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【摘要】城市电网是城市范围内为城市供电的各级电压电网的总称，是电力系统的主要负荷中心，也是城市现代化建设的重要基础设施。随着我国经济的快速发展以及进步，各种生产和生活用电需求也在不断增大，为缓解供电紧张的问题，我国各个地区的电力企业也在逐渐加大电网建设。而110千伏及其以下的配电网作为电网一个重要的构成因素，其对保障居民的生活用电以及地方经济的发展有重要意义。本文简要的分析了110kV及以下电网网架发展中的主要问题,并提出了应对改进措施。
【关键字】电网；110千伏；改进；措施
中图分类号：U665文献标识码： A
電网作为重要的基础性设施，承担着优化资源配置、保障能源安全、满足经济社会发展需求的重要作用。110千伏及以下配电网是电网的重要组成部分，是保障地方经济发展和居民生活用电的重要基础设施，要求其结构合理、运行灵活，能够提供安全、可靠、优质、高效的电力供应。
一、110千伏及其以下电网在发展过程中经常出现的问题
1、电网的设备水平
（1）GIS变电站比例低。
GIS变电站是当前较为先进的变电站类型，相较于传统变电站具有占地面积少、运行安全性高、经济适用等优点。GIS变电站比例低说明其推广力度不足，反映了我国电网现代化设备水平较低。
（2）配电自动化水平低下。
配电自动化应是建立在电力网架与设备及配电自动化系统的基础上，通过利用信息技术对配电系统进行科学的监控，以此为配电系统的正常运行和管理提供方便。实现配电自动化是电网发展紧跟信息化时代发展需求的必然趋势，但是我国电网发展中普遍存在配电自动化水平低这一问题，尤其在县城和农村表现尤为突出。
2、电网运行
（1）变压器及线路的重载或轻载比例高。变压器的重载或轻载比例高说明电网的运行效率不经济，也是电网发展中的常见问题之一。变压器的重载或轻载比例过高的原因也是多方面的，重载的主要原因是网架结构薄弱、电网建设滞后、用户供电方案不合理等。而轻载的主要原因是变电站接续线未完善、政策性影响导致负荷发生变化以及该变电站供电区域未进行合理规划等。线路重载比例高的原因主要有网架结构薄弱、线路导线截面小、负荷分配不均匀等。而轻载的原因主要有所带变电站受政策性影响导致负荷发生变化以及该变电站供电区域未进行合理规划、负荷分配不均匀等。
（2）变压器及线路等设备老化现象严重。电网中运行的变压器及线路等设备老化，一般是指运行年限超过20年的设备。虽然电网在不断地建设与改造，但设备老化现象仍然比较严重。其主要原因是由于电网的老旧设备数量较多、电网建设与改造的力度不够等。
3、电网的安全性
（1）互联率比较低是我国10千伏电网在发展中面临的一个普遍性的问题，也别是在一些县区的供电区，这种变现更加的突出。其主要原因是县级的供电区和市辖的供电区自身的负荷性质所决定的，通常市辖的供电区服务的重要用户比较高，其对可靠性以及安全性的要求也更高，因此，其10千伏及其以下电网在建设的过程中遵循的标准和投资的力度较县级的供电区要高。
（2）N-1的通过率也比较低。其中N-1的通过率作为校核电网的安全性的一个重要的指标，该指标必须要满足相关元件数量和总的元件数量之间的比值。其中元件主要有变压器与线路两种，在计算N-1的通过率的过程中，必须要综合考虑本级以及下一级的电网所具备的转供能力。变压器的N-1的通过率比较低主要是因为变压器负载率比较高，并且负荷也比较重，但是电网又不太灵活，致使下一级电网具备的转供能力相对较差。而线路自身N-1的通过率比较低通常是因为额定输送的功率比较小、线路的导线比较细以及线路所带的负荷比较大引起的。
4、电网的发展规模
