山西省定襄縣農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)改造規(guī)劃

史　超

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

山西省定襄縣農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)改造規(guī)劃

史超

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

摘要：定襄縣水電直供電片區(qū)電網(wǎng)建設年代久遠，線路老化，配電設備落后，損耗高，已不能滿足日益增長的供電負荷及供電質(zhì)量的要求。依據(jù)《水利部關于編制農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)改造規(guī)劃的通知》，對直供電片區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀進行了分析，提出了重點改造方案，按照3年完成電網(wǎng)改造的設想，將電網(wǎng)進行合理改造，更新設備、優(yōu)化路徑，重新依據(jù)負荷要求對配電系統(tǒng)進行升級，根據(jù)近期負荷量和發(fā)電量的變化，預測電網(wǎng)發(fā)展。

關鍵詞：水電；直供電；農(nóng)村；電網(wǎng)改造

1定襄縣水電直供電片區(qū)概況

定襄縣水電直供電片區(qū)電網(wǎng)供電范圍為定襄縣河邊鎮(zhèn)南莊地區(qū)的8個自然村,供電面積約91km2，除農(nóng)村居民生活用電負荷外，尚有五座用于農(nóng)村灌溉用途的小型泵站負荷。

該電網(wǎng)形成于上世紀70年代，于1992年與國電網(wǎng)正式并網(wǎng)。目前，直供電片區(qū)建有水電站5處，開發(fā)潛力仍然很大。由于建設年代久遠及水電網(wǎng)絡自身的局限性，線路老化，架設不規(guī)范，配電設備落后，損耗高，已不能滿足日益增長的供電負荷及供電質(zhì)量的要求。

2直供電網(wǎng)現(xiàn)狀分析

農(nóng)村水電直供電片區(qū)是通過建設小水電站，就近成網(wǎng)、就近供電形成的供電網(wǎng)絡，歷史上對解決當?shù)責o電、缺電問題發(fā)揮了重要作用。但是，農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)一直未納入國家農(nóng)村電網(wǎng)改造范圍，這部分電網(wǎng)設備設施老化，供電安全可靠性差，供電損耗大，安全隱患多。

2.1直供電片區(qū)供電情況

定襄縣農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有35kV變電站一座，即戎家莊35kV變電站，裝機兩臺3150kVA升壓變壓器和一臺用于直供電片區(qū)的1000kVA降壓變壓器；現(xiàn)有35kV輸電線路24km，導線型號LGJ-70，連接戎家莊35kV變電站和國電網(wǎng)神山110kV變電站，該線路始建于1989年，1992年正式投入運行。由于線路所經(jīng)地區(qū)雷電活動頻繁，而線路沒有全程架設避雷線，雷電直擊線路現(xiàn)象時有發(fā)生，雷擊停電損失嚴重。導線斷裂，燒毀，已經(jīng)危及安全運行，嚴重影響了供電安全性和可靠性。

水電直供電片區(qū)10kV電網(wǎng)現(xiàn)有10kV配電線路28km，導線型號LGJ-50或LGJ-35，配電變壓器22臺，總容量2600kVA。5座電站、22個負荷點和28km的10kV配電線路共同組成了直供電片區(qū)電網(wǎng)的10kV電網(wǎng)。以10kV線路為骨干的水電直供電網(wǎng)運行近40年，一直未能更新改造。原有混凝土電桿80%出現(xiàn)風化裂紋，導線線徑偏小，雷擊破股情況嚴重，倒桿斷線事故時有發(fā)生。同時，各分支線路多數(shù)采用“T”接于主干線的方式，分支線路沒有任何斷路器或隔離開關，導致一處有故障，整個電網(wǎng)跳閘的局面。因此，整個10kV電網(wǎng)處于無保護狀態(tài)，已經(jīng)無法滿足供電安全性和可靠性的要求，改造的需求已如在弦之箭。

2.2設備老化問題

片區(qū)配電變壓器全部是上世紀70、80年代產(chǎn)品，型號為S7、SJL、SJ型，屬于淘汰產(chǎn)品，高能耗，損耗高，設備老化，損壞嚴重，多數(shù)已超過其使用壽命的極限，存在極大的安全隱患。并且，由于負荷的增加，部分配電變壓器處于長期過載狀態(tài)。

直供電片區(qū)電網(wǎng)存在幾十年，一直沒有進行大范圍改造，電網(wǎng)運行存在很多問題。水電網(wǎng)絡結構簡單，由于當時設計和施工的年代局限，線徑偏小，線路迂回，已經(jīng)不能滿足日益增長的用電負荷需要；電網(wǎng)供配電設備落后，線路損耗、變壓器損耗等非常大，電壓質(zhì)量無法滿足供電要求。配電變壓器均為高能耗產(chǎn)品，變損高，嚴重影響了供電的經(jīng)濟性。以上客觀條件造成了目前現(xiàn)狀：盡管水電供電成本低，但農(nóng)民燈口電價仍然較高，一定程度上抵消了發(fā)展小水電帶來的電價實惠。直供片區(qū)供電設備及供電水平數(shù)據(jù)見表1。

