中壓配電網(wǎng)升壓改造應(yīng)慎行

【摘 要】伴隨克拉瑪依油田及油城的快速發(fā)展，油城城區(qū)及附近油田用電負(fù)荷較快增長(zhǎng)，現(xiàn)有6kV中壓配電網(wǎng)已逐漸不能很好地適應(yīng)快速增長(zhǎng)的用電需求，采用10kV較6kV的優(yōu)越性逐漸顯現(xiàn)。但克拉瑪依城區(qū)及周圍油田配電網(wǎng)已具有一定規(guī)模，將配電電壓由6kV全部過(guò)渡到10kV已非常困難，升壓改造應(yīng)慎行。提高中壓配電網(wǎng)供電能力不一定要升壓改造，提高中壓配電線路線徑來(lái)提高配電網(wǎng)供電能力也是一條有效途徑。

【關(guān)鍵詞】老城區(qū) 油田 中壓配電網(wǎng) 升壓改造 線徑

1 問(wèn)題的提出

由于歷史的原因，克拉瑪依城區(qū)中壓配電電壓一直是6kV。伴隨克拉瑪依油田的發(fā)展，克拉瑪依城市的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，克拉瑪依市區(qū)及附近油田的用電呈現(xiàn)出較快的增長(zhǎng)。隨著城區(qū)負(fù)荷密度大幅增加以及城區(qū)供電范圍（包括附近油田）的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有中壓配電采用6kV電壓的劣勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，主要問(wèn)題是6kV較10kV在同樣供電線路情況下，供電能力和范圍都要小很多，特別是克拉瑪依老城區(qū)（主要指克拉瑪依河以北區(qū)域）道路狹窄，用地緊張，建設(shè)新的電源變電所存在選擇所址難的情況，而采用10kV較6kV有很多的優(yōu)越性，可以減少變電所的數(shù)量、提高供電能力、提高供電半徑等。于是有人提出了對(duì)老城區(qū)6kV配電網(wǎng)進(jìn)行10kV升壓改造的設(shè)想，但克拉瑪依城區(qū)及附近油田電力網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)幾十年，具備相當(dāng)規(guī)模，如果進(jìn)行升壓改造，會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題，是否可行，本文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)分析和論證。

2 克拉瑪依老城區(qū)及附近電網(wǎng)情況

克拉瑪依城區(qū)及附近油田經(jīng)過(guò)幾十年的電力建設(shè)，電力網(wǎng)已具有一定規(guī)模：具有樞紐性質(zhì)的110kV變電所3座：北郊110kV變電所（2×25MVA）朝陽(yáng)110kV變電所（2×31.5+1×20MVA）、昆侖110kV變電所（2×31.5）；35kV變電所3座：風(fēng)華變（2×8MVA）、三號(hào)變（2×8MVA）、南郊變電所（2×12.5MVA）。

克拉瑪依老城區(qū)6座變電站所帶的6kV線路覆蓋了整個(gè)克拉瑪依老城區(qū)及周邊附近油田，供電范圍東西約6km，南北約6km的范圍。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)：有6kV電纜線路370km，6kV架空線路151km。6kV配電變壓器1100臺(tái)，總?cè)萘窟_(dá)304MVA，最大供電負(fù)荷達(dá)到80MW。

由此可見(jiàn)，克拉瑪依老城區(qū)6kV中壓配電網(wǎng)已具有比較大的規(guī)模。

3 國(guó)內(nèi)城市及克拉瑪依配電網(wǎng)電壓等級(jí)情況

在我國(guó)，城市配電網(wǎng)電壓等級(jí)在解放初期比較多，到70年代末已逐步統(tǒng)一到10kV，只有少數(shù)礦區(qū)城市有少量3.3kV以及6kV等等。

