摘要：針對廣西水利電業有限公司所轄縣城電網的現狀及存在的主要問題，從技術的角度，提出縣城電網改造的措施和建議以及應注意的問題。
關鍵詞：電網改造；縣城電網
1 問題的提出
廣西從1997年開始一直到2005年，對農村電網進行了全面改造，使得90%以上的10 kV線路及低壓臺區得到了整改，提高了用電的安全性、可靠性，減少了線損，降低了電價，大部分偏遠山區用上了電。
然而，廣西縣域面積占全區總面積的91%，全區73%的人口集中在縣域，目前我區縣域的工業化、城鎮化水平、非農化程度比較低，整體實力與全國有一定差距，因此，加快廣西經濟的發展，空間在縣，潛力在縣，后勁在縣，出路也在縣。隨著縣域經濟的建設與發展，加快了城鎮化、工業化發展的步伐，在這種新形勢下，電力需求發展迅猛，比如廣西的靖西縣，就是較典型的例子，從2002年至2004年，用電量從181 Gwh發展到455 Gwh，平均每年增長58%。
但是，縣城電網改造力度遠滯后于農村電網改造，縣級公司的主網架相當薄弱，有些縣城僅有一座中心變電站，或一條10 kV掛燈籠式供電，10 kV供電線路還存在超供電半徑進行供電。供電能力不足和供電質量差已成為制約縣城經濟發展的一個主要因素。
近年來，廣西的縣城和全國的大多數地區一樣，夏季高峰負荷連年增長，使得城市電網中最薄弱且改造難度最大的中、低壓電網面臨極大壓力。國家電力部門的領導人曾一針見血地指出：“若城市配電網不加緊改造，不僅影響電網的安全運行，而且直接影響千家萬戶生命財產安全。因此，這一問題必須引起地方政府和電力部門的高度重視。城網改造建設，提高供電能力和電能質量，已成為各地所面臨的重要問題和緊迫任務，已經到了刻不容緩的地步。”可見，加速建設縣城電網改造已迫在眉睫。
2 縣城電網存在的主要問題
廣西有14個地市，92個縣(市)，土地面積23萬km2，“十五”期末總人口為4800萬。廣西水利電業有限公司及所屬43個縣公司電網覆蓋了廣西11個地區，43個縣、市土地面積11.5萬km2，占全區的50%，“十五”期末總人口為1696.3萬，占全區的35.34%。
廣西水利電業有限公司及43個所屬公司，自從成立以來每年供電量以5%～8%的速度增長。2005年總的供電量為6731 GWh，其中：（1）桂東區供電量3690 GWh；（2）桂西南區供電量1006 GWh；（3）桂西北區供電量940 GWh；（4）桂北區供電量1095 GWh。“十五”期后三年是五十年一遇的大旱年，在枯水期經常拉閘限電、輪流分片供電，只能保住農田灌溉和重要負荷的供電，形成了供不應求的局面，嚴重地影響了工農業的發展，同時在很大程度上也限制了負荷的增長。
2.1 縣城電網電力負荷增長迅猛
縣城是電力負荷集中地區，據統計，其用電量約占全縣總用電量的70%～80%。隨著我區縣域經濟的不斷發展及城市用地面積的擴大，城市用電量增長很快。從用電分類構成看，主要有居民生活、工業兩大類負荷。
生活用電的特點是面廣而分散，家用電器數量很大，使用時間比較集中，直接影響到負荷峰值。 隨著城市經濟的發展，居民生活進一步提高，生活方式的改變，使居民家庭生活用電量迅速增加。據統計，居民生活用電量的增長率和占總用電量的比重都逐年上升，在一些經濟比較發達的地方，居民生活水平高，晚間業余及社交活動較多，家用電器擁有量比較大，生活用電就比較多。但由于嚴重缺電，城市電網供電能力不足，居民生活用電受限制，用電連續性和可靠性得不到保證。特別是夏季，用電高峰電量陡增，電力不足矛盾突出。
目前工業用電負荷仍占較大比重，比如，除各縣普遍開發新建的各種工業園區外，比較具有特色的如廣西水利電業有限公司所轄的大新縣、靖西縣、德保縣錳礦、鋁礦加工業；岑溪市大理石材加工業；南丹縣礦產加工業等。總之，從近幾年來縣城發展情況看，用電負荷需求量呈逐年遞增趨勢，大致可用表1來表達。對電能質量、供電可靠性要求提高，普遍出現城網不能充分滿足各方面要求的現象。
這樣的增長速度給縣城電網帶來很大壓力，相當多的設備因過負荷而發生故障，許多地方都有難以應付之感。在負荷增長中，用電結構發生了變化，居民用電和第三產業負荷上升，加重了中、低壓配電網的負擔。因此，低壓配電網電壓質量差，故障發生頻繁。
