中压配电网升压改造应慎行

【摘 要】伴随克拉玛依油田及油城的快速发展，油城城区及附近油田用电负荷较快增长，现有6kV中压配电网已逐渐不能很好地适应快速增长的用电需求，采用10kV较6kV的优越性逐渐显现。但克拉玛依城区及周围油田配电网已具有一定规模，将配电电压由6kV全部过渡到10kV已非常困难，升压改造应慎行。提高中压配电网供电能力不一定要升压改造，提高中压配电线路线径来提高配电网供电能力也是一条有效途径。

【关键词】老城区 油田 中压配电网 升压改造 线径

1 问题的提出

由于历史的原因，克拉玛依城区中压配电电压一直是6kV。伴随克拉玛依油田的发展，克拉玛依城市的快速发展，人民生活水平的不断提高，克拉玛依市区及附近油田的用电呈现出较快的增长。随着城区负荷密度大幅增加以及城区供电范围（包括附近油田）的不断扩大，现有中压配电采用6kV电压的劣势逐渐显现，主要问题是6kV较10kV在同样供电线路情况下，供电能力和范围都要小很多，特别是克拉玛依老城区（主要指克拉玛依河以北区域）道路狭窄，用地紧张，建设新的电源变电所存在选择所址难的情况，而采用10kV较6kV有很多的优越性，可以减少变电所的数量、提高供电能力、提高供电半径等。于是有人提出了对老城区6kV配电网进行10kV升压改造的设想，但克拉玛依城区及附近油田电力网建设已经几十年，具备相当规模，如果进行升压改造，会带来哪些问题，是否可行，本文将对此进行详细分析和论证。

2 克拉玛依老城区及附近电网情况

克拉玛依城区及附近油田经过几十年的电力建设，电力网已具有一定规模：具有枢纽性质的110kV变电所3座：北郊110kV变电所（2×25MVA）朝阳110kV变电所（2×31.5+1×20MVA）、昆仑110kV变电所（2×31.5）；35kV变电所3座：风华变（2×8MVA）、三号变（2×8MVA）、南郊变电所（2×12.5MVA）。

克拉玛依老城区6座变电站所带的6kV线路覆盖了整个克拉玛依老城区及周边附近油田，供电范围东西约6km，南北约6km的范围。据粗略统计：有6kV电缆线路370km，6kV架空线路151km。6kV配电变压器1100台，总容量达304MVA，最大供电负荷达到80MW。

由此可见，克拉玛依老城区6kV中压配电网已具有比较大的规模。

3 国内城市及克拉玛依配电网电压等级情况

在我国，城市配电网电压等级在解放初期比较多，到70年代末已逐步统一到10kV，只有少数矿区城市有少量3.3kV以及6kV等等。

在克拉玛依，6kV电压等级是历史原因形成的，克拉玛依电网是伴随克拉玛依油田的开发建设而发展起来的，由于最初克拉玛依油田高压大容量用电设备如注水电机等设备要求6kV电压，这样就决定了克拉玛依的中压配电为6 kV电压，直到90年代初，随着10kV高压电机的出现，10kV电压等级才逐步在油田采用，在新开发的油田均采用10kV电压等级，老油田维持6 kV电压等级，而当时的克拉玛依城区用电规模比较小，因此克拉玛依城区配电电压等级也一直沿用6 kV未变。直到近些年随着克拉玛依市城南新区（大体在克拉玛依河的南部）的开发建设，该区域的中压配电网采用10kV，但老城区目前维持6 kV中压配电。

4 6kV配电升压10kV的优越性

（1）提高电压等级，可提高网络传输能力：在同等线路规格情况下，升压10kV后线路输送容量较6kV供电能力提高约0.67倍。（2）提高电压等级，可提高供电半径：在同等负荷情况下，升压10kV后线路输送距离较6kV提高约0.67倍。（3）提高电压等级，可提高电压质量：电压升至10kV，在同等负荷情况下，电压降减少64%。（4）提高电压等级，可降低线路损耗：在同等负荷、同等线路规格情况下，线路损耗降低64%。

