110kV東灶變供電20kV專供區方案研究

張甜甜 朱曉俊

摘要：文章以110kV東灶變為例，分析了該地區20kV專供區、變電、配電現狀問題，總結出了其規劃改造技術方案。

關鍵詞：20kV專供區;供電;可靠性;解決方案

一 背景

海門濱海新區（含東灶港鎮部分地區）為20kV專供區，目前區內有110kV東灶變1座。東灶變配網線路具備站內不同主變間互聯，滿足N-1的要求。區內所有用戶均為三級用戶，根據相關技術規范，供電可靠性已經達到標準。

東灶變位于沿海地區高鹽高濕環境，設備絕緣容易附著鹽霜，運維工作面臨嚴峻挑戰。2015年7月27日東灶變電站因20kV設備及柜體絕緣狀況不良等原因，造成全站失電的重大事故：?4時6分，海門運維站110kV東灶變20kVⅠ段母線壓變柜故障，造成1號主變低壓側復壓過流Ⅰ段保護動作，201開關跳閘，同時20kVⅠ段母線失電。10時56分，110kV東灶變因江發231、建東235兩條20kV線路故障，導致20kV備用g246開關柜、福浙232開關柜短路爆炸，引起2號主變低壓側復壓過流Ⅰ段保護動作，202b?、202a開關跳閘，造成20kVⅡ、Ⅲ段母線失電。

應海門市供電公司要求及發展部委托，為進一步提升區內重要用戶供電可靠性，經濟技術研究所聯合海門市供電公司開展110kV東灶變供電可靠性研究工作，對20kV專供區電網情況進行分析，制訂電網規劃補強方案。

二、20kV專供區現狀

20kV專供區海門濱海新區（含東灶港鎮部分地區）位于海門市海門港新區東北部。海門港新區是海門市最具潛力、最富活力、最有爆發力的重要經濟增長極。新區現有行政區域面積205平方公里，2014年新區實現地區生產總值80.7億元，全社會固定資產投入122億元。新區按照“以港興工、以工興城、港城聯動”的總體思路，努力推進?“一城·五中心”?（即海港新城、現代工貿中心、生態旅游中心、港口物流中心、漁獲集散中心、現代農業中心）建設。

其中，現代工貿中心為東灶港20kV專供區，區內規劃建設35平方公里，逐步形成了新能源、新材料、電子信息、現代高端裝備、節能環保、機電、綠色食品及現代服務業等七大產業板塊。近年來，新區以港口建設為龍頭，全力打造“上海中心港北翼重要組合港”，并形成海產品深加工支柱產業。

20kV專供區海門濱海新區（含東灶港鎮部分地區）現有110kV變電站1座（東灶變）、主變2臺、電壓變比110/20kV、總容量2×63MVA;區外現有35kV變電站1座（東興變），另有在建110kV變電站1座（劉浩變，替代東興變），低壓側為10kV。

截至2015年底，東灶變接用20kV配變共計136臺，總容量73940kVA。其中用戶配變113臺，裝機容量63180kVA，全部為三級負荷，根據用戶申請和相關技術規范，單電源均可滿足供電要求。

三、變電站現狀

110kV東灶變規模：本期2臺63MVA主變，變比為110/20kV，組別為YNyn0+d11，遠景3臺63MVA主變;110kV本期出線2回，主接線為內橋接線，遠景為擴大橋接線，采用戶內GIS設備;20kV本期單母線雙分段三段母線接線，遠景單母線三分段四段母線接線。接入系統方案：一回110kV線路接入220kV邢柏變，一回110kV線路接入220kV六匡變。該站位于20kV專供區海門濱海新區。東灶變2015年最大負載率為14.41%。

35kV東興變規模：2臺10MVA主變，變比為35/10kV，組別為Ynd11，主接線為單母線接線，采用戶外AIS設備。通過10kV劉浩線、鎮東線、聯浩線與110kV包場變互聯。東興變2015年最大負載率為62.50%。

