洮水无声

临洮县城网建设改造初探

　　一、城网的现状与存在的问题

　　（一）城网基本现状

　　1.基本情况

　　临洮县用电始于1956年，自建引水式小发电站3座，装机1000千瓦。1976年7 月大电网通电，经过 20 多年的发展，形成一定规模。目前，县境内拥有110千伏变电站1座，主变容量47500千伏安，供临洮、康乐、广河、东乡、渭源5 县部分区域用电；县境内拥有局所属 35 千伏变电站 8 座，主变容量 29430千伏安，架设35千伏送电线路191公里；建成10千伏配电线路1038 公里，安装配电变压器1172 台，容量73172 千伏安；建成0.4 千伏低压线路2945 公里，各类用电设备 78654 千瓦，形成了基本覆盖全县初具规模的县级电力网系统。

　　临洮县城区由东五里铺变电站供电。城网东起廿里铺乡的五里铺、小寨坪，南到建宁乡木厂、建设村，西至西坪乡洮河大桥粉厂，北连建宁乡下寺、北五里铺村。地域供电面积42平方公里，用电人口6.5 万余人。五变10千伏出线间隔向城区出两回放射式配网。其中：113城北线长21公里，主线截面为LGJ－50型，共安装主变65台，容量7900千伏安（包括城关电站并网配电线路7公里，配变7台，容量500千伏安）；县电站、城关电站小水电并入该回路运行。2000年最大负荷2165千瓦；114城南线长14公里，主线截面为LJ－70型，共安装主变45台，容量5200千伏安。2000年最大负荷2090千瓦。五变112卧龙线前段供城区负荷1930千瓦，安装配变25台，容量2600千伏安。120开发区线长8公里，主线截面为LJ－70 型，共安装主变38 台，容量4390 千伏安，2000 年最大负荷1420千瓦。

　　改革开放以来，全县经济高速发展，电力用电负荷呈直线上升趋势。“九五”期间，临洮县的用电负荷从1995年的2.07 万千瓦增长到2000 年的3.8 万千瓦，平均年增长率达到12.97%。“十五”期间预计按8%增长，“十五”末，负荷将达到5.58万千瓦。就“十五”负荷增长附表如下。

　　近年来，城区企业用电负荷增长特别快，县办工业扩大生产规模，人民生活用电水平普遍提高，国民经济各行业用电不断增长。1995年以来，用电量年平均增长18%以上，仅2000年比上年增长了26%。城区用电量达2800万千瓦时，占全县1.06亿千瓦时用电量的26.4%，城区配网已不能承受继续增长负荷的势头。

　　2.负荷构成

　　目前用电构成发生了新的变化，负荷大致分为以下几类。

　　（１）工业用电负荷

　　临洮县城网没有较大工业负荷，但中小工业负荷在不断增长。据统计，工业用户由原来的21户发展到40多户，北关开发区正在新建工业项目，1996年投产的有10余户。目前工业总装机已超过10000千伏安，工业最大负荷8000千瓦，据负荷预测，2001年工业总装机可达20000千伏安，最大负荷达到16000千瓦；2005年工业装机容量将达30000千伏安，最大负荷达到24000千瓦以上。

　　（２）农副产品加工负荷

　　1996年农副产品加工装机达2800千伏安，负荷达2100千瓦。仅面粉加工由1家增到7家；其他农副产品加工也相继增加。2000年农副产品装机容量达3500千伏安，负荷2800千瓦；2001年，装机4500千伏安，负荷达3600千瓦。

　　（３）市镇生产用电负荷

　　市镇生产用电负荷由公用设施用电负荷和居民生产照明及家用电器用电负荷组成。公用设施用电负荷包括路灯、微波站、电视台、自来水公司、供热公司、文化娱乐及气象卫生教育等；生活用电负荷有照明（15000 户居民）、电视、鼓风、单相潜水泵、冰箱、电热及冬季居民电热毯等用电构成。1995年市镇生活装配功率达2500千瓦，负荷1300千瓦；2000年，市镇生活用电负荷装配功率将达4000千瓦，负荷达2000千瓦；预计2005年装配功率达50000千瓦，负荷3000千瓦。

　　（４）其他用电负荷

　　其他用电负荷包括城区的农业用电负荷，如电力提灌、脱粒、打碾等；还有建筑业临时用电等，占有一定的比例。

　　（二）存在的主要问题

　　1.变电站偏离负荷中心，线路长、半径大，网架薄弱，可靠性差。城区没有专供的变电站。五变初建时建成以电力提灌为主要负荷的农用变电站，且建在离县城3公里的东五里铺，使通向县城两条专用线半径达7公里以上。如任一处发生故障，将造成大面积停电。