从以上数据可以看出，10kV配电电压确有其优越性。

5 对油城老城区及附近电网进行6kV升压10kV的改造存在的主要问题

尽管10kV配电电压较6kV有很多优越性，但如果对油城老城区及附近电网进行6kV升压10kV的改造会存在哪些问题？

5.1 改造工作量巨大、投资巨大：

从整个城区机附近油田6kV升压10kV的改造所需要工作量看，需完成城区3个110kV变电所和3个35kV变电所的改造（需更换主变、所用电变、电压互感器、避雷器及6kV电缆等）、城区150km的6kV架空线路的改造、更换98km的6kV电缆线路、更换1100台6kV配电变压器（容量为50-1600kV），更换4500组6kV避雷器的更换等等。克拉玛依城区电网建设几十年，一步步发展起来，并且具有相当规模，对整个城区及周边油田进行大规模的改造，可以说，改造工作量急投资很大。

5.2 允许施工改造期短，情况复杂、操作难度极大，供电安全可靠性难以保证，影响城市建设

从时间上看，克拉玛依城区高峰负荷出现在夏季和冬季，春秋两季负荷最低，从目前城区六个变电所情况看，负荷高峰期每个变电所所带负荷都处在高负荷率状态，变电所主变及配电线路并不具备满足“N-1”准则的供电条件，此时变电所之间所带负荷难以相互转移，由于城区不能较长时间停电，因此为保证城市供电，城区变电所的改造不适合在夏冬两季，比较合适的时间在春季（4月-6月中旬3个月）和秋季（9、10两个月），完成如此巨大的工作量需在这5个月进行。在这么短时间要完成这么大工作量的改造难度很大。从以上分析可以看出，要在当年完成这么复杂而且工作量巨大的配电网升压改造几乎不可能，只能逐年分期实施，逐年进行。为减少停电时间，必然是边改造，边运行，这样必然形成6kV和10kV都在同时运行的复杂局面，由于6kV和10kV都同时在运行，一旦哪条线路故障，变电所及所带线路之间难以相互支援，城市供电安全可靠性难以保证，给运行安全管理带来很大安全隐患，将给城市建设及市民的日常生活将带来非常大的影响。

5.3 对于重要用户如医院、银行等重要用户，安全风险很大

对于重要用户如医院、银行、邮电等，用电负荷大都一二类，不允许停电，在改造中保证这些用户供电可靠性难度很大。很多高层建筑用户，变配电设施在地下室，对变压器等较大型电气设备进行更换，安全操作难度很大。

5.4 电缆线路施工会造成全市大面积开挖改造，市民正常生活将受到较大的影

由于升压改造牵涉到克拉玛依整个老城区，所有6kV电缆线路都必须更换10kV电缆，带来的问题是改造好的道路、绿化好的小区又要重新大面积的地面开挖、修复，需大量的协调工作要做；造成重复建设，将给全市人民的正常生活带来非常大的影响。

5.5 更换大量的变压器等全新设备，浪费严重

升压改造需更换老城区及附近油田所有6kV电压等级的变压器，包括110kV、35kV及6 kV变压器，容量由30kVA-31500 kVA，老城区大部分变压器为315 kVA -630 kVA，油田大部分容量大都在30kVA-160kVA以下，总数量超过千台，非常浪费。有人说可以将更换下来的变压器用于油田以后要建设的6kV配电网，但实际上能适合用的数量很少，因为油田需要大量是油区配电变压器，容量大都在160kVA以下，超过160 kVA的基本是油田的一些站场（如转油站、原油处理站的、注水站等各类站场），但数量相对很少，因此大部分很难找到去处，造成设备闲置，浪费严重。