表1山西省定襄縣直供電片區(qū)發(fā)供電設備及供電水平匯總

2.3資金問題

本片區(qū)電網(wǎng)一直沒有得到改造的主要原因是由于資金問題。由于電網(wǎng)的損耗高，設備的故障率高，加之水電網(wǎng)自身的季節(jié)性差別，每年需要從國電網(wǎng)購入大量電量，水電網(wǎng)與國電網(wǎng)電價的差別影響了水電管理部門的效益，很難投入大量資金進行全面的電網(wǎng)改造。尤其是近年來，隨著統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、建設新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設、提高農(nóng)民生活質(zhì)量政策的落實，農(nóng)村的電氣化程度逐步提高，用電量急劇增長，供售電的不平衡，電網(wǎng)的超負荷運行，線損的嚴重已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的最大瓶頸。

3改造內(nèi)容與目標

3.1高壓輸電線路及電網(wǎng)容量的改造

本水電直供電片區(qū)35kV輸電線路現(xiàn)有導線截面基本能滿足現(xiàn)有負荷。但是，根據(jù)《農(nóng)村電網(wǎng)改造升級技術原則》，線路導線截面選擇應滿足負荷中長期發(fā)展要求，根據(jù)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)飽和負荷值，按經(jīng)濟電流密度一次選定。110kV架空線路導線截面不宜小于185mm2，66kV不宜小于150mm2，35kV不宜小于120mm2。因此，片區(qū)35kV輸電線路選用導線為LGJ-120，鑒于現(xiàn)有線路曾多次遭遇雷擊，改造中，按全程架設避雷線設計，保證該線路的安全運行。

隨著電氣化時代的到來，隨著項目區(qū)人口的增長，農(nóng)村負荷預計將按每年10%遞增，到預測期末，片區(qū)總負載預計將達到3926kW。直供電片區(qū)電網(wǎng)改造后，水電網(wǎng)10kV電網(wǎng)總容量為7800kVA（其中，戎家莊變電站4000kVA，生態(tài)水電站和新建水電站共計3800kVA）。那么，直供電片區(qū)的高壓電網(wǎng)容載比將達到2.0，符合《農(nóng)村電網(wǎng)改造升級技術原則》推薦的高壓電網(wǎng)的容載比宜控制在1.5～2.1之間的要求。

3.2中壓電網(wǎng)輸電線路及設備容量的改造

依據(jù)《農(nóng)村電網(wǎng)改造升級技術原則》要求，中壓配電網(wǎng)主干線路導線截面選擇應參考供電區(qū)域飽和負荷值，按經(jīng)濟電流密度選取?？h城電網(wǎng)架空主干線截面不宜小于150mm2，鄉(xiāng)村電網(wǎng)主干線不宜小于95mm2。本區(qū)電網(wǎng)導線截面多為50mm2或35mm2，截面明顯偏小，加之日益增長的負荷需求，10kV線路已是傷痕累累，不堪重負。改造后，10kV導線選用鋼芯鋁絞線，干線型號為LGJ-120，分支線型號為LGJ-70。

水電網(wǎng)10kV配變總容量6320kVA，總負載預計為3926kW，配電容載比將達到1.6，符合農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則推薦的農(nóng)網(wǎng)容載比要求：農(nóng)村配電變壓器的容載比可取1.6～1.9。

另外，片區(qū)現(xiàn)有35kV變電站應改造為無人值守變電站。主變采用S11及以上節(jié)能型變壓器，35kV高壓配電裝置選用真空斷路器，10kV配電線路的各分支點增設真空開關。更換的配電變壓器選用S11型及以上節(jié)能配電變壓器或非晶合金鐵芯配電變壓器。

3.3改造目標

經(jīng)過對該水電直供電片區(qū)從上到下，從發(fā)電端到用戶端的一系列電網(wǎng)改造，電網(wǎng)的可靠度將大幅提高，線損將降低，在規(guī)劃期末，電網(wǎng)改造將實現(xiàn)表2所示控制目標。

表2電網(wǎng)改造技術指標控制目標

4結束語

農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)是農(nóng)村小水電的實體架構，建設和改造農(nóng)村小水電電網(wǎng)，可以充分利用當?shù)刎S富的水力資源，推動當?shù)亟?jīng)濟和社會的全面發(fā)展，又可以改善邊遠地區(qū)群眾的生產(chǎn)、生活條件，提高其生活質(zhì)量，同時減少了薪材砍伐量，改善了生態(tài)環(huán)境。

根據(jù)農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展需要，按照3年完成電網(wǎng)改造的設想，將現(xiàn)有片區(qū)水電網(wǎng)進行合理改造，更新設備、優(yōu)化路徑、重新依據(jù)負荷要求對配電系統(tǒng)進行升級，根據(jù)近期負荷量和發(fā)電量的變化，預測電網(wǎng)發(fā)展。改造后，電網(wǎng)內(nèi)設備全部采用了技術相對先進的節(jié)能型設備，節(jié)省了運行維護費用；變電站及線路重載、過載問題得到徹底解決；供電半徑合理；電能質(zhì)量會顯著改善。

借農(nóng)村水電直供電片區(qū)電網(wǎng)改造的契機，讓小水電成為新農(nóng)村建設和城鎮(zhèn)化建設的強有力的綠色動力。

中圖分類號：F426

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）04-0060-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.04.018

收稿日期：2015-02-02

作者簡介：史超（1978-），男，工程師，研究方向：電氣工程。