配電網(wǎng)建設(shè)與改造規(guī)劃是配電網(wǎng)建設(shè)與改造工程項目進行可行性研究和編制設(shè)計文件的主要依據(jù),應(yīng)根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》、《關(guān)于加快城市電網(wǎng)建設(shè)改造的若干意見》及《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》等規(guī)定進行編制,規(guī)劃應(yīng)符合城鄉(xiāng)發(fā)展總體規(guī)劃和省、大區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃的要求,使之具有可操作性、適應(yīng)性和指導(dǎo)性。
城市電網(wǎng)是城市范圍內(nèi)為城市供電的各級電壓電網(wǎng)的總稱,他一般包括送電網(wǎng)、高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)、低壓配電網(wǎng)以及網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電廠。城市電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要的組成部分,又是其主要的負荷中心,也是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。它具有用電量大、負荷密度高、對安全可靠和供電質(zhì)量要求高等特點。
農(nóng)村電網(wǎng)大部分是城市電網(wǎng)的延伸,特別在國家增加對農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造的投入后更是如此,城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的編制方法原則也適用于農(nóng)村的電力網(wǎng),農(nóng)村電網(wǎng)的規(guī)劃是?。ㄊ校?、縣城農(nóng)村電氣化的基礎(chǔ),又是整個電網(wǎng)規(guī)劃的組成部分,在編制農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃時既要遵循電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則,又要體現(xiàn)農(nóng)村電網(wǎng)的特點,符合國家農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)村生活用電的需要。
一、配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的目標要求
目前我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)有電送不進、用不上的問題十分嚴重,影響人民生活水平的提高和國民經(jīng)濟的發(fā)展,為此國家決定將城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造列入國家基礎(chǔ)建設(shè)范圍之內(nèi),投入巨額資金對城鄉(xiāng)電網(wǎng)進行大規(guī)模的建設(shè)和改造。而城市電力網(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是現(xiàn)代化城市必不可少的能源供應(yīng)系統(tǒng)。
對于城市電力網(wǎng)建設(shè)與改造的目標要求,主要包括以下幾個方面:
(1) 提高城市電力網(wǎng)整體供電能力,根除供電“卡脖子”現(xiàn)象;
(2) 提高城市電力網(wǎng)安全運行水平,增強抗御自然災(zāi)害的能力。城市供電可靠性要達到99.9%;大中城市中心區(qū)供電可靠性要達到99.99%。
(3) 提高電能質(zhì)量,降低線損。城市電力網(wǎng)電壓合格率應(yīng)達到98%,線損率降低至不大于10%。
(4) 注重環(huán)境保護,市區(qū)變電、配電設(shè)施的建設(shè)應(yīng)與環(huán)境相協(xié)調(diào),電磁環(huán)境應(yīng)符合標準。
對于農(nóng)村電力網(wǎng)建設(shè)和改造目標要求是著重解除供電設(shè)施陳舊、綜合線損高、供電能力不足和供電可靠性差等問題,經(jīng)過改造后的農(nóng)村電網(wǎng)應(yīng)達到以下要求:
(1)要把農(nóng)網(wǎng)高壓線損率降到10%以內(nèi),低壓線損率不超過12%;
(2)變電站10kv側(cè)功率因數(shù)達到0.9及以上,100 kva及以上電力用戶的功率因數(shù)達到0.9以上,農(nóng)業(yè)用戶的功率因數(shù)達到0.8及以上;
(3)用戶端電壓合格率達到90%以上,電壓允許偏差值應(yīng)達到表5—8的數(shù)值;
(4)城鎮(zhèn)地區(qū)10 kv供電可靠率達到國家電力公司可靠性中心提出的相關(guān)標準;
(5)農(nóng)村主變壓器容量與配電變壓器容量之比宜采用1:2.0左右,配電變壓器容量與用電設(shè)備容量之比宜采用1:1.8左右。
表1 農(nóng)網(wǎng)電壓允許偏差值
用戶端電壓(kv)
電壓允許偏差值(%)
