廣州城市配電網現狀及發(fā)展

1、本期專題廣州城市配電網現狀及發(fā)展 2009-03-04 15:09:55  作者：廣州供電局 龔建平  來源：輸配電產品應用變壓器及儀器儀表卷 總第78期·摘要：本文從廣州地區(qū)負荷發(fā)展、110千伏配網的接線方式及原則、10千伏配網的接線發(fā)展方向及原則等幾個方面，介紹了廣州配網的總體情況、技術特點、存在問題及今后的發(fā)展趨勢。1引言廣州城市電網經過了100多年的發(fā)展，特別是近30年的迅猛膨脹，已經成為中國第三大城市電網。自2002年中國南方電網公司成立以來，廣州電網進入一個全新的高速發(fā)展階段。以打造一個結構合理，技術先進，安全可靠，適度超前的城市電

2、網為目標，成為中國南方電網公司，廣東電網公司的重要樞紐和組成部分。經過多年的發(fā)展和實踐，廣州城市配電網形成了一些自己鮮明的技術特點。以下著重介紹廣州配電網的總體情況、技術特點、存在問題及今后的發(fā)展。2廣州電網總體情況廣州市轄區(qū)面積7434平方公里。廣州市現有常住人口1005萬人，其中戶籍人口773萬人，流動人口年均在466萬人左右?，F有供電用戶405萬戶，其中工業(yè)用戶21萬戶，商業(yè)用戶24萬戶，居民用戶355萬戶，其它用戶5萬戶。廣州供電局是廣州地區(qū)唯一的電力供應商。2007年廣州電網最高負荷達9282萬千瓦，同比增長15.48；完成供電量485億千瓦時，同比增長12.86。2008年廣州電網

3、最高負荷達974.6萬千瓦，同比增長5；08年110月總供電量431億千瓦時，同比增長5.24。第一、二、三產業(yè)及城鄉(xiāng)居民生活用電量占全社會用電量的比重分別為0.74、59.37、22.83、17.06。受社會電力需求增幅不斷下降的影響，廣州電網今年的負荷和供電量的增幅同比均有所下降。廣州電網目前所采用的電壓等級為500千伏一220千伏一110千伏一10千伏0.4千伏五級電壓等級，其中，110千伏、10千伏、0.4千伏分別構成廣州地區(qū)的高、中、低三電壓等級配電網。至2008年11月底，廣州電網已運行的110千伏及以上變電站總數202座，主變484臺，變電容量3797萬千伏安。其中500千伏變電

4、站3座，主變24臺，變電容量650.4萬千伏安；220千伏變電站31座，主變78臺，變電容量1500萬千伏安；110千伏變電站168座，主變382臺，變電容量1646.6萬千伏安；35千伏及以上輸電線路595回（其中僅存的3同35千伏在從化、增城北部山區(qū)為小水電上網線路），總長度約5391.47千米。10千伏配網公用饋線3607回，10千伏架空線路10343千米，電纜線路12052千米；公用配變23800臺，容量1126萬千伏安；配電房20809間，高壓開關柜53023臺，柱上開關2874臺。2008年，廣州地區(qū)電網220千伏容載比為1.6，110千伏電網容載比為1.9。容載比明顯偏低，電網發(fā)

5、展嚴重滯后于負荷發(fā)展和電力需求。3廣州城市電網發(fā)展歷史3.1廣州電網發(fā)展歷史1888年廣州地區(qū)在兩廣總督衙門首次使用電燈照明，1890年廣州開辦電燈公司，1919年建成第一座發(fā)電廠一伍仙門電廠，并建成2.3千伏配電網，這是廣州配電網最早的雛形。1950年到1978年，廣州電力工業(yè)有較大發(fā)展：（1）19501952年出現6千伏電壓等級；（2）19531957年，新中國成立后執(zhí)行第一個五年計劃，廣州由消費城市向工業(yè)城市轉變，電網有較大的發(fā)展，電網最高等級為35千伏。1955年，35千伏赤崗一黃埔島輸變電工程建成投產，這是廣東省第一回35千伏線路和第一座35千伏變電站。（3）19581965年期間，

