哈爾濱松北地區(qū)中低壓電網(wǎng)建設(shè)的研究

姜 濤

(哈爾濱第二電業(yè)局，黑龍江哈爾濱150076)

0 引言

截止2010年末，哈爾濱第二電業(yè)局(簡稱哈二局)松北地區(qū)共有66 kV變電所4座，分別是前進(jìn)變電所、學(xué)院變電所、上塢變電所、虎園變電所，這4座變電所供電負(fù)荷占哈二局全部變電所供電負(fù)荷的41.5%。本地區(qū)10 kV線路出線有39條(其中8條線路為哈爾濱電業(yè)局變電所出線)，為滿足松北地區(qū)中期、長期發(fā)展的電力需求，提高供電能力，保證供電可靠性和電能質(zhì)量，近期哈二局將在松北區(qū)松北鎮(zhèn)金星村建設(shè)220 kV江灣變電所(簡稱江灣變)。江灣變電所長遠(yuǎn)規(guī)劃建設(shè)主變電所總?cè)萘繛?×180 MVA，子變電所為3臺31.5 MVA。

1 中壓電網(wǎng)建設(shè)

1.1 中壓電網(wǎng)近期發(fā)展?fàn)顩r

哈二局松北地區(qū)66 kV輸電線路有4條，分別是北前甲乙線、北園甲乙線，均為同塔架設(shè)雙回線，由哈爾濱電業(yè)局220 kV江北變電所供電，其中北前甲乙線雙T接學(xué)院分甲乙線，為學(xué)院變電所電源;北園甲線T接上塢分甲線，為上塢變電所電源。江灣一次變一期工程投入1臺180 MVA變壓器運(yùn)行，66 kV北前甲乙線、北園甲乙線將改入江灣變電所系統(tǒng)運(yùn)行。由于前期江灣一次變電所為單臺主變運(yùn)行，主變電所檢修或事故使主變電所停電，造成中壓電網(wǎng)全部停電，其中涉及到市政府、國賓館、冰雪大世界等重要用戶停電。為此，通過對哈爾濱松北地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)況的研究，建設(shè)江灣變電所66 kV中壓電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線勢在必行。

在現(xiàn)有輸電線路條件下，將66 kV北園甲乙線改造成連接江北變電所與江灣變電所間的聯(lián)絡(luò)線，重新配置兩側(cè)保護(hù)。正常運(yùn)行時，江北變電所側(cè)北園甲乙線開關(guān)冷備用，開環(huán)運(yùn)行;江灣變電所、江北變電所各主變電所66 kV側(cè)開關(guān)及江北變電所北園甲乙線開關(guān)作為合環(huán)、解環(huán)點。這樣，江灣變電所主變電所檢修或出現(xiàn)故障時，可通過合環(huán)方式或停電方式將江灣變電所66 kV負(fù)荷全部轉(zhuǎn)到江北變電所供電。同樣，江北變電所出現(xiàn)同樣問題可將負(fù)荷全部轉(zhuǎn)到江灣變電所供電。

1.2 中壓電網(wǎng)未來發(fā)展目標(biāo)

從長遠(yuǎn)發(fā)展看，江灣變電所二期工程第2臺180MVA變壓器即將投入生產(chǎn)，為了保證松北區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展，建議在江灣變電所與哈爾濱電業(yè)局220 kV利民變電所間建設(shè)雙回線聯(lián)絡(luò)線，這樣在松北地區(qū)江北變電所、江灣變電所、利民變電所將通過聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)中壓電網(wǎng)的互聯(lián)、互通，為江北地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供穩(wěn)定的電力能源打下堅實基礎(chǔ)。

2 低壓電網(wǎng)建設(shè)

2.1 低壓電網(wǎng)近期發(fā)展?fàn)顩r

哈爾濱第二電業(yè)局10 kV配電線路純負(fù)荷線路多，早期線路多按單電源線路設(shè)計，線路始端比末端線徑大，具備10 kV聯(lián)絡(luò)功能的線路，聯(lián)絡(luò)點多數(shù)設(shè)置在線路分支開關(guān)上，能聯(lián)絡(luò)的線路較少。在考慮負(fù)荷、線徑原因情況下，能實現(xiàn)線路間完全互代的線路較少。

2.2 低壓電網(wǎng)未來發(fā)展目標(biāo)