　　2.导线截面小，负荷大，线损高，电能质量差。目前，城区两条配网均满负荷运行；进入冬季用电高峰期，两条配网超负荷运行，过负荷跳闸频繁，既影响用电，又危害设备，电能质量达不到标准，供电能力有限，制约着经济的发展。

　　3.设备陈旧老化，绝缘水平低，安全性能差。

　　4.缺乏长远规划和科学管理，电网结构不合理。

　　5.城市建设和电网配套不够规范，对安全供电构成严重威胁。随着城区负荷的迅速增长，城市建设对安全供电的要求，以及国民经济各行业对供电可靠性的要求越来越高，现有的城网已不适应经济的发展。因此，城网技术改造也势在必行。

　　二、城网改造设想

　　（一）指导思想

　　1.依据水电部《城市电力网规划设计守则》和能源部《中、低压配电网改造技术原则》的要求。

　　2.与城建部门共同协作，密切配合，使城网改造与城市建设协调配套，同步进行。

　　3坚持先进合理的原则，积极应用新技术、新设备、新材料、新工艺，逐步提高电网的现代化水平。

　　（二）网架布局

　　１。以现有电网为基础，逐步进行过渡。在县城负荷中心北关开发区靠北新建35千伏变电站，使城区成为一个独立的供电区；城区变电站建成后由变（电站）和三甲电站双电源供电，以提高供电可靠性和满足不断增长的负荷的需要，适应到2005年15万人口以上城市用电负荷的要求。

　　2.以架空线为主体，以高压开关为联络。线路环网布置，开网运行；受端分裂运行并可“T”接的单电源辐射式网。以变电站为电源，以地域为界线，分片供电，互不交叉。在繁华闹市区域和人口稠密地带可采用高低压电缆供电，以利安全与文明供电。

　　3.10千伏主干线要建成联网联，便于分段检修或故障时缩小范围。

　　4.线路主干线每公里至少要安装1台断路器，便于检修或处理故障缩小停电范围。

　　（三）基本要求

　　１。改造后的城网，要满足15～20年负荷发展要求。

　　２。合理调整电网的比例结构。合理调整电网的结构是降损节能，提高供电质量的保证，是电网安全经济运行的重要途径。在电网改造中，主要从宏观上解决好主变与配变的容量，线路供电能力与负荷的大小，10千伏线路长度与线路长度的比例，配变容量与用电设备容量的比例关系。这些比例关系反映着电网结构的合理程度。因此，要长远规划，科学安排，合理实施。

　　３。保证电能质量。城网的电能质量要达到《全国供用电规则》规定的标准，即 10 千伏供电和低压电力用户电压波动范围为±7%，低压照明为＋7%、－10%。

　　４。供电的可靠性。城网要有较高的可靠性，特别要防止大面积停电。根据《城市电力网规划设计守则》推荐的年平均供电可靠率作为城网可靠率的计算指标。

　　供电可靠率是一项综合性技术指标，它贯通于电网整体工程的每个方面，如设备、材料、施工质量标准等。只有从技术上严格工程整体标准，供电可靠率才有条件得以保证。

　　５。供电的经济性。经济供电是供电部门的一项重要经济指标，是投资经济效益的综合反映，它包括两个方面：一是电网要求能耗最低；二是电网的年运行费最低。因此，在电网建设时，要进行各种方案的技术经济比较，选其最优方案。

　　三、解决问题的对策

　　城网既是电力系统的主要负荷中心，又是城市建设的基础设施。城网技术改造是地方电力网技术改造的重要组成部分。改造城网应从电网的整体考虑，从局部着眼，突出重点，并解决好以下几个方面。

　　（一）要科学编制城网技术改造的整体规划，借鉴省内的有益经验，根据我县实际情况，选定最优方案。避免盲目建设带来的负效应，把电网建设与技术改造纳入科学管理的轨道。结合城市建设总体规划，使城市建设与电网建设同步实施。

　　（二）首先解决供需矛盾日益突出的问题。优先考虑在城区负荷中心新建35千伏变电站，从根本上解决线路半径长、负荷大、供电能力差、可靠性低及线损高的问题。

　　（三）架空线路着重解决好近期、中期和远期用电要求；在拟定好网络布局的基础上，还需要重视以下几点。

　　1.导线截面选择

　　城网10千伏线路导线截面应有较大的适应性，主干线的导线截面宜按远期规划负荷密度一次选定，争取在20年内保持不变。当负荷密度增加到一定程度时，再插入新的变电站，使网络结构基本不变。低压线路的导线截面以单台变压器供电范围为主，单台变压器供电半径不大于250米为宜，低压线路导线截面要达到末端电压和线损率规定的标准范围。当负荷率达到一定程度时，要更换新的变压器，使低压网络基本保持不变。

