某市10 kV電網線路規劃設計及其改造工程估算

宮建鋒，靳盤龍，吳國峰，郭 寧

(國網寧夏電力有限公司經濟技術研究院，寧夏 銀川 750002)

0 引言

現階段，國內許多城市都不斷采用更加復雜的配電網系統，如果繼續采用之前的電網設計方案則不能滿足這類配電網的長期發展需求，由此便可能導致電網運行故障[1-3]。為了更加精確分析配電網的運行狀態，應先對其負荷情況進行預測，考慮到當前獲得廣泛使用的網格法負荷預測方法必須對大量數據進行高效處理，同時還需綜合分析多種影響因素，將其應用于不同領域時需滿足特定的條件，使預測效率顯著降低并阻礙了配電網的配置過程[4-8]。

進行負荷預測的過程是利用前期電力負荷數據來推斷負荷的后續變化規律及其可能出現的各類情況。對電網進行準確的電力負荷預測已經成為規劃電網系統的重要依據，是否能夠實現準確預測的目標將直接影響到電網的運行穩定性，這就要求必須提高負荷預測的科學性[9-12]。到目前為止主要形成了兩種電力負荷的預測方法。第一種是以回歸分析方法并結合前期用電數據實施預測。第二種是負荷密度分析方法，是利用負荷密度來完成預測的過程。根據以上分析，本文在分析10 kV電網規劃技術原則的基礎上，設計了電站規劃方案以及線路規劃。

1 10 kV電網規劃技術原則

10 kV中壓配電網遵循“電網結構清晰合理、配電線路設備選型合規”的規劃技術原則，根據負荷分布采用多種接線模式和配電設備，實現對供電可靠性的多元化需求。隨著分布式能源的快速發展，10 kV中壓配電網作為分布式能源的重要接入途徑，其功率分布存在很大不確定性，更需制定清晰的網絡結構。

1.1 電網結構

某市區中壓配電網電纜網宜選用單環網、雙環網結構，架空網宜選用單聯絡、多分段適度聯絡結構。某市各類供電區域中壓配電網主干網目標網絡接線方式如表1所示。

表1 中壓配電網主干網目標網絡接線方式推薦表

(1)架空網典型接線

單聯絡接線如圖1所示。這種接線模式由兩條饋線通過聯絡開關或開關站構成，包括同一變電站不同母線間的站內聯絡和不同變電站間的聯絡，此種接線方式應用于城郊地區、縣城區和農村地區。

圖1 架空單聯絡接線模式

多分段適度聯絡接線如圖2所示。此種接線方式應用于中小工業開發區或農村地區。

圖2 架空多分段適度聯絡接線模式

(2)電纜網典型接線

電纜單環網接線如圖3所示。單環網接線形式為城市10kV配電網目標年的基本接線形式。

圖3 電纜單環網接線模式

電纜兩環網接線如圖4所示。此種接線形式應用于負荷密集和重要用戶集中的地區，其他地區可在條件成熟時將兩個單環網構成此種多分段兩聯絡的雙環網形式，以進一步提高供電可靠性。

圖4 電纜兩環網接線模式

1.2 線路

(1)10 kV配電線路導線截面選擇應系列化、標準化，同一類型供電區內主干線截面宜一致，應按遠期規劃一次選定。規劃聯絡線和分支線時，如果其可能發展為主干線，則應按主干線截面進行規劃。某市區10kV線路導線截面宜參照推薦表進行選取。

表2 10 kV線路導線截面推薦表

(2)中壓線路供電半徑滿足末端電壓質量要求。原則上B(城)類供電區域供電半徑不宜超過3 km；C(農)類不宜超過5 km；D類不宜超過15 km。

(3)為提高供電可靠性和安全性，在C類及以上10 kV架空線路盡量采用架空絕緣線。

2 10 kV變電站規劃方案

2.1 10 kV變電量需求

結合網供負荷預測結果及現狀電網建設情況，按照容載比2.2計算主變容量需求上限，再結合各分區現有變電站容量情況，計算規劃年所需新增容量。

到2020年，某市區10 kV變電量需求為1 302 MVA，無需新增變電量；B類供電分區10 kV變電量需求為226 MVA，無需新增變電量；到2020年，C類供電分區10 kV變電量需求為205 MVA，無需新增變電量；到2020年，D類供電分區1 010 kV變電量需求為871 MVA，無需新增變電量。