在克拉瑪依，6kV電壓等級(jí)是歷史原因形成的，克拉瑪依電網(wǎng)是伴隨克拉瑪依油田的開(kāi)發(fā)建設(shè)而發(fā)展起來(lái)的，由于最初克拉瑪依油田高壓大容量用電設(shè)備如注水電機(jī)等設(shè)備要求6kV電壓，這樣就決定了克拉瑪依的中壓配電為6 kV電壓，直到90年代初，隨著10kV高壓電機(jī)的出現(xiàn)，10kV電壓等級(jí)才逐步在油田采用，在新開(kāi)發(fā)的油田均采用10kV電壓等級(jí)，老油田維持6 kV電壓等級(jí)，而當(dāng)時(shí)的克拉瑪依城區(qū)用電規(guī)模比較小，因此克拉瑪依城區(qū)配電電壓等級(jí)也一直沿用6 kV未變。直到近些年隨著克拉瑪依市城南新區(qū)（大體在克拉瑪依河的南部）的開(kāi)發(fā)建設(shè)，該區(qū)域的中壓配電網(wǎng)采用10kV，但老城區(qū)目前維持6 kV中壓配電。

4 6kV配電升壓10kV的優(yōu)越性

（1）提高電壓等級(jí)，可提高網(wǎng)絡(luò)傳輸能力：在同等線路規(guī)格情況下，升壓10kV后線路輸送容量較6kV供電能力提高約0.67倍。（2）提高電壓等級(jí)，可提高供電半徑：在同等負(fù)荷情況下，升壓10kV后線路輸送距離較6kV提高約0.67倍。（3）提高電壓等級(jí)，可提高電壓質(zhì)量：電壓升至10kV，在同等負(fù)荷情況下，電壓降減少64%。（4）提高電壓等級(jí)，可降低線路損耗：在同等負(fù)荷、同等線路規(guī)格情況下，線路損耗降低64%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，10kV配電電壓確有其優(yōu)越性。

5 對(duì)油城老城區(qū)及附近電網(wǎng)進(jìn)行6kV升壓10kV的改造存在的主要問(wèn)題

盡管10kV配電電壓較6kV有很多優(yōu)越性，但如果對(duì)油城老城區(qū)及附近電網(wǎng)進(jìn)行6kV升壓10kV的改造會(huì)存在哪些問(wèn)題？

5.1 改造工作量巨大、投資巨大：

從整個(gè)城區(qū)機(jī)附近油田6kV升壓10kV的改造所需要工作量看，需完成城區(qū)3個(gè)110kV變電所和3個(gè)35kV變電所的改造（需更換主變、所用電變、電壓互感器、避雷器及6kV電纜等）、城區(qū)150km的6kV架空線路的改造、更換98km的6kV電纜線路、更換1100臺(tái)6kV配電變壓器（容量為50-1600kV），更換4500組6kV避雷器的更換等等?？死斠莱菂^(qū)電網(wǎng)建設(shè)幾十年，一步步發(fā)展起來(lái)，并且具有相當(dāng)規(guī)模，對(duì)整個(gè)城區(qū)及周邊油田進(jìn)行大規(guī)模的改造，可以說(shuō)，改造工作量急投資很大。

5.2 允許施工改造期短，情況復(fù)雜、操作難度極大，供電安全可靠性難以保證，影響城市建設(shè)

從時(shí)間上看，克拉瑪依城區(qū)高峰負(fù)荷出現(xiàn)在夏季和冬季，春秋兩季負(fù)荷最低，從目前城區(qū)六個(gè)變電所情況看，負(fù)荷高峰期每個(gè)變電所所帶負(fù)荷都處在高負(fù)荷率狀態(tài)，變電所主變及配電線路并不具備滿足“N-1”準(zhǔn)則的供電條件，此時(shí)變電所之間所帶負(fù)荷難以相互轉(zhuǎn)移，由于城區(qū)不能較長(zhǎng)時(shí)間停電，因此為保證城市供電，城區(qū)變電所的改造不適合在夏冬兩季，比較合適的時(shí)間在春季（4月-6月中旬3個(gè)月）和秋季（9、10兩個(gè)月），完成如此巨大的工作量需在這5個(gè)月進(jìn)行。在這么短時(shí)間要完成這么大工作量的改造難度很大。從以上分析可以看出，要在當(dāng)年完成這么復(fù)雜而且工作量巨大的配電網(wǎng)升壓改造幾乎不可能，只能逐年分期實(shí)施，逐年進(jìn)行。為減少停電時(shí)間，必然是邊改造，邊運(yùn)行，這樣必然形成6kV和10kV都在同時(shí)運(yùn)行的復(fù)雜局面，由于6kV和10kV都同時(shí)在運(yùn)行，一旦哪條線路故障，變電所及所帶線路之間難以相互支援，城市供電安全可靠性難以保證，給運(yùn)行安全管理帶來(lái)很大安全隱患，將給城市建設(shè)及市民的日常生活將帶來(lái)非常大的影響。

