配电网建设改造立项技术原则综述

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配电网建设改造立项技术原则

一、工作思路

配电网建设改造以提高用户供电可靠性为目标,全面贯彻落实资产全寿命周期管理和配网标准化建设工作要求,按照“统一规划、统一标准、安全可靠、坚固耐用”的原则,提升技术规范、优化设备选型、提高建设标准,规范项目需求,全面提升配网设备质量,全面提升设备耐用性,在网架建设、线路走廊规划、配变布点等方面全方位超前谋划,避免重复建设、重复改造、重复投资,确保建设好的网架和改造后的设备30内不大拆大换。

二、适用范围

适用于公司总部,分部、省(自治区、直辖市)电力公司,代管单位参照执行。

适用于对10(20)千伏及以下配网一次设备、配电自动化、继电保护、安全自动装置、电缆通道及配电站所建筑物(构筑物)等设备设施进行新建与改造,以满足和适应配网网架优化完善、设备设施健康水平提升、负荷自然增长及新用户接入、分布式电源和电动汽车等新型负荷消纳、配网智能化等配网发展需求。

三、总体原则

配网建设改造遵循设备全寿命周期管理的理念,坚持“统

一规划、统一标准、安全可靠、坚固耐用”的原则,落实《配电网规划设计技术导则》和《配电网技术导则》对配电网网架结构和设备选型的要求,全面执行配电网工程典型设计和配网标准化物料,逐步实现目标网架,采用坚固耐用、技术成熟、免(少)维护、节能环保的通用设备,按照全面提升城乡建设一体化、公共服务均等化的要求,逐步建成城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好、与小康社会相适应的现代配电网。

四、技术原则

(一) 配网标准化网架建设 1. 建设改造目标

1.1 按照标准化、差异化、可升级的原则规划建设配网网架。

1.2 架空线路标准网架结构为3分段3联络。规划A+、A、B、C类供电区域装设具备自动化功能的分段开关,为缩短故障停电范围,根据用户数量或线路长度在分段内可适度增加手动操作分段开关;规划D、E类供电区域装设手动分段开关。

1.3 架空线路联络点的数量根据周边电源情况和线路负载大小确定,一般不超过3个联络点,联络点应设置于主干线上,且每个分段一般设置1个联络点。规划A+、A、B、C类供电区域应实现3联络,其中线路末端宜实现与对端变电站形成联络,D类供电区域可采取多分段、单辐射接线方式,具备条件时可采取多分段、适度联络或多分段、单(末

端)联络接线方式;E类供电区域可采取多分段、单辐射接线方式。

1.4 电缆线路标准网架结构为单环、双环、双(对)射式。规划A+、A、B类供电区域中双电源用户较为集中的地区,中压电缆线路宜按双环式结构建设,根据负荷性质、负荷容量及发展可一步建设到位,亦可初期按双(对)射接线建设,根据需要和可能逐步过渡至双环式。规划A+、A、B类供电区域中单电源用户较为集中的地区及规划C类供电区域,中压电缆线路宜按单环式结构规划。实施架空线路入地改造为电缆线路的区域,应按照电缆线路的目标网架结构规划、设计和预留。

表1 各供电区域线路接线方式选择推荐表

供电区域 A+ A B C D E 架空线路 3分段3联络 3分段3联络 3分段3联络 多分段适度联络 多分段单联络 多分段单辐射 电缆线路 双环网、双(对)射、单环网 双环网、双(对)射、单环网 双环网、双(对)射、单环网 单环网 — — 1.5 按照线路接线方式,合理控制线路负载率及线路分段内负荷,保持线路合理供电裕度,便于线路负荷区段灵活转供。

1.6 目标电网建成后,A+类供电区域宜达到具有上一级变电站全停情况下的负荷转移能力,A、B类供电区域宜达到具有上一级变电站停一段母线情况下的负荷转移能力。

2. 改造原则

2.1 线路分段不合理

2.1.1 未根据用户数量、通道环境及架空线路长度合理设置分段开关,分段内接入用户过多,在检修或故障情况下,不利于缩小停电区段范围。应合理增设分段开关,按下表要求控制分段内用户数量及分段线路长度。