6、廣州電網先后出現110千伏、220千伏電壓等級。1958年投產的流溪河水電廠至廣州110千伏線路。1959年110千伏員村變電站投產，成為廣東省第一座110千伏變電站。1963年新豐江水電廠至廣州建成全省首條220千伏廣新線，同時，220千伏棠下站建成，廣州電網從此發(fā)展到220千伏等級時代。1978年起，廣州電網在改革開放的春風中迎來了發(fā)展壯大期，電網規(guī)模幾乎每6年就會翻番。1992年，500千伏增城變電站建成投產，廣州電網最高電壓等級到了500千伏：2000年，廣州第二個500千伏變電站一500千伏北郊變電站建成投產，成為“西電東送”在廣州地區(qū)的一個重要樞紐，廣州電網也逐步形成了以500千伏

7、及220千伏為主干網、以110千伏及10千伏為配電網的強大齊全的中心城市電網。至2008年7月，廣州第200座變電站220千伏迎賓變電站順利投產，廣州成為全國第一個擁有200座110千伏以上變電站的省會城市。3.2廣州市經濟發(fā)展狀況廣州是中國最早改革開放的城市之一，自改革開放以來，經濟社會一直處于高速發(fā)展之中。全市國內生產總值由1980年的57.5億元增至2007年的7050.78億元，其中“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”期間年平均增長率分別為12.7、10.8、20.2、13.1、13.8。廣州市綜合經濟實力居國內城市第三位。預計“十一五”期間GDP年均增長12，到2010年

8、達到9500億元，全市人均GDP達到1萬美元，達到中等發(fā)達國家水平。展望2020年，全市人均GDP比2010年再翻一番，基本達到發(fā)達國家水平。3.3廣州電力負荷及供電量發(fā)展史改革開放促進了經濟社會的持續(xù)快速發(fā)展，廣州電網供電負荷及供電量也以驚人的速度一路攀升：廣州1980年全市最高電力負荷50萬千瓦、供電量31.5億千瓦時；1990年最高負荷是112萬千瓦、供電量65.19億千瓦時；2000年最高負荷為402萬千瓦、供電量209.7億千瓦時，2008年實際最高供電負荷974.6萬千瓦，預計供電量約507億千瓦時。廣州市近28年最高供電負荷記錄如下表1。表l：廣州市近年負荷水平 年份最高供電負荷

9、（萬千瓦）增長幅度()年供電量（億千瓦時）增長幅度()198050.231.51990112.165.191999329.1182.52000402.122.18209.714.92001451.012.16224.572002496.210.02255.613.82003581.717.2330218.12004637.79.6334614.62005728.014.2386.711.82006802.810.3429.711.12007928.215.648613.12008974.65.0507（預計）4.5（預計）圖1廣州電網今年最高供電負荷及年供電量變化趨勢圖廣州市2008年的最高負

10、荷是1980年的19.5倍，是1990年的8.7倍。從1980年至今28年的時間里，廣州電網年均負荷增長速度接近11.2；而最近18年里（1990年至今），年均負荷增長速度更是達到了驚人的12.5左右。2008年，廣州市供電量是1980年的16.1倍，是1990年的7.78倍，28年間供電量年均增長速度約為10.5；最近18年里，供電量年均增長速度超過12。目前，廣州市第一、二、三產業(yè)及城鄉(xiāng)居民生活用電量占全社會用電量的比重分別為0.74、59.37、22.83、17.06，其用電量構成示意圖如圖2所示。其中，工業(yè)負荷構成主要以鋼鐵（特種鋼）、汽車制造、石油化工、中小加工業(yè)等為主，一些高耗能行