2.2 電網建設滯后，不能滿足經濟高速發展的需要
據統計，全國發電量的85%是經由35～110 kV供配電網送給用戶的，約80%電量是在城市電網內銷納的，這些網絡的數量是從總量上標示了城市電網的供配電能力。
長期以來，我國電網工程的投資落后于發電工程的投資。每千瓦發電容量配有35～1l0 kV線路，1980～1981年平均為40.2 km，以后逐年降低，到1993～1994年平均不足24 km，僅為1980年的86%，且連年來幾乎成線性關系下降。相應配有的變電容量，1980~1981年為20.2 MVA，1993～1994年降為18.9 MVA，而從發、輸、配、用各環節的容量增長關系看，1994年與1980年相比，全國發電裝機容量增加2.01倍，用電設備容量增加2.02倍，而同期的變電容量和線路數量僅分別增長1.92和0.8倍。電網的增長明顯低于發電和用電兩頭，成了把電能從電廠送到用戶的“瓶頸”，電網建設明顯滯后。
隨著西部大開發和西電東送工程的實施，廣西水利電業有限公司及所屬公司開采礦企業、農副產品加工企業的迅速崛起；形成了有電不能送，有電不能用的卡脖子現象，嚴重影響了縣城經濟的發展和人民生活水平的提高，特別是對工業經濟的發展，對推進城鎮化、工業化發展的步伐造成較大的制約，限制了這些縣域的經濟發展。
2.3 電網技術落后，設備老化，存在安全隱患
各縣現有的網絡中，配電設備普遍陳舊、技術落后，小截面老舊線路、老式油斷路器、老式柱上斷路器等仍大量被使用；存在著用戶線、專用變直接搭接主干線，導致發生事故或需檢修線路，停電范圍大，線路自動分斷控制能力差等等。隨著城區建設的不斷擴大和發展，居民樓房密集，架空線間安全距離遠達不到要求，況且，老舊電纜在鬧市區穿過，其絕緣性能及各項技術指標不符合安全距離的要求。這些設備的“帶病”運行，不但存在著安全事故隱患，而且不符合城市規劃的發展需要。
2.4 電網結構薄弱，供電可靠性不高，電壓質量低
廣西水利電業公司所屬縣電網供電區內的l0 kV線路，大部分建于20世紀70年代末或80年代初，架空裸導線主干線過長、分支多、導線截面過小，據統計，低壓配電網中，不少街巷還有20～25年未維修和改造的，其導線和附件都是按當年居民用電水平設計的，遠不能適應目前配電負荷的要求。此外，現有的電網結構普遍比較薄弱，供電可靠性差，許多地方在扣除系統電源不足限電因素后，供電可靠性不到99.6%，事故停電頻頻，而且線損率高，有的高達15%以上。
3 解決問題的措施、建議和應注意的問題
廣西水利電業公司所屬公司縣城電網是農村電網的重要組成部分，它既有農村電網的基本特點，又有城市電網的某些特點。 因此，在進行各縣縣城電網改造時，既要充分吸取農村電網幾十年的建設經驗，又要參考我國其他城市和國外配電網的建設經驗，根據各地電網的發展水平和基礎條件，以及經濟發展對電網的不同要求，從實際出發，結合地區特點，制定具體實施方案。
3.1 重視電網的規劃工作
電網在電力市場中作為一個中間環節而存在，同時接受發電企業和零售企業或用戶的委托按要求提供輸電服務。因此，對于發電企業，電網是下游瓶頸；對供電企業或零售商，電網又是上游瓶頸，因此，搞好規劃工作，從長遠看是最大的效益。通過多年的實踐證明，電網規劃必須要以負荷預測為依據，而負荷預測要有科學性，才能有準確性，因此，工作中要重視負荷資料的搜集，不斷根據新的情況做好基礎數據積累。此外，對規劃中的電網結構原則等一些主要問題，如電網接線模式、變配電所的主接線、合理容量的配置、用戶供電方式等，需在詳細的技術、經濟論證基礎上，確定規劃的技術原則。要做好城網規劃，重點把握以下幾點：
（1）城網首先應滿足電源送出要求和穩定可靠的供電能力，以適應電力市場流通及消費的需要。電網覆蓋面大，極大部分發電量是通過它被吸收的，它直接聯系著廣大用戶，要有充足的供電能力來滿足不斷增長的需求，尤其是經濟和社會發展迅速的地方，對這點要予以特別重視。城市電網因電源有限，所以要求城網具有快速從上級或區外電網獲得最大補充電源的能力。
