城市新建中央商務區10 kV雙環式配電網的規劃與實踐

王翔宇

城市新建中央商務區10 kV雙環式配電網的規劃與實踐

王翔宇

（山東天祥電力設計院有限公司，山東 濟南 250000）

針對城市新建中央商務區原有配電網老舊、變電站間隔有限、配電自動化水平低等現狀，以某城市新建中央商務區東南片區為例，對配電網改造中的雙環網方案概況及實施要點進行分析及總結。分析的依據主要包括雙環式配電網的特點、現狀配電網的特點、既往工程設計經驗及施工單位問題反饋。明確了雙環式配電網在新建中央商務區一流配電網建設中的實施方法及注意事項，為雙環式配電網設計積累了經驗。

雙環式配電網；配電網改造；一流配電網；供電可靠性

1 引言

國家發展改革委、國家能源局《電力發展“十三五”規劃（2016—2020年）》中要求，在北京、上海等10個城市開展世界一流城市配電網建設，全面提高城市配電網可靠性和供電質量，指明了大型城市配電網的發展方向。而大型城市的新建CBD（中央商務區）作為城市建設核心片區，屬于A+類供電區域，供電可靠性要求高，更應提前規劃一流配電網基礎建設。CBD內一般包含大型商業綜合體、住宅小區及辦公寫字樓，且配電室報裝容量均較大且集中，后期用電負荷較大。而且中央商務區內往往近、中期新建項目較多，且供電單元區域集中，可快速成為主要負荷增長點。

因此急需加強CBD片區10 kV線路建設，提高供電能力，改善區域網架結構，滿足新增負荷需求，提高供電質量和供電可靠性。

2　CBD配電網現狀及雙環網建設必要性（以某新建CBD東南片區為例）

2.1　新建CBD片區配網現狀

原有配電網老舊及不合理情況明顯。由于新建CBD的位置距離市中心較遠，為欠發達區塊，其配電網建設較主城區落后。而原有片區的土地，從收儲到拆遷再到重建的周期較長，正常的配電網改造升級在此期間停滯數年，導致即使原配網網架不合理或原有線路重載、過載，也未隨城區其他同類配電網進行改造。使得CBD地區現有配電網網架存在單輻射、線路重過載或設備老舊等情況。

變電站間隔不足。雙環網改造工程，更重要的是通過2座變電站的4回出線，形成變電站的手拉手，增加負荷轉移互供能力。因此配電設備可以利舊，但變電站間隔則需要在原有開關站基礎上新增母線，或者對線路資源進行優化整合，對于負載較小的線路進行合并，騰出新線路間隔。

管道資源不足。雖然CBD片區會隨新建道路修建電纜隧道或埋管。但部分道路是在現有道路基礎上改造的，現有道路下的電纜管溝如不增加，雖然短期內有管道資源，但隨著大量臨電、業擴項目的投用，部分管溝局部會出現管孔不夠的情況，形成管道資源的卡脖子。只能通過電纜通道合并，或者在原有電纜井的基礎上增加管孔，或結合城市道路改造進行管道敷設來解決[1]。

配電網配電自動化水平較低。CBD片區配電網，現有多臺投運十余年的非智能型環網柜或分支箱，尚未安裝或無法安裝DTU、FTU等智能設備。因此需要進行配電自動化通訊改造工作，打造智能型配電網。

2.2 新建CBD區域雙環網建設的必要性

國家電網公司企業標準《配電網規劃設計技術導則》中明確規定，Ａ類供區電纜網的10 kV配電網目標電網結構推薦雙環式[2]。某新建CBD片區在配電網規劃供電分區劃分中劃分為Ａ+類供電區域，對于該CBD區域優先考慮構建雙環網供電網架。

經研究發現，同樣的負荷密度下，電纜雙環網供電模式的可靠性要高于單輻射和單環網的供電模式，如圖1所示。此外配網自動化建設是以一次網架和設備為基礎，雙環網的實施能簡化網架并更新一次設備，為CBD片區配網自動化的建設打下良好的網架基礎和設備基礎，避免重復建設、重復投資。

圖1 各種電纜網接線模式在不同負荷密度下的可靠率

3 雙環網建設方案選擇及工程設想（以某新建CBD東南片區為例）

CBD東南片區內，現有2條單輻射線路A、B，2條單環線路C、D。其中C單環線路負載率為102%，為過載線路。

3.1 供電方案設計

利用110 kV變電站甲的10 kV單輻射A線、B線的現有間隔，110 kV變電站乙的2個備用間隔，共同構建甲、乙變電站的一組雙環網（線路C按重過載改造方案切割負荷，線路前段仍由原變電站接帶；線路D全線路轉帶，原變電站間隔退運）。因線路周邊單位較多，綠化帶較少，且地下管線多，新建環網柜位置協調難度非常大。因此需要充分利用現有及待建環網柜進行配網改造，必須新建的2臺環網柜則結合負荷分布，補充實際環網柜的布局空隙，組成一組雙環網結構，如圖2所示。