11、業(yè)如水泥廠、小型鋼廠已于近兩年逐步關停。圖2廣州地區(qū)全社會用電量構成示意圖未來廣州的產業(yè)發(fā)展方向最要是以精細化工、重型裝備制造業(yè)、汽車制造業(yè)、生物制藥、信息產業(yè)、煙草、獨具特色的中小加工業(yè)等為主導，從而帶動交通、海港、空港、物流等第三產業(yè)的發(fā)展，呈現出二三產業(yè)并重、互為促進的局面。按照廣州目前經濟發(fā)展態(tài)勢，即使實施產業(yè)結構調整，走集約型經濟發(fā)展的道路，廣州第二、三產業(yè)的電力需求仍將持續(xù)高速增長；此外，隨著人民生活水平的改善，廣州居民用電需求的增長將會是將來負荷增長中的重要因素之一。綜合各種因素，廣州地區(qū)未來幾十年內，電力需求仍然會保持高速增長。4廣州城市配電網現狀特點4.1廣州城市配電網特點4

12、.1.1110千伏電網廣泛采用“3T”接線目前，廣州供電局110千伏電網廣泛采用“3T”接線。每座110千伏變電設3臺主變，接線一般采用線路變壓器組，在變電站高壓側不設母線，每臺主變只設1臺進線開關。從上一級220千伏變電站輸出的每條110千伏線路上接3臺來自不同變電站的主變。采用這種“3T”接線具有電網結構簡單，所用設備元件少，節(jié)約了電網投資及變電站用地，其保護設置容易，調度運行方式靈活，可靠性相對較高。圖3-1110千伏變電站站內“3T”接線示意圖圖32典型110千伏線路“3T”接線示意圖與普通的帶母線的110千伏變電站相比，如果按一個變電站3臺主變考慮，采用“3T”接線將會至少節(jié)省高壓開

13、關5個，節(jié)約占地面積約1000平方米。由于110千伏電網“3T”接線具有以上優(yōu)點，我局在上世紀80年代末就開始在110千伏電網“3T”接線的探索，并逐步在電網建設與改造中采用，到目前為止，110千伏電網“3T”接線在廣州電網已被廣泛采用，全局110千伏電網采用“3T”接線的比例超過80，中心城區(qū)的110千伏變電站基本都已采用此接線。我局在多年的110千伏電網“3T”接線的探索實踐中總結出了110千伏“3T”接線的一些基本原則：（1）同一110千伏變電站的3臺主變應T接在3條不同的110千伏出線上；（2）同一110千伏變電站的不同主變所T接的110千伏線路應來自不同的220千伏變電站或至少要保證

14、來自同一220千伏變電站的不同的母線段；（3）從不同的220千伏變電站或同一220千伏變電站不同母線引出的2條110千伏出線上不得同時T接來自相同3個變電站的6臺主變；（4）應優(yōu)先選擇在兩條110千伏出線的第一段T接一個變電站的兩臺主變，考慮避免兩條110千伏線路的第二、三段同時T接兩個相同110千伏變電站主變的接線。換而言之，兩條饋線的第二、三段最多只共同T接一個110千伏變電站主變，在兩條饋線第二、三段上另外所T接的主變應來自兩個不同的110千伏變電站。如果條件允許，最好是每2條110千伏出線上所接6臺變壓器中只有2臺是同一個110千伏站。（5）在同等條件下優(yōu)先考慮一個110千伏變電站主變

15、在不同的500千伏片區(qū)內的220千伏變電站的110千伏出線、不同鏈上或環(huán)上的220千伏變電站的110千伏出線上T接。按以上原則構建的110千伏電網可以達到以下目的：（1）當一條110千伏線路出現故障時，相關各站上的用電負荷都不受影響；（2）當一臺110千伏主變出現故障時，該站的用電負荷都不受影響；（3）當220千伏變電站的一段110千伏母線出現故障時，相關各站的用電負荷不受影響；（4）在滿足運行要求的前提下（包括N1狀態(tài)下不損失負荷）導線的截面可以選得較小，以減少投資；（5）當出現500千伏、220千伏變電站停運或者主變故障時，受影響的停電范圍將可以縮小。4.1.2主變容量選擇廣州地區(qū)目前運行