5.3 對(duì)于重要用戶如醫(yī)院、銀行等重要用戶，安全風(fēng)險(xiǎn)很大

對(duì)于重要用戶如醫(yī)院、銀行、郵電等，用電負(fù)荷大都一二類，不允許停電，在改造中保證這些用戶供電可靠性難度很大。很多高層建筑用戶，變配電設(shè)施在地下室，對(duì)變壓器等較大型電氣設(shè)備進(jìn)行更換，安全操作難度很大。

5.4 電纜線路施工會(huì)造成全市大面積開(kāi)挖改造，市民正常生活將受到較大的影

由于升壓改造牽涉到克拉瑪依整個(gè)老城區(qū)，所有6kV電纜線路都必須更換10kV電纜，帶來(lái)的問(wèn)題是改造好的道路、綠化好的小區(qū)又要重新大面積的地面開(kāi)挖、修復(fù)，需大量的協(xié)調(diào)工作要做；造成重復(fù)建設(shè)，將給全市人民的正常生活帶來(lái)非常大的影響。

5.5 更換大量的變壓器等全新設(shè)備，浪費(fèi)嚴(yán)重

升壓改造需更換老城區(qū)及附近油田所有6kV電壓等級(jí)的變壓器，包括110kV、35kV及6 kV變壓器，容量由30kVA-31500 kVA，老城區(qū)大部分變壓器為315 kVA -630 kVA，油田大部分容量大都在30kVA-160kVA以下，總數(shù)量超過(guò)千臺(tái)，非常浪費(fèi)。有人說(shuō)可以將更換下來(lái)的變壓器用于油田以后要建設(shè)的6kV配電網(wǎng)，但實(shí)際上能適合用的數(shù)量很少，因?yàn)橛吞镄枰罅渴怯蛥^(qū)配電變壓器，容量大都在160kVA以下，超過(guò)160 kVA的基本是油田的一些站場(chǎng)（如轉(zhuǎn)油站、原油處理站的、注水站等各類站場(chǎng)），但數(shù)量相對(duì)很少，因此大部分很難找到去處，造成設(shè)備閑置，浪費(fèi)嚴(yán)重。

5.6 影響城區(qū)周邊的油田生產(chǎn)

由于黑油山低效油田等區(qū)域由老城區(qū)變電所供電，6kV升壓10kV改造中，周邊的油田也必須同時(shí)進(jìn)行10kV升壓改造改造，會(huì)給油田生產(chǎn)帶來(lái)一定影響。

因此，綜合以上分析，在經(jīng)過(guò)幾十年電力設(shè)施建設(shè)的電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的升壓改造是一件非常復(fù)雜而且安全施工操作上要求非常高的事情，安全上也存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。

6 提高中壓配電網(wǎng)供電能力并不一定非要采取升壓改造的辦法，采取提高中壓配電線路線徑來(lái)提高配電網(wǎng)供電能力也是一個(gè)非常有效措施

