山西省定襄县农村水电直供电片区电网改造规划

史　超

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

山西省定襄县农村水电直供电片区电网改造规划

史超

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

摘要：定襄县水电直供电片区电网建设年代久远，线路老化，配电设备落后，损耗高，已不能满足日益增长的供电负荷及供电质量的要求。依据《水利部关于编制农村水电直供电片区电网改造规划的通知》，对直供电片区电网现状进行了分析，提出了重点改造方案，按照3年完成电网改造的设想，将电网进行合理改造，更新设备、优化路径，重新依据负荷要求对配电系统进行升级，根据近期负荷量和发电量的变化，预测电网发展。

关键词：水电；直供电；农村；电网改造

1定襄县水电直供电片区概况

定襄县水电直供电片区电网供电范围为定襄县河边镇南庄地区的8个自然村,供电面积约91km2，除农村居民生活用电负荷外，尚有五座用于农村灌溉用途的小型泵站负荷。

该电网形成于上世纪70年代，于1992年与国电网正式并网。目前，直供电片区建有水电站5处，开发潜力仍然很大。由于建设年代久远及水电网络自身的局限性，线路老化，架设不规范，配电设备落后，损耗高，已不能满足日益增长的供电负荷及供电质量的要求。

2直供电网现状分析

农村水电直供电片区是通过建设小水电站，就近成网、就近供电形成的供电网络，历史上对解决当地无电、缺电问题发挥了重要作用。但是，农村水电直供电片区电网一直未纳入国家农村电网改造范围，这部分电网设备设施老化，供电安全可靠性差，供电损耗大，安全隐患多。

2.1直供电片区供电情况

定襄县农村水电直供电片区电网现有35kV变电站一座，即戎家庄35kV变电站，装机两台3150kVA升压变压器和一台用于直供电片区的1000kVA降压变压器；现有35kV输电线路24km，导线型号LGJ-70，连接戎家庄35kV变电站和国电网神山110kV变电站，该线路始建于1989年，1992年正式投入运行。由于线路所经地区雷电活动频繁，而线路没有全程架设避雷线，雷电直击线路现象时有发生，雷击停电损失严重。导线断裂，烧毁，已经危及安全运行，严重影响了供电安全性和可靠性。

水电直供电片区10kV电网现有10kV配电线路28km，导线型号LGJ-50或LGJ-35，配电变压器22台，总容量2600kVA。5座电站、22个负荷点和28km的10kV配电线路共同组成了直供电片区电网的10kV电网。以10kV线路为骨干的水电直供电网运行近40年，一直未能更新改造。原有混凝土电杆80%出现风化裂纹，导线线径偏小，雷击破股情况严重，倒杆断线事故时有发生。同时，各分支线路多数采用“T”接于主干线的方式，分支线路没有任何断路器或隔离开关，导致一处有故障，整个电网跳闸的局面。因此，整个10kV电网处于无保护状态，已经无法满足供电安全性和可靠性的要求，改造的需求已如在弦之箭。

2.2设备老化问题

片区配电变压器全部是上世纪70、80年代产品，型号为S7、SJL、SJ型，属于淘汰产品，高能耗，损耗高，设备老化，损坏严重，多数已超过其使用寿命的极限，存在极大的安全隐患。并且，由于负荷的增加，部分配电变压器处于长期过载状态。

直供电片区电网存在几十年，一直没有进行大范围改造，电网运行存在很多问题。水电网络结构简单，由于当时设计和施工的年代局限，线径偏小，线路迂回，已经不能满足日益增长的用电负荷需要；电网供配电设备落后，线路损耗、变压器损耗等非常大，电压质量无法满足供电要求。配电变压器均为高能耗产品，变损高，严重影响了供电的经济性。以上客观条件造成了目前现状：尽管水电供电成本低，但农民灯口电价仍然较高，一定程度上抵消了发展小水电带来的电价实惠。直供片区供电设备及供电水平数据见表1。