表2 中压架空线路分段内用户数及分段线路长度推荐表

区域 A+、A B、C D、E 分段内用户数(包括) ≤6户 ≤10户 ≤15户 分段线路长度(km) ≤1km ≤2km ≤3km 注:架空线路分段统计为分段开关间主干线线路段,其中分段开关包括自动化功能的分段开关和手动操作分段开关。

2.1.2 开关站、环网室(箱)、配电室10(20)千伏母线馈供用户过多,母线检修或故障时,停电影响用户过多。应通过增设配电站所,按下表要求控制单一母线段内馈供用户数量。

表3 中压配电站所单一母线馈供用户数

区域 A+、A B、C D、E 开关站、配电室单一母线馈供数 ≤4户 ≤5户 ≤5户 环网室(箱)单一母线馈供数 ≤2户 ≤3户 ≤4户 2.1.3 对于3分段3联络线路,分段内负荷大于线路负荷的30%,运行方式调整时,导致转入负荷的相邻线路过载。应调整分段开关安装位置,控制分段内负荷。

2.2 线路联络不合理

2.2.1 线路无联络,检修或故障时无法将非检修段或非故障段负荷进行转移。应优先在线路末端增设联络。

2.2.2 线路联络点偏少(1-2个联络点),检修或故障时全线负荷无法分区段、分散转移至相邻联络线路。应根据线路分段情况,优先在负荷较大的分段内增设联络。

2.2.3 由于联络点设置不合理造成负荷转供时出现电能质量问题。在考虑线路负载率的同时,要统筹考虑供电半径及电压质量,合理设置联络点。

2.2.4 单联络线路联络点位于线路前端,方式调整时无法实现线路负荷分段灵活转供。应调整或增设线路联络点。

2.2.5 单一分段内有两个以上联络点或全线路联络点超过三个,负荷调整方式复杂。应优化线路联络点设置,取消无效联络。

2.2.6 联络线段线径偏小,负荷转供能力受限。应按主干线标准进线改造。

2.2.7 联络电源选取不合理,多为同一变电站(同一母线)出线,缺乏与不同变电站的异电源联络,特别在A+、A、B类供电区域,配网对上级电源的支撑和负荷转供能力不足。应优先选择异站出线进行联络改造。

2.3 其他

2.3.1 架空电缆混合线路,其中电缆线段没有联络电源,多用户集中接入环网箱。在电缆化改造时,应按照环网接线形式进行规划建设及通道预留。

2.3.2 相邻变电站供电范围相互交织,供电边界不清晰;相邻变电站、同一变电站主变间负载率不均衡。应通过

新建改造线路,对区域配网网架进行调整,以地理边界划分变电站供电范围。

2.3.3 受负荷发展或线路通道条件影响,配电线路逐步延伸、迂回供电,导致线路供电距离过长、电压损耗过大。应优化线路路径,缩短供电距离。

2.3.4 部分双电源用户从同杆架设的两回线路接入,线路检修或故障时易导致双路电源全停;电缆方式进线的重要用户,进线电缆为同通道敷设,存在电缆通道外力破坏时双路电源全停的隐患。应优化双路电源用户供电方式和进户方式,杜绝同杆架设双回线路接入,必要时对重要用户供电电缆路径进行调整。

2.3.5 部分地区受通道条件限制,多回路架空线路同杆架设,同通道电缆回路过多,检修时同杆架设陪停线路较多或电缆通道故障时停电影响范围过大。根据负荷密度及供电可靠性要求,完善区域内架空及电缆线路通道规划,控制同一路径内线路回路数,不宜采用架空线路三回路及以上同杆架设,次干道同通道电缆回路数不宜超过12回,主干道同通道电缆回路数不应超过24回,变电站出线电缆应通过多路径与站外电缆通道接驳。

(二) 配网供电能力及供电质量 1. 建设改造目标

1.1 10(20)千伏架空线路

1.1.1 架空线路导线型号的选择应满足负荷自然增长和用户负荷接入的需求,主干线截面宜综合饱和负荷状

况、资产全寿命周期一次选定,有可能发展成主干线(联络线)的分支线也应按照主干线标准进行建设。导线截面选择应系列化、标准化,同一规划区的主干线导线截面不宜超过3种。采用铝芯绝缘导线或铝绞线时,各供电区域中压架空线路导线截面参考表4选择。