盡管升壓改造是提高克拉瑪依老城區(qū)中壓10kV配電線路的供電能力有效措施，但鑒于克拉瑪依老城區(qū)的實(shí)際情況以及以上分析的在升壓改造中將存在的主要問(wèn)題及安全風(fēng)險(xiǎn)，筆者認(rèn)為不一定非要采取提高電壓等級(jí)的辦法來(lái)提高中壓配電網(wǎng)的供電能力?？梢圆扇∫韵麓胧?/p>

（1）加大配電網(wǎng)導(dǎo)線截面，提高配電網(wǎng)供電能力：由于克拉瑪依城區(qū)并不大，之所以出現(xiàn)中壓配電網(wǎng)的供電能力不足的問(wèn)題，主要是克拉瑪依老城區(qū) 6kV配電網(wǎng)6kV配電線路主干線截面小，適應(yīng)性差的問(wèn)題，如相當(dāng)一部分架空線路是95mm2架空絕緣線，如果將其改造成單回185 mm2或雙回185 mm2架空絕緣線路，或根據(jù)具體情況采用大截面電力電纜（如185mm2、240mm2、300mm2、400mm2銅芯電纜），供電能力將大幅提高。（2）增加并列線路，提高配電網(wǎng)供電能力。根據(jù)具體情況增加等截面、等距離的線路并列運(yùn)行，供電能力提高一倍。（3）新建配電干線采用大截面線纜（如185mm2架空絕緣線、240、300、400 mm2銅芯電纜，這種供電方式即可很好解決6kV電壓等級(jí)供電能力和供電半徑偏低的問(wèn)題。

以上措施均可解決6kV電壓等級(jí)供電能力和供電半徑不足的問(wèn)題，這種措施的最大優(yōu)點(diǎn)是老城區(qū)現(xiàn)有6kV電氣設(shè)施都可以充分利用，不浪費(fèi)資源、節(jié)約投資。事實(shí)上，克拉瑪依老城區(qū)絕大部分6kV電氣設(shè)施是滿足供電需求的，完全沒(méi)必要通過(guò)升壓改造將這部分設(shè)施更換掉，從而造成浪費(fèi)，也可避免升壓改造帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于不滿足供電要求的配電網(wǎng)通過(guò)更換大截面線纜以及增加新建大截面線纜的措施來(lái)解決。這樣做對(duì)城市的用電、市民生活及城市的建設(shè)發(fā)展影響相對(duì)較小，同時(shí)也解決了老城區(qū)6kV電壓等級(jí)供電能力和供電半徑不足的問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將克拉瑪依老城區(qū)及附近油田配電電壓由現(xiàn)在的6kV全部過(guò)渡到10kV電壓等級(jí)已非常困難。升壓改造工作量非常巨大；改造難度和復(fù)雜性也非常之大；在施工中，其安全性及邊施工邊運(yùn)行的供電可靠性很難保證，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)；整個(gè)改造，更換下來(lái)110kV、35 kV變壓器及大量6kV變壓器、電纜等設(shè)備難找到去處，造成大量電力設(shè)施閑置，浪費(fèi)嚴(yán)重。這樣的改造對(duì)城區(qū)的用電、市民的生活及城市的建設(shè)發(fā)展，都將受到很大的影響。

由于升壓改造在投資很大而且存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)，因此筆者認(rèn)為，克拉瑪依老城區(qū)及附近油田進(jìn)行中壓配電6kV到 10kV的升壓改造應(yīng)慎行。筆者的建議是對(duì)于克拉瑪依老城區(qū)及附近油田，仍維持目前現(xiàn)有6kV中壓配電格局。針對(duì)目前克拉瑪依中壓配電存在的主要問(wèn)題如6kV配電網(wǎng)主干線截面小，適應(yīng)性差的問(wèn)題，可采用新增大截面6kV線路與改造現(xiàn)有6kV線路由小截面為大截面或采用增設(shè)并列回路數(shù)的辦法來(lái)解決。對(duì)于新開(kāi)發(fā)的電力需求較大而地理位置又相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，采用10kV中壓配電是比較適宜的。

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作者簡(jiǎn)介：鄭志先（1964—），男，河北人，大專，工程師，研究方向：電氣。