3.2 通道情況

CBD片區線路沿主路既有電纜隧道建設，無樹障影響，線路通道良好。

新建環網柜位置需增加電纜橫穿，電纜排管敷設方案根據電纜線路敷設路徑的要求及所敷設地段情況，采用《國家電網公司配電網工程典型設計（10 kV電纜分冊）》排管4×3混凝土包封 B-1-4-2模塊[3]。

圖2 雙環網供電方案示意圖

4 雙環網建設方案要點分析

4.1 更換環網柜及新建環網柜的位置選擇分析

4.1.1 環網柜應布局合理，靠近負荷中心

新建CBD片區雙環網網架，需結合現狀配電網進行改造，因此該片區部分老舊環網柜需要更換。但與一般技改工程在原址附近更換環網柜不同，CBD片區應根據中遠期負荷位置、規劃雙環網的網架結構、現狀電纜數量及敷設路徑，考慮更換后的環網柜位置。

如果環網柜的位置變動較大，則對于相關電纜開斷點的選擇影響較大，改造成本較高。因此在多個滿足規劃要求的位置中，在現有電纜運行良好的前提下，應以盡可能減少退運電纜長度為主要考量。

4.1.2 環網柜位置與電纜溝的位置關系分析

在已經確定環網柜大致方位的前提下，應盡量靠近電纜溝或選擇橫穿方便的位置放置環網柜。新建CBD片區內，電纜管溝資源較為充足。如片區道路未移交，新建道路橫穿也較易實施。但大型CBD片區往往存在地鐵建設或規劃、環網柜位置協調困難、電纜溝埋深與環網柜基礎不對應、現狀管線敷設深度與橫穿深度沖突等情況，應統籌考慮方可 實施。

4.1.3 環網柜位置與地下管線沖突分析

新建CBD片區的部分非主要道路，雖然綠化帶寬度足夠放置環網柜。但實際實施時綠化帶下常會有其他管線，原因是雖然道路建設會考慮綜合管線布置（如電纜溝、給排水、燃氣等），但電力環網柜作為配網改造部分，晚于道路規劃及實施階段，通常綜合管線圖紙不會預留環網柜位置。且由于各專業管線平行距離及檢修安全的要求，新建道路很多管線會平行于道路紅線來占用綠化帶，導致環網柜無處可放。因此環網柜及埋管橫穿的物探十分必要，是圖紙設計的前提條件。不可因為電纜溝距離近或動土范圍小（如僅安裝環網柜）而忽視物探工作。

4.2 與待拆及待建工程的整合

因為CBD片區往往同時存在待拆老舊配電網與待建臨電、業擴工程，且新建雙環網需要打亂待拆、現狀、待建配電網，重新接帶負荷，統籌兼顧十分重要。

對于待拆的老舊配電網，應結合電纜年限和運行情況、通道資源等條件，可利舊則提前規劃，避免同路徑拆除后再敷設造成的資源浪費。對于待建臨電、業擴，由于此類項目從設計到實施進度快。在已知待建項目存在最終設計或已出圖的情況下，應在雙環網設計階段按現狀配電設施來考慮，并在設計圖紙中注明。

4.3 電纜通道的占用

電纜路徑設計中，電纜通道的管孔占用始終是重中之重，CBD片區通常施工進度集中，電纜通道中待敷設的電纜較多。因此在設計階段，應整合該地區同路徑最新通道占用斷面，而非單純按現場實際勘察斷面來選用管孔。

5 新建CBD（中央商務區）內雙環網建設成效

通過實施本方案，切割了過載線路的用戶負荷，解決了該線路的過載問題。通過更換老舊設備及新建配電自動化終端，提高了設備自動化水平。通過構建雙環網結構，解決了A、B線路單輻射的問題，增加了負荷轉移互供能力，同時滿足了CBD片區的負荷增長需求。建立甲、乙變電站的手拉手環網，優化了網架結構，完善配電網配置，加強與周邊地區配網聯系，進一步提高負荷轉移互供能力，提升了供電能力。

［1］張龍超，吳挺，錢衛良，等.基于“三優化兩統籌”的城區雙環網規劃與實踐［J］.湖州師范學院學報，2017（1）：99-101.

［2］中國電力企業聯合會.配電網規劃設計技術導則［M］.北京：中國電力出版社，2016.

［3］劉振亞.國家電網公司配電網工程典型設計10 kV電纜分冊［M］.北京：中國電力出版社，2016．

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.060

2095－6835（2020）14－0142－02

〔編輯：嚴麗琴〕