　　2.城区10千伏线路档距的确定

　　规程指出，城区的10千伏架空线路，档距应为40～50 米，如果小于这个规定，无疑会使建设投资增大，维护费用增长。运行经验证明，三角排列的城区线路档距在50～60米，运行情况良好。但在城市建设中，要对线路档距完全控制在这个范围内，会受建筑物及其他因素的影响，有可能有的档距要增大，有的档距要减小。增大档距的会随着负荷的不断增长，短路容量也在增大，由于短路引起的事故损失比减小档距形成的浪费还要大。这就需要重新调整档距和线间距离，以适应新的要求。然而城区线路调整杆位和加长横担往往会遇到许多困难。理论证明，短路时导线偏移的大小与弛度成正比。因此，城区线路不宜加大档距和加长横担，可以适当降低导线的安全系数，减小弛度的办法解决。

　　对于城区主要街道、厂矿及人口密集区，安全系数应不小于2.5.由于线路的档距一般均小于临界档距，故导线的最大应力在最低温度时出现，减小弛度在紧线时减小计算安装弧垂的15%～20%为宜。在城网改造中，对10千伏线路的档距城区控制在50～60米，一般地区在70米左右或稍大一些，就可以满足运行要求。

　　3.架空线路走廊的确定

　　以前临洮县城区架设的10千伏线路通向和负荷点的分支线，是利用原各巷道或跨越6米左右建筑物架设的，在旧城改造中，这些线路跨越的建筑物要建成楼房，这对于安全供电带来了许多问题。因此，有必要对线路走廊进行明确规定。

　　10 千伏线路的走廊宽度不小于11.5 米，0.4 千伏线路走廊宽度不小于5.5米。建议城建部门在城市建设中充分考虑线路走廊问题，并要按要求解决线路走廊宽度。已建的未留线路走廊的或宽度不够的采用高压电缆以便安全供电。

　　4.绝缘选择

　　合理选择绝缘等级，最大限度地满足防止绝缘网络事故发生的要求。城区架空线路要采用高强度的轻型绝缘子、瓷横担、合成绝缘子，污秽地区使用防污绝缘子。

　　5.接地装置

　　在城网改造中，对接地装置全部检查，在埋设接地装置时，圆钢的选用符合规定优质钢材埋深不小于1米的冻土层。

　　6.无功补偿

　　35千伏变电站内安装的电容器量应使高峰负荷功率因数达到0.9～0.95，可根据计算确定，一般取主变容量的1／6～1／5，并应根据运行需要进行。远距离功率因数低的10千伏线路可适当安装电容器，但不应在低负荷时使功率因数超前或使电压偏移超过规定值。自然功率因数达不到规定标准的高低压用户，应安装无功补偿设备，根据负荷大小进行；用户的无功功率不得向电网倒送。

　　四、经济效益分析

　　临洮县建设资金缺乏，宜将单位投资每年带来的效益值适当提高，以便投资尽早回收。要提高投资效益系数值，关键在于年平均利润的高低，年平均利润的高低取决于供电可靠率的提高与否，网损率降低和检修维护费的降低，也就是年运行费降低。

　　目前，如按临洮县县城至少每月停电一天计算，一年平均每户少供电（停电）300小时，县城每年少供电量约150万千瓦时，合资金约30万元；1996年县城供电7200万千瓦时，损失电量2502万千瓦时，线损率34.76%，按25%计算线损，则损失电量1800 万千瓦时，减少损失电量702 万千瓦时，合资金约240万元；年检修维护费1996年共支出25万元，1998年因旧城改造改线支出58万元。例如县城电网改造后至少节约维护费用37万元。以上三项每年多节约约307万元，经济效益十分显著。

　　总之，临洮县城是全县人民政治、经济、文化、教育的中心，城区电网建设改造关系着人民生活用电及当地国民经济的发展的大事，也是改善投资环境、吸引外资、拉动地方经济的关键所在。因此，在对城区电网长远规划的基础上，要千方百计、想方设法，顺应西部大开发伟大战略，紧抓机遇，争取资金，加大力度对城区电网进行全方位的改造，为临洮经济的发展当好先行。

　　注：

　　撰写于2001年10月，系晋升高级工程师论文。