用戶端電壓(v)
電壓允許偏差值(%)
35
-10— +10
380
-7— +7
10
-7— +7
220
-10— +7
二、電力網(wǎng)容載比
1.容載比的含義
變電容載比指電網(wǎng)同一電壓等級公用變電所的主變壓器總?cè)萘浚╧va)與其供電總負荷(kw)之比,簡稱容載比,它是配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的一個重要技術(shù)數(shù)據(jù)。在農(nóng)網(wǎng)中,還存在相當(dāng)數(shù)量放射式單電源供電接線方式。對于單電源供電的變電所及配電變壓器可按所、配電變壓器分別計算。
(1)容載比的估算公式
變電容載比的值可以用下式估算:
(1)
式中rs -變電容載比;
k1 -負荷分散系數(shù)(>1);
k2-負荷平均功率因數(shù);
k3 -變壓器運行率,過去曾采用變壓器的經(jīng)濟負載率(經(jīng)濟最大負荷與額定容量之比),現(xiàn)在修正為變壓器運行率,該率還含有事故儲備的因素;
k4-負荷發(fā)展儲備系數(shù),過去該系數(shù)包括事故儲備系數(shù)和負荷發(fā)展儲備系數(shù)兩部分,現(xiàn)事故儲備已包含在k3中,所以k4僅為負荷發(fā)展儲備系數(shù)。
2、農(nóng)村電力網(wǎng)容載比取值
(1)容載比取值對電網(wǎng)的影響
由容載比的定義可知,當(dāng)容載比取值增加時,在相同負荷水平下,變壓器總?cè)萘繉⒃黾?,使電網(wǎng)建設(shè)投資增加,也會使電網(wǎng)運行成本增加,從而使電費增加,或使電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟效益降低。因而容載比不宜取值過大。
相反,若容載比取值減小,可能使電網(wǎng)的適應(yīng)性變差,使調(diào)度不夠靈活,甚至發(fā)生卡脖子現(xiàn)象。因而,容載比取值也不宜過小。
原能源部和建設(shè)部1993年頒布的城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則對原水電部和建設(shè)部1985年頒發(fā)的城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則進行了修改,其中對容載比的推薦值分別予以減少:
對220kv變電所的容載比由可取1.8~2.0減為1.6~1.9;35~110kv變電所的容載比由可取2.2~2.5減為可取1.8~2.1。同時,還明確規(guī)定了應(yīng)加強和改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使之既可滿足供電可靠性要求又可降低容載比。提出了降低容載比的措施,如:變電所增加主變臺數(shù),次級電網(wǎng)增加轉(zhuǎn)移負荷的能力,提高功率因數(shù),提高自動化程度,提高各變電點負荷預(yù)測精度和變電容量配置精度等。
(2)農(nóng)網(wǎng)容載比的取值
由于農(nóng)網(wǎng)負荷季節(jié)性、時令性強,負荷峰谷差大,負荷率低,年最大負荷利用小時數(shù)低。研究表明,年最大負荷利用小時數(shù)低,使變壓器負載損耗比較低,因而使變壓器的經(jīng)濟負載率(經(jīng)濟最大負荷與額定容量之比)比城網(wǎng)高。對于農(nóng)村公用配電變壓器尤為明顯。解決這一問題,一方面是選用鐵損較低的變壓器,一方面是適當(dāng)降低農(nóng)網(wǎng)的容載比。
農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則推薦的農(nóng)網(wǎng)容載比為:35~110kv變電所的容載比可取1.8~2.1,以農(nóng)村負荷為主的變電所宜取下限值;農(nóng)村配電變壓器的容載比可取1.6~1.9。同時,容載比也可用式(1)進行計算。
過去,農(nóng)網(wǎng)容載比偏低,甚至出現(xiàn)卡脖子現(xiàn)象。隨著農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展,這一狀況不斷得到改善。農(nóng)網(wǎng)改造后,局部地區(qū)出現(xiàn)了農(nóng)網(wǎng)容載比過高的現(xiàn)象。今后,農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)采取措施,適當(dāng)控制和降低容載比。
三、農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)的主要技術(shù)原則
為確保農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造工程的質(zhì)量,明確農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造的技術(shù)要求和標準,控制建設(shè)規(guī)模,降低工程造價,提高經(jīng)濟效益,國家發(fā)展計劃委員會以計基礎(chǔ)[1999]555號文轉(zhuǎn)發(fā)國家電力公司制定的《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》,要求參照執(zhí)行?,F(xiàn)將其主要技術(shù)原則概述如下。
1.總體要求