（1）电网容载比偏高或偏低。容载比是某一供电区域，变电设备总容量（千伏安）与对应的总负荷（千瓦）的比值。合理的容载比与恰当的网架结构相结合，对于故障时负荷的有序转移，保障供电可靠性，以及适应负荷的增长需求都是至关重要的。容载比是保障电网发生故障时，负荷能否顺利转移的重要宏观控制指标。负荷增长率低，网络结构联系紧密，容载比可适当降低；负荷增长率高，网络结构联系不强，容载比应适当提高，以满足电网供电可靠性和负荷快速增长的需要。根据《城市电力网规划设计导则》要求，在经济增长和城市社会发展的不同阶段，对应的城网负荷增长速度可分为较慢、中等、较快三种情况，110～35千伏电网容载比分别为1.8～2.0、1.9～2.1、2.0～2.2。《农村电力网规划设计导则》要求，110～35千伏电网容载比为1.8～2.1。电网容载比偏高的主要原因是负荷水平较低，其产生原因是多方面的，不仅受国际、国内环境的影响，同时产业调整对其也会产生一定的影响，从而造成用电负荷下降。而容载比偏低的原因则是电网的发展滞后于经济的发展，不能满足负荷的快速发展需求。
（2）线路供电半径长。平均单条线路长度反映了线路的供电半径，线路的供电半径直接影响供电的电压质量、可靠性及线路损耗等指标。线路的供电半径长是配电网发展中的常见问题，其中10千伏及0.4千伏线路的供电半径长是较为突出的问题，尤其是在广大的农村及山区地区。根据《农村电力网规划设计导则》规定，农网10千伏线路的供电半径不应超过15公里，根据国家电网公司《农网完善工程技术要点》规定，10千伏线路城镇不宜超过4公里，农村不宜超过15公里；0.4千伏线路县城及经济发达地区不宜超过400米，其他地区不宜超过500米。造成线路供电半径长的原因有很多，有地理条件限制的原因，有规划设计的原因，也有投资较少的原因。
（3）可扩建变电容量占比低。可扩建变电容量表示某一电压等级变电站规划最终规模与目前投产规模的差值，可扩建容量占比则是现有变电站预留容量与该电压等级现有变电站总投运容量的比值。可扩建变电容量占比较低，而负荷发展水平较高，则说明仅通过现有的变电站扩建不能满足负荷发展的需求，需进行新增变电站布点来解决。可扩建变电容量占比较低的原因主要是由于过去变电站的设计理念及要求与现在不同，没有考虑预留变压器的位置。
二、改进措施
1、电网的设备水平
在110千伏及其以下电网建设的过程中，要按照现有的条件来加大对GIS设备的运用力度，通过多渠道来筹措资金，同时还要加大对10千伏的高损配变改造的力度，及时更换成S11以上或者是一些非晶合金的变压器，使电网的损耗不断降低。另外，还必须要强化配电系统自动化建设的力度，积极构成一个坚强、灵活、可靠以及安全的配电网络，并采用自动化程度比较高、技术比较先进以及运行比较可靠的设备，这样才能够使配电网的智能化水平以及技术装备水平得到同步提升。对配电自动化进行建设与改造时应该因地制宜、统一规划，按照当地的经济发展情况、配电网的网架结构、负荷的水平、设备的现状和不同地区对供电可靠性实际需求的不同来实施合理的规划与设计，同时还要选择合理的配电的自动化的实现方式，争取做到可靠、实用以及经济。
2、电网运行
针对电网运行方面变压器及线路负载不合理情况，应采取加快电网建设速度；不断优化和改造网架结构；增强电网负荷转移能力，以此减轻重载变压器及线路的负荷；制定科学合理的供电方案，进一步完善变电站接续线，更换合理的线路导线截面，根据电网运行情况均有分配电力负荷，制定有效的政策并对变电站供电区域进行科学的规划设计，通过以上这些改进措施来提高电网设备的使用效率。此外，对于电网设备老化情况，应加大力度进行改造和更新换代，例如通过大修、技改及直接更换全新设备等方式，以此改善电网设备老化情况，从而为电网运行安全、稳定提供可靠的保障。
3、电网的安全性