16、中的主變容量以63MVA、50MVA、40MVA三種容量為主，北部山區(qū)存在少量31.5MVA、20MVA主變。新建110千伏工程除了從化、增城北部等負荷密度低的地方選用40MVA外，其它地方均按63MVA主變容量來建設。4.1.3變壓器中性點接地方式廣州地區(qū)目前實行的變壓器中性點接地方式主要有直接接地和小電阻接地，其中，110千伏系統采用變壓器中性點直接接地運行。10千伏系統主要采用經接地變壓器及小電阻（10）接地運行，在邊遠郊區(qū)可采用不接地運行。4.1.410千伏接線介紹廣州地區(qū)10千伏配網接線貫徹“N1”供電準則，電纜網采用“21”、“31”環(huán)網接線；架空網采用單聯絡、雙聯絡接線。該類接線

17、操作簡單，新增負荷接入方便；具有非常強的負荷轉供能力與運行靈活性，有利于配網自動化的實施；經濟性和可靠性共存。經過多年的發(fā)展及總結，制定了一些基本原則：1.電纜網1）環(huán)網接線模式中每回線路的環(huán)路電纜截面應為300mm2或240mm2，其中變電站至第一個開關房（綜合房）的電纜截面應為300mm2。2）環(huán)網接線模式中每回線路最終總裝見容量不宜超過12000千伏A。3）環(huán)網接線模式中每回線路應在適當位置設置開關房（綜合房），每個開關房（綜合房）直接接入容量一般不應超過3000千伏A。4）環(huán)網接線模式中有聯絡關系的兩回線路應優(yōu)先選取來自不同變電站，當無法實現時，則必須來自同一變電站的不同10千伏母線。

18、5）要求電纜網“31”環(huán)網接線中，每回線路的兩個聯絡點必須設置在不同開關房（綜合房）中，線路中段的聯絡點應盡量在靠近線路負荷等分點的位置接入，以均衡負載。電纜網接線模式圖46：圖4電纜網“2-1”環(huán)網接線圖5電纜網“31”環(huán)網接線（3回線路為1組）圖6電纜網“31”環(huán)網接線(4回線路為1組)2.架空網1）架空網聯絡接線模式線路主干線截面選用240mm2，次干線選用150mm2，分支線選用用70mm2，聯絡線截面應與主干線一致。2）架空網聯絡接線模式每回線路最終總裝見容量不宜超過12000千伏A。3）架空網聯絡接線模式線路每路分支線長度一般不宜超過3km且掛接裝見容量一般不宜超過3000千伏A，

19、對于超出上述標準的分支線，應考慮將其轉變?yōu)槁摻j線或次干線。4）架空網聯絡接線模式線路應在主干線、次干線及較大分支線安裝分段開關。其中主干線、次干線分段根據線路長度(12km)、每段所掛接的裝機容量（20003000千伏A）等因素綜合確定，但主干線一般不宜超過5段，次干線一般不超過2段；分支線一般只在線路起始端附近安裝1個分段開關。5）在變電站保護具備條件時，建議使用架空自動化開關。6）架空網聯絡接線模式應避免有聯絡關系的兩回線路同桿同塔架設。7）架空網聯絡接線模式有聯絡關系的兩回線路應優(yōu)先選取來自不同變電站，當無法實現時，則必須來自同一變電站的不同10千伏母線。8)架空網單聯絡接線聯絡開關位置