依據(jù)松北地區(qū)的用電負(fù)荷及配電線路輸送能力，加強(qiáng)建設(shè)10 kV配電線環(huán)網(wǎng)是該地區(qū)未來配電線路發(fā)展的主要方向，其建設(shè)要求是讓10 kV網(wǎng)架具備足夠靈活性和可靠性、環(huán)網(wǎng)率達(dá)到100%，以適應(yīng)松北地區(qū)未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需求。為此，要提高線路改造和新建線路的標(biāo)準(zhǔn)，10 kV線路設(shè)計負(fù)荷電流為600A，架空線徑全線要求在LGJ－180及以上;根據(jù)地理位置及負(fù)荷情況，在線路末端間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。線路通過柱上開關(guān)將線路建成多分段和多聯(lián)絡(luò)，線路分段點的設(shè)置應(yīng)隨網(wǎng)絡(luò)接線及負(fù)荷的變動做相應(yīng)調(diào)整，如圖1所示。

圖1 10 kV架空線分段、聯(lián)絡(luò)電氣示意圖

2.3 建設(shè)20 kV低壓電網(wǎng)的可行性

國際、國內(nèi)現(xiàn)況研究表明，最終負(fù)荷密度較高的地區(qū)可以將10 kV配電網(wǎng)過渡到20 kV配電網(wǎng)。20 kV電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)有許多優(yōu)點:20 kV配電系統(tǒng)比10 kV配電系統(tǒng)可以減少變電站數(shù)量，降低電網(wǎng)線損，可以滿足大客戶供電需求，而且建設(shè)投資將小于66 kV系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用與10 kV系統(tǒng)基本相當(dāng)。

江北松北地區(qū)是新興工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)、居住區(qū)，其地塊相對獨立、完整，負(fù)荷密度預(yù)測值大，這是建設(shè)20 kV系統(tǒng)的優(yōu)勢條件，尤其220 kV江灣變電所將在此地投產(chǎn)，為建設(shè)20 kV配電系統(tǒng)帶來良好契機(jī)。220 kV江灣變電所可以直接或通過升壓變電所接出20 kV系統(tǒng)母線及線路。20 kV系統(tǒng)線路規(guī)劃中如電纜線路比重較大，未來本地區(qū)現(xiàn)有10 kV線路升級為20 kV的線路后絕緣水平相對較低，為防止發(fā)生20 kV系統(tǒng)接地時非故障相電壓升高對絕緣的影響，20 kV系統(tǒng)中性點方式應(yīng)采用小電阻接地方式運(yùn)行，這樣非故障相的電壓不升高或升幅較小。

10 kV系統(tǒng)升級為20 kV系統(tǒng)前，要將10 kV系統(tǒng)部分元件進(jìn)行升壓改造，將柱上開關(guān)、隔離開關(guān)、避雷器更換為20 kV設(shè)備，而原有的線路絕緣子、金具、相間距離保持不變，交叉跨越線路根據(jù)實際情況調(diào)整跨越距離，配電變壓器要采用20 kV/10 kV/0.4 kV雙電壓(雙抽頭)配電變壓器。改造前要制定升壓方案，原則上是利用10 kV線路加裝10 kV/20 kV升壓變壓器對線路逐條升級，此方法會造成升壓變大量增多，不利于管理，而且升壓變保護(hù)配制要論證，將來要被變電所20 kV電壓直接出線取代。經(jīng)分析松北地區(qū)配電網(wǎng)的具體情況，提出以江灣變電所為中心，配出20 kV線路后在20 kV線路與某變電所10 kV線路逐條進(jìn)行線路聯(lián)絡(luò)建設(shè)，在聯(lián)絡(luò)點加裝20 kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)。斷開變電所10 kV開關(guān)，合上20 kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)對10 kV線路實現(xiàn)逐條升級，升級完成后對變電所對應(yīng)10 kV設(shè)備升級為20 kV系統(tǒng)進(jìn)行改造。用此方案對66 kV變電所10 kV系統(tǒng)升級，最終完成江北地區(qū)配電網(wǎng)全面改造升級。

3 建議

松北地區(qū)中低壓電網(wǎng)建設(shè)在管理上需要哈爾濱電業(yè)局和哈二局共同合作開展，雙方在具體電網(wǎng)指揮、電量結(jié)算、線損分配、保護(hù)裝置設(shè)置等方面要相互協(xié)商。在20 kV系統(tǒng)建設(shè)中，對新裝客戶要按20 kV系統(tǒng)設(shè)計考慮，暫時不能并入20 kV系統(tǒng)運(yùn)行的客戶仍按20 kV系統(tǒng)施工;變壓器采用雙電壓變壓器，先以10 kV電壓運(yùn)行，待系統(tǒng)升壓條件滿足時即可進(jìn)行升壓，加入20 kV系統(tǒng)運(yùn)行。對于10 kV系統(tǒng)需要升壓為20 kV系統(tǒng)的老用戶，可利用電價政策做好說服、解釋工作。

［1］陳章潮，唐德光.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造［M］.北京:中國電力出版社，1998.