表3 某市區10 kV分區變電量需求分析

2.2 供電區容載比校核

綜合某市區10 kV變電量需求預測結果，對規劃期內的10 kV容載比進行校核。表4給出了某市區10 kV變電容載比校核表。2018年某市區10 kV網供負荷為547 MW，10 kV容載比為3.6。某市地區以發展旅游業為主，目前正處于產業轉型升級時期，引入較多高精尖產業，用戶對供電可靠性要求較高，且需雙電源供電保障，用戶將處于快速發展階段，電網需要超前謀劃，提前布局，適度超前經濟社會發展，需新建10 kV變電站提高電網供電裕度。規劃期間，新增變電量合計明顯增加，且隨著用戶的發展容載比將逐步降低至合理區間。

表4 某市區10 kV變電容載比校核表

3 10 kV電網線路規劃

按照配電室、箱式變以及柱上變等分類提出典型臺區低壓側配套工程的設計方案，城市中心區(B類供電區)；縣城城區、工業園區(C類供電區)可適當擴大，但應控制在400 m以內，農村地區(D類供電區)負荷點較為分散，根據D類供電區的點負荷分布情況進行適當調整，D類供電區供電半徑調整為不大于500 m。

10 kV電網應滿足分布式電源的接入要求，電源容量在8 kW及以下，并網電壓等級為220 V；電源容量在8～400 kW，并網電壓等級為380 V。在分布式電源接入前，應對接入的線路載流量、變壓器容量進行校核，并對接入的線路、開關等進行短路電流和熱穩定校核，如有必要也可進行動穩定性校核。

配電室典型方案：一般配置雙路電源、兩臺變壓器，單臺容量不超過800 kVA，中壓側一般采用環網柜開關，低壓為單母線分段帶聯絡。中壓側2回進線，低壓側4～24回出線；箱式變典型方案：盡量安裝于負荷中心，容量不大于630 kVA，線路采用電纜敷設，供電半徑不超過250 m；柱上變典型方案：柱上變壓器安裝采用雙桿架設，容量不超過400 kVA，低壓側應裝設配電總表箱，供電半徑不超過500 m，接戶線材用35 mm2絕緣線自桿上引下，安裝配電箱。干線長度推薦B類地區干線長度200 m，C類地區干線長度300 m，D類地區干線長度400 m。

配電變壓器應根據負荷分布情況盡可能布置在負荷中心，根據現狀及預測負荷情況優化配變容量，縮短低壓供電半徑。2019～2020年間，新建低壓架空線路389.38 km，低壓電纜線路3.5 km；無改造工程。“十四五”期間，新建低壓架空線路638.31 km，低壓電纜線路45.5 km；無改造工程。

表5 某市區10 kV電網線路新建及改造工程量估算

4 結論

為規范某市高質量配電網規劃設計與建設，落實本地化、差異化的配電網規劃理念，在《配電網規劃設計技術導則》的基礎上，明確了高質量配電網規劃目標及相關技術標準。

(1)某市正處于產業轉型升級時期，引入較多高精尖產業用戶將處于快速發展階段，電網需要超前謀劃，提前布局，適度超前經濟社會發展，需新建10 kV變電站提高電網供電裕度。

(2)配電變壓器應根據負荷分布情況盡可能布置在負荷中心，根據現狀及預測負荷情況優化配變容量，縮短低壓供電半徑。2019～2020年間，新建低壓架空線路389.38 km，低壓電纜線路3.5 km；無改造工程。

(3)某市區配電網規劃設計應符合《高質量配電網規劃關鍵技術咨詢》成果要求，還應符合國家、行業及國網公司現行有關標準的規定。