表4 中压架空线路导线截面推荐表 单位:mm

2

区域 A+、A、B C、D E 主干线导线截面(含联络线) 240或185 ≥120 ≥95 分支线导线截面 ≥95 ≥70 ≥50 1.1.2 中压架空线路路径沿规划道路选择,一般按单回线路架设,导线架设布置、设备选型、施工工艺均应利于配网不停电作业的开展。如无法满足用电负荷发展和供电可靠性要求,可进行电缆化改造。

1.2 10(20)千伏电缆线路

1.2.1 电缆建设改造应适应市政规划发展,在A+、A类供电区域及B、C类重要供电区域、走廊狭窄,架空线路难以通过而不能满足供电需求的地区、易受热带风暴侵袭的沿海地区、对供电可靠性要求较高并具备条件的经济开发区、经过重点风景旅游区的区段,根据配电网结构或运行安全的特殊需要,宜安排电缆线路建设改造。

1.2.2 电缆线路截面的选择:变电站馈出至中压开关站的干线电缆截面不宜小于铜芯300mm2,馈出的双环、双射、单环网干线电缆截面不宜小于铜芯240mm2,在满足动、热稳定要求下,亦可采用相同载流量的其他材质电缆,并满足

GB 50217的相关要求。

表5 中压电缆线路导线截面推荐表 单位:mm

2

供电区域类型 A+、A、B、C类 D、E类 10kV电缆变电站出线截面 ≥300 ≥300 10kV电缆主干线截面 ≥240 ≥150 10kV电缆分支线截面 ≥150 ≥120 注1:表中推荐的电缆线路为铜芯。 1.2.3 电缆通道的建设应坚持“立足规划、着眼长远、统筹建设”原则,按照地区建设规划统一安排、同步实施,按照终期规模一次性建设到位。结合公路、市政道路建设同步进行,与规划的地下铁道、通道、人防工程等地下隐蔽性工程协调配合,宜布置在人行道、非机动车道及绿化带下方。根据负荷密度、路径状况和运行要求,选用隧道、排管、沟槽或直埋方式建设电缆通道。规划A+、A类供电区域,一般采用排管或隧道方式;规划B、C类供电区域,一般采用排管方式;D、E类供电区域,一般采用直埋方式。

表6 各类城市及供电区域电缆通道选型原则对照表

城市等级 一线城市 二线及以下城市 供电区域 A+、A B、C、D A+、A、B、C D 电压等级 (kV) 6-20 6-20 6-20 6-20 通道选型原则 直埋 不推荐 可采用 可采用 推荐 排管 推荐 推荐 推荐 可采用 电缆沟 不采用 不采用 可采用 可采用 隧道 推荐 推荐 可采用 不采用 1.3 配电线路供电半径及负载率水平

1.3.1 10(20)千伏线路供电半径应满足末端电压质量的要求。原则上A+、A、B类供电区域供电半径不宜超过3km;C类不宜超过5km;D类不宜超过15km;E类供电区域供电半径应根据需要经计算确定。

1.3.2 配电线路负载率应根据线路接线方式进行控制,负载率不应超过下表要求。

表7 中压线路负载率对照表

接线方式 架空单联络 架空3分段3联络 电缆单环网 电缆双射/对射 电缆双环网 负载率 50% 70% 50% 50% 50% 1.4 配电变压器

1.4.1 A+、A、B、C类供电区域容量选取按照规划远期负荷,一次性建设改造到位;D、E类供电区域容量选取按照规划3-5年发展裕度,依据“小容量、密布点、短半径”和“先布点、后增容”的原则。解决迎峰度夏(冬)、春灌秋收、逢年过节、烤茶制烟等时段配网“卡脖子”及供电能力不足等突出问题,消除过载、输送能力瓶颈问题。

表8 10kV柱上变压器容量推荐表

供电区域类型 A+、A、B、C类 D类 E类 三相柱上变压器容量(kVA) ≤400 ≤400 ≤200 单相柱上变压器容量(kVA) ≤100 ≤50 ≤30 1.4.2 低压架空线路主干线截面应按远期规划一次建成,以满足远期发展用电负荷的要求。导线截面选择应系列化,同一规划区内主干线导线截面不宜超过3种。各供电区域低压架空线路导线截面参考下表选择。考虑负荷发展需求,低压线路可按10kV线路电杆选型,为10kV线路延伸预留通道。