四、東灶變20kV配網現狀

110kV東灶變通過9條線路對20kV專供區海門濱海新區（含東灶港鎮部分地區）供電。分別為建東線、展江線、福浙線、江發線、蘇展線、浙發線、福廣線、江建線、通聯線。

9條20kV線路總長度為?41.45?km（平均為?4.61?km/條），其中電纜總長度11.6km（平均為?1.29?km/條），架空線總長度為?29.85??km（平均為3.32?km/條），架空線路中絕緣線總長度為29.43?km（平均為3.27?km/條），另有0.42km為裸導線（平均為0.05?km/條）;主干線總長度為31.36km（平均為3.48?km/條），主干線中電纜截面均為400mm2，架空導線截面均為240mm2。

五、解決方案分析

經過經濟技術研究所聯合海門市供電公司結合該地區進行展開分析調查，總結出幾套方案，經仔細研究分析選擇了以下方案，相對于其他方案轉移能力強，電器元件較少，整體損耗及發生故障概率較低，具備較高的靈活性、可擴展性，且能夠充分利用原九圩港主變資源，提高南通地區整體的主變利用效率。

1、思路及解決辦法

主要考慮兩條110kV電源進線同時失電或兩臺主變同時故障情況下的供電保障，兼顧所有低壓母線同時故障時重要用戶的供電。

通過增加10/20kV升壓變或周邊新增20kV電源布點等措施，從而實現東灶變與站外20kV的有效聯絡。

2、規劃方案思路

110kV劉浩變計劃2016年迎峰度夏前投運，一期建設1臺50MVA主變，變比為110/10kV;110kV出線本期2回，主接線為單母線分段接線，采用戶內GIS設備。

110kV九圩港變兩臺主變均不帶20kV出線。經過與設計院收資，核對相關設計圖紙，110kV劉浩變可以裝設變比110/20/10kV主變，20kV配電裝置可布置于站內現有空余場地。20kV本期采用單母線接線，出線2回，遠景采用單母分段接線，出線4回。待2016年110kV劉浩變投運后，110kV劉浩變1#主變與110kV九圩港變1#主變（主變容量50MVA、變比為110/20/10kV）進行互換。需新增20kV配電裝置（主變柜1面、母設柜1面、出線柜2面、分段隔離柜1面）。主變更換后，主變差動及各側后備保護不能滿足三側差動的要求，需要整體更換。

從110kV劉浩變20kV側新出兩回線（1#、2#），1#線直接接入東灶變20kVⅠ段母線，作為東灶變1#主變備用電源，2015年東灶變1#主變最大負荷4.33MW，該線路近期具備轉移全部1#主變負荷的能力，為確保母線故障情況下福廣線重要用戶供電，在線路合適位置建立與福廣線聯絡;2#線直接接入東灶變20kVⅢ段母線，作為東灶變2#主變備用電源，2015年東灶變2#主變最大負荷7.98MW，該線路近期具備轉移全部2#主變負荷能力，為確保母線故障情況下展江線重要用戶供電，在線路合適位置建立與展江線聯絡。

若后續專供區內大用戶落戶較多，負荷發展較快可以考慮在該方案基礎上，待劉浩變擴建第二臺主變時，將110kV劉浩變2#主變（根據規劃2018年將擴建，主變容量50MVA，變比為110/10kV）與110kV九圩港變2#主變（主變容量50MVA、變比為110/20/10kV）進行互換，能夠增強劉浩變20kV側的供電能力，進一步提升該專供區內20千伏供電的可靠性。需新增20kV配電裝置（主變柜1面、母設柜1面、出線柜2面、分段隔離柜1面）。主變更換后，主變差動及各側后備保護不能滿足三側差動的要求，需要整體更換。估計投資200萬元。

若該地區負荷呈現爆發式的增長，可考慮在20kV專供區海門濱海新區內新建一座110kV變電站。