在电网安全性方面我们应采取加大对110千伏及以下配电网的发展投入力度，新增变电站布点，增容N-1通过率低的变电站，不断优化和改造负载率高、负荷较重的变压器和线路，以此提高变压器及线路的N-1通过率；与此同时，合理规划设计10千伏电网，加大10千伏电网线路联络开关和环网柜的投入建设力度，使10千伏电网建设标准合格达标，以此提高10千伏电网的互联率，从而进一步增强电网的安全可靠性。
4、电网的发展规模
对于容载比高的地区，应进一步加强需求侧管理，积极引导负荷的发展，同时适度减慢电网建设的速度。对于容载比低的地区，应加大110千伏及以下配电网设施的投资力度，新增110千伏及35千伏变电站布点，对负荷较重的变电站进行增容改造，以提高电网的容载比。通过新增布点，10千伏线路接续，可以缩短10千伏线路的供电半径，提高供电质量。同时国家正在实施农网改造升级，可对10千伏及0.4千伏线路进行改造优化，缩短供电半径。
三、结束语
近年来110kV电网发展迅速,网架结构日趋合理,主网结构得到加强,稳定水平提高。然而城市电网规划是个多目标性、不确定性、多阶段性等特点复杂的系统优化问题。完全依靠规划工作者的经验规划电力系统,已经远远不能满足现在电力系统的需求，我们应努力和城市建设规划协调发展,在完成好社会责任与效益的前提下,应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作,使经济效益的观点寓于城网规划之中,并不断的吸收和开发新技术，这样才能保证供电企业的可持续发展。
参考文献：
[1]国家电力调度通信中心。电网调度运行实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.
[2]范锡普。发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社,2003.
[3]王梅义,吴竟昌,蒙定中。大电网系统技术[M].北京:中国电力出版社,1995.
[4]王铮,程德才,姜浩。基于贝叶斯网络法的配电网可靠性评估[J].中国电力教育.2010(25)
[5]孙西方,泰永,梁英。基于电磁波检测的局部放电在线监测技术探讨[J].太原大学学报.2010(02)
[6]杨洪波,薛莉,刘淑娟,张海城。特殊情况下孤立电网电流保护整定计算[J].中国电力教育.2010(S1)
【关键字】电网；110千伏；改进；措施
中图分类号：U665文献标识码： A
電网作为重要的基础性设施，承担着优化资源配置、保障能源安全、满足经济社会发展需求的重要作用。110千伏及以下配电网是电网的重要组成部分，是保障地方经济发展和居民生活用电的重要基础设施，要求其结构合理、运行灵活，能够提供安全、可靠、优质、高效的电力供应。
一、110千伏及其以下电网在发展过程中经常出现的问题
1、电网的设备水平
（1）GIS变电站比例低。
GIS变电站是当前较为先进的变电站类型，相较于传统变电站具有占地面积少、运行安全性高、经济适用等优点。GIS变电站比例低说明其推广力度不足，反映了我国电网现代化设备水平较低。
（2）配电自动化水平低下。
配电自动化应是建立在电力网架与设备及配电自动化系统的基础上，通过利用信息技术对配电系统进行科学的监控，以此为配电系统的正常运行和管理提供方便。实现配电自动化是电网发展紧跟信息化时代发展需求的必然趋势，但是我国电网发展中普遍存在配电自动化水平低这一问题，尤其在县城和农村表现尤为突出。
2、电网运行
（1）变压器及线路的重载或轻载比例高。变压器的重载或轻载比例高说明电网的运行效率不经济，也是电网发展中的常见问题之一。变压器的重载或轻载比例过高的原因也是多方面的，重载的主要原因是网架结构薄弱、电网建设滞后、用户供电方案不合理等。而轻载的主要原因是变电站接续线未完善、政策性影响导致负荷发生变化以及该变电站供电区域未进行合理规划等。线路重载比例高的原因主要有网架结构薄弱、线路导线截面小、负荷分配不均匀等。而轻载的原因主要有所带变电站受政策性影响导致负荷发生变化以及该变电站供电区域未进行合理规划、负荷分配不均匀等。