20、應盡量選取在線路后段安裝。9)架空網雙聯絡接線每回線路的兩個聯絡點之間必須至少有1個分段開關，并且該分段開關位置應盡量接近線路的負荷等分點。架空網接線模式圖79：圖7架空網單聯絡接線圖8架空網雙聯絡接線（3回線路為1組）圖9架空網雙聯絡接線（4回線路為1組）4.2廣州城市配電網存在的問題盡管經過多年的高投入，高速度的發(fā)展，但廣州城市配電網的薄弱和問題也是明顯的。由于電網建設跟不上用電需求的增長，電網建設因客觀原因受阻嚴重，舉步維艱，使得廣州高壓電網和城市配電網都存在著諸多問題。（1）110千伏及以上變電站布點不足，影響網絡的構建多年來廣州地區(qū)供電負荷年均增速保持在12.5左右，每6年左右，供電

21、負荷就會翻番，電網規(guī)模每6年也要翻番才能滿足城市的電力供應的需要。多年來電網建設遭遇到選址、征地、拆遷、環(huán)評、國土預審等難題，使得建設進度嚴重滯后，電網規(guī)劃的實現率近5年來一直在50左右，結果造成220千伏電網容載比只有1.6，110千伏電網的容載比接近1.9，部分區(qū)域不足1.6，110千伏及以上變電站明顯不足。（2）110千伏網架薄弱由于上一級的220千伏變電站建設滯后，110千伏網架未能按規(guī)劃要求實施，導致部分110千伏變電站暫時未能實現來自三個不同電源方向的規(guī)劃。（3）偏遠山區(qū)的110千伏電網結構相對更為薄弱廣州地區(qū)下轄9區(qū)2市，經濟社會發(fā)展不均衡。其中所轄從化、增城兩市的北部大部分地區(qū)

22、為山區(qū)，經濟發(fā)展相比于中心城區(qū)顯得落后，電網結構也相對薄弱，這些地區(qū)少數110千伏變電站還存在著單線單變現象，加之廣州地區(qū)風災、雷災較為頻繁，使得這些地區(qū)的供電可靠性受到影響。，（4）10千伏配網結構不規(guī)范，聯絡及分段較多、設置不合理，轉供電操作過于復雜，影響實際使用廣州供電局大部分區(qū)域10千伏配網接線過于復雜，集中表現為同一線路聯絡點過多，甚至在個別開關房接入了多個聯絡點；部分線路聯絡點設置不合理，例如大量存在線頭聯絡或聯絡點過于集中的現象；通常不能發(fā)揮實際轉供電的作用，但卻導致網架過于復雜。部分電纜線路主環(huán)路不清晰，存在過多分支線。非固定聯絡群組在轉電時因線路間互有牽連，操作復雜且時間較長

23、，不利于線損“四分”工作。主干線分段數不足，多數為12段，制約了全線負荷的轉移主干線分段數不足，多數為12段，制約了全線負荷的轉移。（5）配網總體可轉供電能力不強，制約了供電可靠性現有10千伏公用配網饋線2962回，其中，單輻射線路611回，“21”環(huán)網（或單聯絡）線路1146回，“3-1”環(huán)網（或雙聯絡）線路588回，多聯絡線路617回，全局聯絡率為79.37，線路可轉供電率為56.68；其中，城區(qū)供電局總線路1850回，聯絡率91.18，可轉供率70.48；二區(qū)二市局總線路1112回，聯絡率60.61，可轉供率33.72。目前，廣州供電局供電可靠性水平相對較低，與國際先進水平（99.989

24、9.99）相比還有不小差距。除了故障停電外，目前因為設備接入等原因而預安排的停電是影響供電可靠率的主要原因，據測算，其對供電可靠率的影響占80略強?，F尚存一定數量的S7型高損配變，部分農村線路截面不合理，全局線損率10月累計為6.17，年度計劃5.95。5廣州城市配電網發(fā)展展望中國南方電網公司成立以來，一直把配電網的建設管理放在十分重要的位置，近年來更提出了各供電企業(yè)要以提高供電可靠性為總抓手，并以此作為電網建設與管理的出發(fā)點。廣州城市配電網發(fā)展的基本方向是：加強配電網建設，為城市供電可靠性的提高提供物質基礎；加強技術革新與改造，以提高配網的運行管理水平；加強管理創(chuàng)新，為打造結構合理、技術先進

