面向10 kV公用臺變重載問題的配網(wǎng)設(shè)計方案

黃艷霜

（廣東辰譽電力科技有限公司，廣東 佛山 528299）

我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)10 kV配網(wǎng)大多建成于21世紀(jì)初期，投入使用年限較長，臺變?nèi)萘恳?guī)劃與當(dāng)前用電需求不匹配形勢嚴(yán)峻。尤其是在夏季用電高峰期，鄉(xiāng)鎮(zhèn)10 kV配網(wǎng)往往處于超負(fù)荷運行狀態(tài)，在一定程度上影響了線路裝置的絕緣性能和使用壽命。嚴(yán)重時甚至可能引起線路裝置過負(fù)荷損毀，造成大面積斷電或人身傷亡，在10 kV配網(wǎng)改造升級過程中須全面重視。

1 問題分析

在配網(wǎng)運行過程中若臺變比容量設(shè)置不合理、用戶用電負(fù)荷加大、用戶異常用電行為、三相負(fù)荷不均衡等，均有可能導(dǎo)致臺變重載或過載，加大配網(wǎng)電能損耗或造成配網(wǎng)運行事故。上述問題處理時應(yīng)針對具體原因做好配網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整，這樣才能夠保障配網(wǎng)運行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。如容量設(shè)置不合理時可按照電力調(diào)度計劃，進(jìn)行臺區(qū)改造升級；用戶用電負(fù)荷加大時可新增配電站分擔(dān)原臺區(qū)配電壓力；用戶異常行為用電時應(yīng)增設(shè)異常用電監(jiān)測裝置，可針對反復(fù)出現(xiàn)的異常行為進(jìn)行重點盯守；三相負(fù)荷不均衡處理時可適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及接線模式，按照靠近負(fù)荷中心原則優(yōu)化站點位置等。

佛山勒流所10 kV 配網(wǎng)主要負(fù)責(zé)工業(yè)生產(chǎn)和居民生活配電，按原用戶用電負(fù)荷規(guī)劃設(shè)計，選用S11-M.RL-500/10 系列變壓器，保證總?cè)萘繛?00 kVA，運行負(fù)荷不超過60%。但2018年以來新農(nóng)村建設(shè)和發(fā)展進(jìn)程日益加快，該地區(qū)配變?nèi)萘窟_(dá)到357.1429 kVA，運行負(fù)荷約71.4%，大多線路均處于超負(fù)荷狀態(tài)，故障風(fēng)險系數(shù)較高。面向上述10 kV 公用臺變重載問題，勒流所計劃新建1 座配電房，由扶閭北電排站支線2號公用開關(guān)箱開始，采用電纜線路敷設(shè)至新建JⅡ型配電房為止，共涉及新建10 kV電纜0.071 km，10 kV 高壓開關(guān)柜5 面，變壓器1 臺，變壓器容量800 kVA，低壓線路長度3.436 km，低壓開關(guān)柜4面，配電站1個，直流屏1面。

2 規(guī)劃方案

本次新建配電房項目規(guī)劃設(shè)計過程中主要依照GB 50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》、DL/T 5220-2005《10 kV及以下架空配電線路設(shè)計規(guī)程》、中國南方電網(wǎng)公司《10 kV和35 kV配網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在負(fù)荷預(yù)測基礎(chǔ)上做好負(fù)荷預(yù)測、配電選址和接線設(shè)置。

2.1 負(fù)荷預(yù)測

負(fù)荷預(yù)測是有效處理配網(wǎng)重載問題的基本保障。根據(jù)上述預(yù)測結(jié)果，配電站可以全面把控用戶用電傾向、用電情況等，按照30%以上冗余選擇對應(yīng)型號變壓器，從而有效減少過負(fù)荷運行現(xiàn)象。

新增配電房項目中按照用戶用電量年表及電力調(diào)度平臺中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，最大配變負(fù)荷為592 kVA，新建變壓器容量達(dá)到800 kVA即可，如表1所示。

表1 負(fù)荷預(yù)測及配變選型

2.2 配電選址

從供電半徑角度而言，新增配電站選址時應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，且接近電源側(cè)，便于設(shè)置進(jìn)出線，這樣既可以保證輸配電的可靠性，還可以減少不必要的電能損耗。從安全指標(biāo)角度而言，新增配電站選址過程中要充分考慮周圍環(huán)境，不可設(shè)置在積水積潮、暴風(fēng)揚塵、震動震蕩等地區(qū)，最大限度避免由環(huán)境因素造成的配電站故障。

按照勒流所10 kV 公用臺變重載現(xiàn)狀，本工程在在扶閭村菊花灣大橋與港口西路交匯處西側(cè)位置新建JⅡ型配電房1座，并配置1×800 kVA變壓器及開關(guān)柜。

其中，JⅡ型配電房處新增SC11干式變壓器1臺，變壓器總?cè)萘抗?00 kVA、10 kV 高壓柜5 臺（配SF6全絕緣斷路器柜自動化成套設(shè)備）、GGD3 型智能化低壓開關(guān)柜4臺。該地區(qū)位置環(huán)境良好，通風(fēng)、散熱、防潮等優(yōu)勢突出，且深入負(fù)荷中心，減少了配電線路供電半徑，安全效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.3 接線設(shè)置