表9 低压线路导线截面推荐表

线路形式 电缆线路 架空线路 供电区域类型 A+、A、B、C A+、A、B、C D、E 主干线(mm) ≥240 ≥120 ≥70 2支线(mm) ≥70 ≥35 2注1:表中推荐的架空线路为铝芯,电缆线路为铜芯。 注2:A+、A、B、C 类供电区域宜采用绝缘导线。 1.4.3 低压架空线路应有明确的供电范围,供电半径应满足末端电压质量的要求。原则上A+、A类供电区域供电半径不宜超过150m,B类不宜超过250m,C类不宜超过400m,D类不宜超过500m,E类供电区域供电半径应根据需要经计算确定。

1.5 供电质量

1.5.1 10(20)kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。

1.5.2 220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%,-10%。

1.5.3 利用相应滤波、无功补偿和电能质量监测装置等监测和减少用电设备注入系统的谐波量,防止谐波污染配电网。

2. 建设改造原则 2.1 10千伏架空线路

2.1.1 架空线路重、过载,造成线路供电能力受限,应对导线进行扩径更换或对负荷进行拆分。主干线(含联络线)局部线段线径偏小,存在“卡脖子”情况,应按主干线建设标准进行改造。

2.1.2 由于变电站出线开关CT变比小,架空线路供电

距离过长造成线路供电能力受限的,应按照线路远期规划对CT设备进行更换,对架空线路长度进行调整。

2.2 10千伏电缆线路

2.2.1 对重、过载的电缆线路或存在“卡脖子”情况的,优先通过网络优化和负荷调整进行解决,无法调整的,可通过扩径改造或并接电缆的方式进行改造。

2.2.2 随着电网及负荷发展,现有电缆通道无法满足新建电缆线路需求的,应对原有通道扩建改造或另选路径新建。

2.3 配电变压器

2.3.1 对重、过载配电变压器,无法通过对现有配电台区供电范围进行合理分区和负荷调整的,应优先安排进行新增配变布点,根据负荷增长情况适时进行增容改造。

2.3.2 当低压用电负荷时段性或季节性差异较大,平均负荷率比较低时,可选用非晶合金配电变压器或有载调容变压器。用地紧张处,可采取小容量变压器单杆安装方式。

2.3.3 台区低压线路重、过载,造成线路供电能力受限,应对导线进行扩径更换或对负荷进行拆分。局部线段线径偏小,存在“卡脖子”情况,应按低压主干线建设标准进行改造。

2.3.4 老旧小区、小街小巷和农村等区域,台区低压线路采用单相供电方式的,如无法满足负荷要求,应进行“三相四线”制改造。

2.4 供电质量

2.4.1 中压线路供电距离过长、线路负载过大、导线截

面偏小,导致线路末端电压偏低,可考虑新增变电站出线、调整线路长度、导线扩径改造、降低线路负载。

2.4.2 配变布点不足或远离负荷中心、导线截面偏小,导致台区末端电压偏低,优先考虑新增和优化配变布点、调整台区供电范围、导线扩径改造。

2.4.3 配变三相负荷不平衡,导致重载相电压偏低,应通过“三相四线”制改造,均匀分配台区单相负荷。

2.4.4 在10千伏线路功率因数低于0.9的超供电半径线路宜加装10千伏并联无功补偿装置,10千伏单辐射超供电半径配电线路(不含分布式电源),线路首末端电压降小于20%,可装设单向调压器;配变台区无功补偿装置容量配置不足,功率因数低于0.9,应按照配变容量的10-30%配置无功补偿装置或加装低压静止无功发生器(SVG)。

2.4.5 含分布式电源、负荷波动大、带联络的10千伏超供电半径配电线路,线路首末端电压降小于20%,可装设双向调压器,容量根据安装点前后用电负荷与电源容量确定。

2.4.6 大量分布式电源、大容量冲击性和波动性负荷接入配网系统,造成系统谐波超标,应装设电能质量监测装置,配置专用滤波装置等措施。

(三) 配网设备及设施健康水平 1. 建设改造目标 1.1 短路容量要求

配电网各级电压的短路容量应该从网络结构、电压等

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