（2）電網要有一定裕度和應變能力。這個觀念在城網規劃設計中十分重要，因為經濟發展是一個系統工程，是一個動態過程，其中包含許多相互制約而不確定的因素，一個遠景發展目標不可能預先在一張藍圖上完全確定下來。因此，要求城網結構具有足夠的“彈性”，包括有足夠的設備容量和檢驗各種可能出現運行方式時的應變能力，對前后階段網架要考慮其相關性并作合理協調。
（3）電網接線簡明，層次清晰。長期以來有一種觀點認為，簡單主接線型式只適用于某些三類用戶，而當今的發展趨勢卻要求城市電網盡可能的采用簡單接線形式。運行經驗表明，復雜接線型式在一定條件下不僅不能提高而且反而降低了可靠性。因為電力技術的發展和進步，電器設備可靠性提高為簡化接線創造了條件。
3.2 優化電網結構，建設環網
為進一步提高利用率和供電可靠性，配電網結構推廣采用多回線、各式環網、分多段、多連接方式。
10 kV配電網的結構，主要是按供電可靠性的要求逐步構成正常方式下放射式運行的環網，不論電纜或架空線網，都由變電所10 kV若干回出線組成相對獨立的、供電范圍不交叉、重復的片狀分區配電網。建議采用多分段、多聯絡的環形供電網絡接線，使之在故障時可轉移負荷、縮短恢復供電時間。
低壓配電網，主要以架空線為主，按街道布置，沿途直接向用戶供電。低壓電網的電源以桿上變壓器、配電變電所為主，配電變壓器盡可能貼近負荷中心，縮小低壓網，必要時小容量變壓器深入用戶。桿上變壓器配置容量以400 kVA為標準，配電變壓器配置容量以800 kVA為標準，低壓架空干線統一為120 mm2，為進一步滿足居民生活用電需要，做到一戶一表，平均供電能力4～8 kW。在整治配電網，優化電網結構方面，應注意以下幾個問題：
（1）優化供電半徑。供電半徑就是指線路按照某種規格架設，在所供負荷及電壓等級下，保證電壓降低在某一限度內的合理輸送距離。
合理的供電半徑不僅能提高電網的輸送功率，而且還降低線損，保證供電質量。所以，要盡量將l0 kV線路伸入0.4 kV系統的負荷中心，并且以放射形式配線，盡量縮短0.4 kV供電半徑，將城區供電半徑控制在8 km以內，這是減少電壓偏差，降低電網損耗，提高電壓質量的有效措施之一。
（2）提高供電可靠性。著重把握以下原則：變電站中失去任一回進線或一組降壓變時，必須保證向下一級配電網供電。
高壓配電網中一條架空線或一條電纜、變電站中一組降壓變發生故障停運時，在正常情況下，除故障段外，不停電；不得發生電壓過低，不允許設備過負荷。
低壓配電網中當一臺變壓器或電網發生故障時，允許部分停電，但應盡快將完好的區段在規定時間內切換至鄰近電網恢復供電。
兩回路供電的用戶，失去一回后，不應停電。
（3）變電站中最佳容量及變壓器臺數的確定。變電站中容量及變壓器臺數是縣城電網結構、可靠性、經濟性的又一個重要因素，如果變電站容量和臺數不同，則網內變電站總數、主結線型式、系統的接地方式也就不同，也必然對電網可靠性、經濟性產生不同影響。那么，在增大電網變電容量時，用大容量變壓器換小容量變壓器，還是增加變壓器臺數？新建變電站時，如何確定變電站中容量及變壓器臺數呢？以下經驗可借鑒：①在高負荷密度區，建設大容量變電站能節約投資，負荷密度越大，效果越顯著。②選用大容量變壓器比選用小容量變壓器能提高經濟效益。
3.3 推廣采用新技術、新工藝、新設備
采用節能降耗的配電變壓器；
采用窄基鐵塔、鋼管桿線路、多回并架線路；
在道路擁擠、化工污染地區，采用絕緣架空導線；
在配電設施中，盡量使用小型化、無油化、免維護和成套組合設備，如真空斷路器、微機保護、干式變壓器、箱式變壓器等；
在繁華地區、住宅小區，推薦采用箱式變壓器。
4 縣城電網改造后的效果
廣西水利電業有限公司所屬43個縣，經過縣城電網改造后，達到下列效果：
提高縣電網供電能力，消除供電“卡脖子”現象
提高用電可靠性，保證城鎮用戶供電可靠率達99.6%以上；
提高電壓質量，降低線損，電壓合格率達98%以上, 線損降到10%以下。