25、、安全可靠性的城市配網提供制度保障。今后，我們將按照我國政府倡導的“城鄉(xiāng)基本公共服務均等化”的要求，著力解決偏遠地區(qū)的供電可靠性及供電質量問題；按照網省公司提出的提高供電可靠性要求，全面提高配網的容載能力和可轉供電能力，并做好優(yōu)質服務，造福廣州市民。為此，廣州配電網需要做好以下幾個方面的工作。（1）加速110千伏及以上變電站布點在加快550220千伏主網架建設的同時，為進一步解決110千伏變電站局部“卡脖子，問題，我局“十一五”期間規(guī)劃新增110千伏變電站82座，擴建110千伏變電站22座，新增110千伏主變容量917.3萬千伏安。同時，對外，積極爭取各級地方政府及市民的支持，加強電網規(guī)劃建設

26、的環(huán)保宣傳；對內，充分發(fā)揮屬地化責任管理的激發(fā)作用，提前開展前期工作，推進電網建設，破解電網規(guī)劃建設難題。此外，根據廣州的實際情況，我們進一步調整了電網規(guī)劃的思路。例如在主變容量的選擇上，除增城北部、從化電網，以及特殊地塊如類似于二沙島、生物島的地塊外，其它地方的110千伏主變容量選擇考慮使用63MVA較大容量的主變：在變電站本期建設規(guī)模上，根據電網建設適度超前的原則，考慮盡可能一次建設3臺主變。（2）進一步完善110千伏電網“3T”接線進一步加快完善110千伏電網“3T”接線，逐步解決單線單變、孖接主變、線路所帶主變較多等問題。同時，將結合多年的規(guī)劃、運行、工程經驗，開展廣州110千伏電網“

27、3T”接線優(yōu)化工作，按照以上所提出“3T”接線應該遵循的一般原則，進一步優(yōu)化廣州電網“3T”接線。此外，在電網規(guī)劃思路上，對于110千伏線路導線截面的選擇盡可能留有裕量，在220千伏變電站的出線處，其載流量均按遠景帶3臺63MVA的“3T”接線要求來核算，即第一段110千伏出線所選導線的載流量不應低于937A，以便為電網改擴建發(fā)展留下余地。（3）全面按照10千伏典型接線的要求構筑10千伏配網網架，提高配網的可轉供電率落實10千伏典型接線，簡化、優(yōu)化10千伏配網接線，提高10千伏配網的轉供能力，今后幾年我局10千伏配網的網架改造的計劃在此體現。10千伏配電網應具有一定的容量裕度，滿足“N1”供電

28、準則。在10千伏饋線上按主干線分段原則，安裝干線分段開關、分支線開關，使業(yè)擴接火工程不會導致整條饋線停電。加快推進10千伏架空網單聯絡、電纜網“21”和“31”的環(huán)網接線方式，使10千伏饋線轉供電能力逐年提高10，進一步增強配網轉負荷能力。努力爭取至2011年底廣州電網10千伏饋線可轉供電率達到90以上。（4）完善配網GIS的設備全生命周期管理及深化應用現在廣州供電局配網GIS系統基本實現了配電網絡的各種設備臺帳的銘牌信息、參數信息、運行信息、維護信息等數據集中管理。在此基礎上，未來幾年逐步將饋線自動化系統的實時信息、調度自動化系統的實時信息、配電變壓器的實時信息、低壓用戶實時信息接入其中，真正做到配網GIS的實用化。同時，開展竣工圖紙電子化移交工作，實現設備全生命周期管理。（5）全面推進配網自動化建設隨著客戶對供電質量的要求日益提高，配網自動化是提高供電可靠性與電能質量的重要手段。但隨著配網一次網架的完善，以及帶電作業(yè)、狀態(tài)檢修等技術措施的實施，計劃停電間會逐漸減少，而電網故障造成的停電時間所占比例越來越大，配網