（2）变压器及线路等设备老化现象严重。电网中运行的变压器及线路等设备老化，一般是指运行年限超过20年的设备。虽然电网在不断地建设与改造，但设备老化现象仍然比较严重。其主要原因是由于电网的老旧设备数量较多、电网建设与改造的力度不够等。
3、电网的安全性
（1）互联率比较低是我国10千伏电网在发展中面临的一个普遍性的问题，也别是在一些县区的供电区，这种变现更加的突出。其主要原因是县级的供电区和市辖的供电区自身的负荷性质所决定的，通常市辖的供电区服务的重要用户比较高，其对可靠性以及安全性的要求也更高，因此，其10千伏及其以下电网在建设的过程中遵循的标准和投资的力度较县级的供电区要高。
（2）N-1的通过率也比较低。其中N-1的通过率作为校核电网的安全性的一个重要的指标，该指标必须要满足相关元件数量和总的元件数量之间的比值。其中元件主要有变压器与线路两种，在计算N-1的通过率的过程中，必须要综合考虑本级以及下一级的电网所具备的转供能力。变压器的N-1的通过率比较低主要是因为变压器负载率比较高，并且负荷也比较重，但是电网又不太灵活，致使下一级电网具备的转供能力相对较差。而线路自身N-1的通过率比较低通常是因为额定输送的功率比较小、线路的导线比较细以及线路所带的负荷比较大引起的。
4、电网的发展规模
（1）电网容载比偏高或偏低。容载比是某一供电区域，变电设备总容量（千伏安）与对应的总负荷（千瓦）的比值。合理的容载比与恰当的网架结构相结合，对于故障时负荷的有序转移，保障供电可靠性，以及适应负荷的增长需求都是至关重要的。容载比是保障电网发生故障时，负荷能否顺利转移的重要宏观控制指标。负荷增长率低，网络结构联系紧密，容载比可适当降低；负荷增长率高，网络结构联系不强，容载比应适当提高，以满足电网供电可靠性和负荷快速增长的需要。根据《城市电力网规划设计导则》要求，在经济增长和城市社会发展的不同阶段，对应的城网负荷增长速度可分为较慢、中等、较快三种情况，110～35千伏电网容载比分别为1.8～2.0、1.9～2.1、2.0～2.2。《农村电力网规划设计导则》要求，110～35千伏电网容载比为1.8～2.1。电网容载比偏高的主要原因是负荷水平较低，其产生原因是多方面的，不仅受国际、国内环境的影响，同时产业调整对其也会产生一定的影响，从而造成用电负荷下降。而容载比偏低的原因则是电网的发展滞后于经济的发展，不能满足负荷的快速发展需求。
（2）线路供电半径长。平均单条线路长度反映了线路的供电半径，线路的供电半径直接影响供电的电压质量、可靠性及线路损耗等指标。线路的供电半径长是配电网发展中的常见问题，其中10千伏及0.4千伏线路的供电半径长是较为突出的问题，尤其是在广大的农村及山区地区。根据《农村电力网规划设计导则》规定，农网10千伏线路的供电半径不应超过15公里，根据国家电网公司《农网完善工程技术要点》规定，10千伏线路城镇不宜超过4公里，农村不宜超过15公里；0.4千伏线路县城及经济发达地区不宜超过400米，其他地区不宜超过500米。造成线路供电半径长的原因有很多，有地理条件限制的原因，有规划设计的原因，也有投资较少的原因。
（3）可扩建变电容量占比低。可扩建变电容量表示某一电压等级变电站规划最终规模与目前投产规模的差值，可扩建容量占比则是现有变电站预留容量与该电压等级现有变电站总投运容量的比值。可扩建变电容量占比较低，而负荷发展水平较高，则说明仅通过现有的变电站扩建不能满足负荷发展的需求，需进行新增变电站布点来解决。可扩建变电容量占比较低的原因主要是由于过去变电站的设计理念及要求与现在不同，没有考虑预留变压器的位置。
二、改进措施
1、电网的设备水平