表1山西省定襄县直供电片区发供电设备及供电水平汇总

2.3资金问题

本片区电网一直没有得到改造的主要原因是由于资金问题。由于电网的损耗高，设备的故障率高，加之水电网自身的季节性差别，每年需要从国电网购入大量电量，水电网与国电网电价的差别影响了水电管理部门的效益，很难投入大量资金进行全面的电网改造。尤其是近年来，随着统筹城乡发展、建设新农村和小城镇建设、提高农民生活质量政策的落实，农村的电气化程度逐步提高，用电量急剧增长，供售电的不平衡，电网的超负荷运行，线损的严重已经成为农村经济发展的最大瓶颈。

3改造内容与目标

3.1高压输电线路及电网容量的改造

本水电直供电片区35kV输电线路现有导线截面基本能满足现有负荷。但是，根据《农村电网改造升级技术原则》，线路导线截面选择应满足负荷中长期发展要求，根据规划区域内饱和负荷值，按经济电流密度一次选定。110kV架空线路导线截面不宜小于185mm2，66kV不宜小于150mm2，35kV不宜小于120mm2。因此，片区35kV输电线路选用导线为LGJ-120，鉴于现有线路曾多次遭遇雷击，改造中，按全程架设避雷线设计，保证该线路的安全运行。

随着电气化时代的到来，随着项目区人口的增长，农村负荷预计将按每年10%递增，到预测期末，片区总负载预计将达到3926kW。直供电片区电网改造后，水电网10kV电网总容量为7800kVA（其中，戎家庄变电站4000kVA，生态水电站和新建水电站共计3800kVA）。那么，直供电片区的高压电网容载比将达到2.0，符合《农村电网改造升级技术原则》推荐的高压电网的容载比宜控制在1.5～2.1之间的要求。

3.2中压电网输电线路及设备容量的改造

依据《农村电网改造升级技术原则》要求，中压配电网主干线路导线截面选择应参考供电区域饱和负荷值，按经济电流密度选取。县城电网架空主干线截面不宜小于150mm2，乡村电网主干线不宜小于95mm2。本区电网导线截面多为50mm2或35mm2，截面明显偏小，加之日益增长的负荷需求，10kV线路已是伤痕累累，不堪重负。改造后，10kV导线选用钢芯铝绞线，干线型号为LGJ-120，分支线型号为LGJ-70。

水电网10kV配变总容量6320kVA，总负载预计为3926kW，配电容载比将达到1.6，符合农村电力网规划设计导则推荐的农网容载比要求：农村配电变压器的容载比可取1.6～1.9。

另外，片区现有35kV变电站应改造为无人值守变电站。主变采用S11及以上节能型变压器，35kV高压配电装置选用真空断路器，10kV配电线路的各分支点增设真空开关。更换的配电变压器选用S11型及以上节能配电变压器或非晶合金铁芯配电变压器。

3.3改造目标

经过对该水电直供电片区从上到下，从发电端到用户端的一系列电网改造，电网的可靠度将大幅提高，线损将降低，在规划期末，电网改造将实现表2所示控制目标。

表2电网改造技术指标控制目标

4结束语

农村水电直供电片区电网是农村小水电的实体架构，建设和改造农村小水电电网，可以充分利用当地丰富的水力资源，推动当地经济和社会的全面发展，又可以改善边远地区群众的生产、生活条件，提高其生活质量，同时减少了薪材砍伐量，改善了生态环境。

根据农村经济社会发展需要，按照3年完成电网改造的设想，将现有片区水电网进行合理改造，更新设备、优化路径、重新依据负荷要求对配电系统进行升级，根据近期负荷量和发电量的变化，预测电网发展。改造后，电网内设备全部采用了技术相对先进的节能型设备，节省了运行维护费用；变电站及线路重载、过载问题得到彻底解决；供电半径合理；电能质量会显著改善。

借农村水电直供电片区电网改造的契机，让小水电成为新农村建设和城镇化建设的强有力的绿色动力。

中图分类号：F426

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）04-0060-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.04.018

收稿日期：2015-02-02

作者简介：史超（1978-），男，工程师，研究方向：电气工程。