(1)農(nóng)村電網(wǎng)改造工程,要注意整體布局和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,應(yīng)把農(nóng)村電網(wǎng)改造納入電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃;
(2)《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》規(guī)定:農(nóng)村電網(wǎng)線路供電半徑一般應(yīng)滿足下列要求:400v線路不大于0.5km;10kv線路不大于15km;35kv線路不大于40km;110kv線路不大于150km;
(3)在供電半徑過長或經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)宜增加變電站的布點,以縮短供電半徑。負荷密度小的地區(qū),在保證電壓質(zhì)量和適度控制線損的前提下,10kv線路供電半徑可以適當(dāng)延長。長遠目標為每鄉(xiāng)一座變電站,以保證供電質(zhì)量,滿足發(fā)展需要。dl499—92《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》根據(jù)負荷密度和供電地區(qū)形狀提供一個低壓供電半徑大致范圍,其基本原則和《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》是一致的,參見表2內(nèi)容:
表2 農(nóng)村低壓電網(wǎng)供電半徑(km)
供電地區(qū)形狀
受電設(shè)備容量密度(kw/k㎡)
<200
200-400
400—1000
>1000
塊狀(平地)
0.7—1.0
<0.7
<0.5
0.4
帶狀(山地)
0.8—1.5
<0.7
<0.5
-
(4) 在經(jīng)濟發(fā)達和有條件的地區(qū),電網(wǎng)改造工作要同調(diào)度自動化、配電自動化、變電站無人值班、無功優(yōu)化結(jié)合起來。暫時無條件的也在結(jié)構(gòu)布局、設(shè)備選擇等方面予以考慮。
改造后的農(nóng)村電網(wǎng)應(yīng)達到城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造的目標要求。
2.農(nóng)網(wǎng)的輸變電工程
(1)110kv輸變電工程的建設(shè)應(yīng)滿足10—15年用電發(fā)展規(guī)劃需要。工程建設(shè)必須嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范。變電站的建設(shè)應(yīng)從全局出發(fā),采用中等適用的標準。
(2)35kv變電站的建設(shè)應(yīng)堅持“密布點、短半徑”的原則,向“戶內(nèi)式、小型化、低造價、安全可靠、技術(shù)先進”的方向發(fā)展。標準可考慮10年負荷發(fā)展的要求,一般按兩臺主變設(shè)計。
同時要考慮無人值班情況,變電站進出線路盡量考慮雙回路及以上接線,線路應(yīng)采用環(huán)網(wǎng)接線方式開環(huán)運行,或根據(jù)情況采用單放射式接線方式。主變采用節(jié)能型變壓器,其他設(shè)備宜選用自動化、無油化、少維護產(chǎn)品。
(3)架空輸電線路的導(dǎo)線一般按表5—10中的經(jīng)濟電流密度選擇,并留有10年的發(fā)展裕度。導(dǎo)線截面不得小于70平方毫米。
3.10kv配電網(wǎng)
(1)農(nóng)村配電變壓器臺區(qū)應(yīng)按“小容量、密布點、短半徑”的原則建設(shè)和改造,新建和改造的臺區(qū),應(yīng)采用節(jié)能型低損耗配電變壓器,配電變壓器容量以現(xiàn)有負荷為基礎(chǔ),適當(dāng)留余地。新增加生活用電變壓器,單臺容量一般不超過100kva。
容量在315kva及以下的配電變壓器宜采用桿上配置,315kva以上的配電變壓器宜采用落地式安裝,選用多功能配電柜,不宜再建配電房。城鎮(zhèn)配電網(wǎng)應(yīng)采用環(huán)網(wǎng)布置,開環(huán)運行的結(jié)構(gòu)。鄉(xiāng)村配電線路以單放射式接線方式為主,較長的主干線或分支線裝設(shè)分段或分支開關(guān),有條件應(yīng)推廣使用自動重合器和自動分段器,并留有配電網(wǎng)自動化發(fā)展的余地。
(2)架空配電線路的導(dǎo)線一般按表3中經(jīng)濟密度選擇,并留有5年的發(fā)展裕度,導(dǎo)線截面不得小于35平方毫米。
表3 經(jīng)濟電流密度
材料
最大負荷利用小時(h)
3000以下
3000—5000
5000以上
銅芯
2.5
2.25
2.0
鋁芯
1.92
1.73
1.54
4.無功補償
(1)農(nóng)村電網(wǎng)無功補償,堅持全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡的原則。即集中補償與分散補償相結(jié)合,以分散補償為主;高壓補償與低壓補償相結(jié)合,以低壓補償為主;調(diào)壓與降損相結(jié)合,以降損為主。
(2)變電站宜采用密集型電容補償,按無功規(guī)劃進行補償。無功規(guī)劃時,可以按主變?nèi)萘康?0%—15%配置。100kva及以上的配電變壓器宜采用自動跟蹤補償。