在110千伏及其以下电网建设的过程中，要按照现有的条件来加大对GIS设备的运用力度，通过多渠道来筹措资金，同时还要加大对10千伏的高损配变改造的力度，及时更换成S11以上或者是一些非晶合金的变压器，使电网的损耗不断降低。另外，还必须要强化配电系统自动化建设的力度，积极构成一个坚强、灵活、可靠以及安全的配电网络，并采用自动化程度比较高、技术比较先进以及运行比较可靠的设备，这样才能够使配电网的智能化水平以及技术装备水平得到同步提升。对配电自动化进行建设与改造时应该因地制宜、统一规划，按照当地的经济发展情况、配电网的网架结构、负荷的水平、设备的现状和不同地区对供电可靠性实际需求的不同来实施合理的规划与设计，同时还要选择合理的配电的自动化的实现方式，争取做到可靠、实用以及经济。
2、电网运行
针对电网运行方面变压器及线路负载不合理情况，应采取加快电网建设速度；不断优化和改造网架结构；增强电网负荷转移能力，以此减轻重载变压器及线路的负荷；制定科学合理的供电方案，进一步完善变电站接续线，更换合理的线路导线截面，根据电网运行情况均有分配电力负荷，制定有效的政策并对变电站供电区域进行科学的规划设计，通过以上这些改进措施来提高电网设备的使用效率。此外，对于电网设备老化情况，应加大力度进行改造和更新换代，例如通过大修、技改及直接更换全新设备等方式，以此改善电网设备老化情况，从而为电网运行安全、稳定提供可靠的保障。
3、电网的安全性
在电网安全性方面我们应采取加大对110千伏及以下配电网的发展投入力度，新增变电站布点，增容N-1通过率低的变电站，不断优化和改造负载率高、负荷较重的变压器和线路，以此提高变压器及线路的N-1通过率；与此同时，合理规划设计10千伏电网，加大10千伏电网线路联络开关和环网柜的投入建设力度，使10千伏电网建设标准合格达标，以此提高10千伏电网的互联率，从而进一步增强电网的安全可靠性。
4、电网的发展规模
对于容载比高的地区，应进一步加强需求侧管理，积极引导负荷的发展，同时适度减慢电网建设的速度。对于容载比低的地区，应加大110千伏及以下配电网设施的投资力度，新增110千伏及35千伏变电站布点，对负荷较重的变电站进行增容改造，以提高电网的容载比。通过新增布点，10千伏线路接续，可以缩短10千伏线路的供电半径，提高供电质量。同时国家正在实施农网改造升级，可对10千伏及0.4千伏线路进行改造优化，缩短供电半径。
三、结束语
近年来110kV电网发展迅速,网架结构日趋合理,主网结构得到加强,稳定水平提高。然而城市电网规划是个多目标性、不确定性、多阶段性等特点复杂的系统优化问题。完全依靠规划工作者的经验规划电力系统,已经远远不能满足现在电力系统的需求，我们应努力和城市建设规划协调发展,在完成好社会责任与效益的前提下,应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作,使经济效益的观点寓于城网规划之中,并不断的吸收和开发新技术，这样才能保证供电企业的可持续发展。
参考文献：
[1]国家电力调度通信中心。电网调度运行实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.
[2]范锡普。发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社,2003.
[3]王梅义,吴竟昌,蒙定中。大电网系统技术[M].北京:中国电力出版社,1995.
[4]王铮,程德才,姜浩。基于贝叶斯网络法的配电网可靠性评估[J].中国电力教育.2010(25)
[5]孙西方,泰永,梁英。基于电磁波检测的局部放电在线监测技术探讨[J].太原大学学报.2010(02)
[6]杨洪波,薛莉,刘淑娟,张海城。特殊情况下孤立电网电流保护整定计算[J].中国电力教育.2010(S1)