為有效解決10 kV 公用臺區(qū)重載問題，在新建10 kV 配電房接線設(shè)計時應(yīng)充分考慮電源進(jìn)出線和電氣主接線類型，在三相負(fù)荷一致指標(biāo)基礎(chǔ)上做好關(guān)鍵接線的調(diào)整和優(yōu)化，以保證負(fù)荷供給的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

本工程中新建10 kV 配電房采用單電源供電方式，電源進(jìn)線可與原10 kV 公用臺變一致，選用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×120型號電纜即可。接線過程中應(yīng)由港口變電站718扶居線扶閭北電排站支線2號公用開關(guān)箱603 開關(guān)供給。電氣主接線按照不同電壓等級分別配置，其中10 kV側(cè)采用單母線，設(shè)1回進(jìn)線、4回出線；0.4 kV側(cè)采用單母線分段，配置8回低壓出線。

2.4 接地保護(hù)

本工程中主要通過接地保護(hù)裝置將設(shè)備、線纜與接地網(wǎng)連接。其中，10 kV 避雷器采用YH5WZ-17/50 型，0.4 kV 避雷器采用HY1.5W5-0.28/1.3 型，接地網(wǎng)采用人工接地體敷設(shè)而成，接地電阻≤4 Ω。

3 設(shè)計要點

3.1 架空線路

架空線路設(shè)計的過程中主要由K1處新建7 m低壓塔接至扶閭村住宅區(qū)內(nèi)K14 處新建低壓桿，新架設(shè)1回0.4 kV架空線4×BLVV-240，路徑長為235 m，材料長為969 m；由K1 處新建7 m 低壓塔至扶閭保寧臺變旁K10 處，新架設(shè)2 回0.4 kV 架空線4×BLVV-240，路徑長為235 m，材料長為969 m，如圖1所示。

圖1 架空線路路徑走向

上述施工過程中按照要求可采取直挖埋設(shè)方式豎桿，確定垂直度達(dá)標(biāo)后分層回填夯實，一般厚度在300～500 mm 左右；架設(shè)線路時應(yīng)注意考慮周圍地形，先使用牽引裝置將導(dǎo)線架設(shè)在塔桿上，接頭處使用導(dǎo)線連續(xù)管連接。然后，再調(diào)整臨時接線應(yīng)力，將導(dǎo)線緊好、固定，檢查架空線路敷設(shè)質(zhì)量；最后，在架空線路中安裝接地裝置，配合避雷器，將線路及附件閉合式接地。水平敷設(shè)的接地體可采用40 mm×4 mm 扁鋼或直徑10 mm 圓鋼敷設(shè)，垂直敷設(shè)的接地體可采用63 mm×6 mm×1500 mm角鋼垂直埋入地下。

3.2 電纜線路

電纜線路設(shè)計的過程中按照10 kV 側(cè)和0.4 kV側(cè)分別選線，共敷設(shè)1回10 kV線路和4回0.4 kV線路，前者中的J1至J2沿原有電纜走廊敷設(shè)，J2至J4沿新建電纜走廊敷設(shè)；后者先預(yù)留扶閭村村內(nèi)J1至J2出線電纜走廊三回，預(yù)留扶閭村村內(nèi)J2至J4出線電纜走廊一回，J1至J6沿新建電纜走廊敷設(shè)，其施工中應(yīng)注意以下4點。

檢查電纜線路情況，確認(rèn)電纜線路是否存在絕緣缺陷、密封不良、外觀損壞等情況，對問題電纜及時進(jìn)行更換。

按照電纜線路規(guī)劃設(shè)計方案進(jìn)行分層分段，計算每根電纜長度，合理選取接頭位置，保證電纜接線的可靠性和有效性。

采用機械敷設(shè)時，電纜應(yīng)從盤的上端引出，不應(yīng)使電纜在支架上及地面摩擦拖拉。電纜上不得有鎧裝壓扁、電纜絞擰、護(hù)層折裂等未消除的機械損傷；遇到轉(zhuǎn)彎處，電纜最小彎曲半徑不小于電纜外徑的15倍；

排管敷設(shè)時，要先進(jìn)行基槽開挖，將溝底清理干凈并平整夯實后下放排管。該排管可通過承插式分層安裝，接頭的鑲接長度不得小于200 mm，且須在接口安裝密封橡膠圈。排管敷設(shè)完畢后，使用細(xì)砂土回填、搗固。

4 結(jié)束語

按照10 kV 公用臺變重載現(xiàn)狀，在配網(wǎng)規(guī)劃過程中應(yīng)注意前瞻性設(shè)計，在負(fù)荷預(yù)測和冗余設(shè)置基礎(chǔ)上，保證配電容量滿足長遠(yuǎn)發(fā)展需求；應(yīng)注意做好選址設(shè)計和接線調(diào)整，保證電源接入質(zhì)量并減少線路電能損失，從以上兩部分出發(fā)，有效緩解配網(wǎng)過負(fù)荷運行壓力。此外，還要規(guī)范架空線路和電纜線路敷設(shè)施工，使配網(wǎng)運行過程中負(fù)荷均衡、高效配電，最大限度改善10 kV 配網(wǎng)運行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。