5.6 影响城区周边的油田生产

由于黑油山低效油田等区域由老城区变电所供电，6kV升压10kV改造中，周边的油田也必须同时进行10kV升压改造改造，会给油田生产带来一定影响。

因此，综合以上分析，在经过几十年电力设施建设的电网进行大规模的升压改造是一件非常复杂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风险。

6 提高中压配电网供电能力并不一定非要采取升压改造的办法，采取提高中压配电线路线径来提高配电网供电能力也是一个非常有效措施

尽管升压改造是提高克拉玛依老城区中压10kV配电线路的供电能力有效措施，但鉴于克拉玛依老城区的实际情况以及以上分析的在升压改造中将存在的主要问题及安全风险，笔者认为不一定非要采取提高电压等级的办法来提高中压配电网的供电能力。可以采取以下措施：

（1）加大配电网导线截面，提高配电网供电能力：由于克拉玛依城区并不大，之所以出现中压配电网的供电能力不足的问题，主要是克拉玛依老城区 6kV配电网6kV配电线路主干线截面小，适应性差的问题，如相当一部分架空线路是95mm2架空绝缘线，如果将其改造成单回185 mm2或双回185 mm2架空绝缘线路，或根据具体情况采用大截面电力电缆（如185mm2、240mm2、300mm2、400mm2铜芯电缆），供电能力将大幅提高。（2）增加并列线路，提高配电网供电能力。根据具体情况增加等截面、等距离的线路并列运行，供电能力提高一倍。（3）新建配电干线采用大截面线缆（如185mm2架空绝缘线、240、300、400 mm2铜芯电缆，这种供电方式即可很好解决6kV电压等级供电能力和供电半径偏低的问题。

以上措施均可解决6kV电压等级供电能力和供电半径不足的问题，这种措施的最大优点是老城区现有6kV电气设施都可以充分利用，不浪费资源、节约投资。事实上，克拉玛依老城区绝大部分6kV电气设施是满足供电需求的，完全没必要通过升压改造将这部分设施更换掉，从而造成浪费，也可避免升压改造带来的安全风险。对于不满足供电要求的配电网通过更换大截面线缆以及增加新建大截面线缆的措施来解决。这样做对城市的用电、市民生活及城市的建设发展影响相对较小，同时也解决了老城区6kV电压等级供电能力和供电半径不足的问题。

7 结语

综上所述，将克拉玛依老城区及附近油田配电电压由现在的6kV全部过渡到10kV电压等级已非常困难。升压改造工作量非常巨大；改造难度和复杂性也非常之大；在施工中，其安全性及边施工边运行的供电可靠性很难保证，存在较大的安全风险；整个改造，更换下来110kV、35 kV变压器及大量6kV变压器、电缆等设备难找到去处，造成大量电力设施闲置，浪费严重。这样的改造对城区的用电、市民的生活及城市的建设发展，都将受到很大的影响。

由于升压改造在投资很大而且存在很大安全风险，因此笔者认为，克拉玛依老城区及附近油田进行中压配电6kV到 10kV的升压改造应慎行。笔者的建议是对于克拉玛依老城区及附近油田，仍维持目前现有6kV中压配电格局。针对目前克拉玛依中压配电存在的主要问题如6kV配电网主干线截面小，适应性差的问题，可采用新增大截面6kV线路与改造现有6kV线路由小截面为大截面或采用增设并列回路数的办法来解决。对于新开发的电力需求较大而地理位置又相对独立的区域，采用10kV中压配电是比较适宜的。

参考文献：

[1] 陈章潮.城市电网规划与改造（第二版），中国电力出版社.

[2] 方向晖.中低压配电网规划与设计基础，中国水利水电出版社.

[3]《工业与民用配电设计手册》（工厂配电设计手册）第三版，中国电力出版社.

[4] 丁山.翟世隆，电网线损实用技术问答.中国水利水电出版社.

作者简介：郑志先（1964—），男，河北人，大专，工程师，研究方向：电气。