格率还未达到94%。另外，昼夜电能需求差别大，城市电网的后夜电压存在偏高、电网感性无功补偿配置不足等现象，从而造成谐波损耗，使输电、发电和用电设备效率下降，也导致电缆、电容器等设备出现寿命缩短、绝缘老化、过热等，加重了电能的损耗。此外，随着多种电力电子装置的普及，造成比较严重的电网谐波污染，也是应引起注意的问题。

3配电结构存在不合理现象

配电结构不合理表的现象主要是建设初期遗留下的问题，随着城市建设的发展而逐渐显现出来。网络不合理，使得一些变电站出现轻负荷或过负荷现象，这些现象的存在均会加重变压器电能的损耗，也会加速设备的老化。

4设备较为陈旧，技术水平不高

虽然近年来一些城市自主开发或引进了一些新技术和新设备，在一定程度程度上提高了城市电网的技术水平。但整体而言，城市电网的技术水平还比较低、设备比较陈旧。尤其是配电网设备普遍比较陈旧，大量老式油断路器、小截面老化线路还在继续使用。一些城市，如重庆、南京、武汉等城市电网中的送配电设备甚至运行有40年以上，电网损耗现象严重。

二、城市电网改造技术措施

1对电力网进行升级改造

应根据城市的实际情况以及发展远景对城市电网进行升级改造。尽量减少变压层次，并逐步提高配电的电压等级，但一般不超过4个电压等级，以对配电网进行更好的管理。而根据《城市电力网规划导则》的规定，220/380V为低压配电电压，10kV为中压配电电压，110、63、35kV则为高压配电电压，220kV为送电电压。可以220kV为基础目标，只采用低、中、高压中的一级，不能出现重复降压，并逐步取消非标准系列的电压等级。经过升压改造后，电压等级得到简化，降压层次减少，因而能达到较好的降损降耗效果。同时，增加变压器布点，可提高电压合格率。

2建设城市高压配电网

城市高压配电网一般指的是110kV级的配电网，为保证城市中低压配电网的可靠和安全，拥有一个合理、可靠的110kV网架是重要的物质基础。建设城市高压配电网，应以优化电力网络为主要目标。具体而言，应做到：①调整110kV网络结构。很多城市中的110kV配电网主要是环形供电网，且110kV变电站之间具有电能转换功能，这导致保护配置的复杂化，需要进行频繁的运行操作，电能可靠性较低。因此，需要进行110kV网络结构调整。可在原有110kV线路的基础上，并依据220kV电源点位置进行调整。对110kV网络接线进行简化，促使110kV网络结构向星形网络方向发展，接线方式则尽量避免出现“T”接方式。对于新建的110kV变电站，应根据终端型进行考虑，保留部分110kV联络线路。通过110kV网络结构的调整，提高城市高压配电网的灵活性和可靠性。②增加220kV变电站的布点。110kV线路要深入城市的负荷中心，则需要有220kV线路发挥骨架的作用。经济条件许可的情况下，可增加220kV变电站的布点，促使110kV供电网络结构有更可靠的供电支撑。③适当增加110kV变电站的布点。电力需求量越大，对供电的可靠性要求就越高，提升110kV变电站主变容载比是必经之路，此时，必然需要增加110kV变电站的布点。新建的变电站应有2到3路的电源接线，有3台主变压器配置，主变容载考虑2.0，按主变容量的25%配置无功容量。同时，割接原有变电站10kV的负荷，采用单母线4分段接线方式，尽量提高老变电站的主变容载比，实现负荷转供功能逐渐转移到10kV配电网上的目的。

3改造中低压配电网

改造城市中低压配电网，应以本地区电网规划作为指导性文件，并以提升供电质量和供电能力为主要目标，采取分期分批进行的方式。首先，应明确功能的范围。根据高压变电站运行管理的需要、负荷密度、分布以及城市行政分区，将分区配电网分为若干个独立的分区，各分区配电网应确定供电范围。随着变电站站点的不断增加，配电网络也应进行相应的调整。控制好中压配电网的供电半径，同时，中压配电网覆盖范围也应相应扩大。其次，尽量使低压配电网的接线简单化，保证低压配电网的安全性和可靠性。低压配电线路应采取放射式结构（以配电变压器为中心），在与相邻的配电变压器之间可设置一个联络开关，以便在出现事故时可进行倒闸操作。另外，使用公用配电变压器时，可考虑装上无功补偿装置。

4 改变城市电网规划信息数据采集模式落后的状况

城市电网规划的重要依据是基础数据的收集，城市电网规划过程中涉及的信息数据很庞大、复杂，要求对城市各个方面的建设情况进行有效的信息搜集、整理，同时还必须考虑当地的经济发展水平和人们生活水平状况、信息收集的准确性和及时性对城市电网的规划影响很大，但现阶段我国大部分城市电网规划的数据的采集仍然是靠人工的手段，采集的数据有很大的不确定性，无法为科学的城市电网规划提供有力支持。

结语

对城市电网进行改造，直接关系到城市的发展、安全以及资源配置等多方面的问题，城市电网改造技术措施的优劣同时也反应的是一个城市市政建设的综合水平。因此，应注重城市电网的改造工作，摒弃传统单纯依靠设备换代的改造观念，而更加主动、积极地进行超前规划和控制，推动城市电网建设的步伐。

参考文献：

[1]高兵，兰佳，郝权军.城市供电网的优化设计[J].电源技术应用，2013.

[2]黄佳珍.城市电网规划改造与智能电网[J].科协论坛（下半月），2013.

（作者单位：国网山西省电力公司吕梁供电公司）