面向10 kV公用臺變重載問題的配網設計方案

黃艷霜

（廣東辰譽電力科技有限公司，廣東 佛山 528299）

我國鄉鎮10 kV配網大多建成于21世紀初期，投入使用年限較長，臺變容量規劃與當前用電需求不匹配形勢嚴峻。尤其是在夏季用電高峰期，鄉鎮10 kV配網往往處于超負荷運行狀態，在一定程度上影響了線路裝置的絕緣性能和使用壽命。嚴重時甚至可能引起線路裝置過負荷損毀，造成大面積斷電或人身傷亡，在10 kV配網改造升級過程中須全面重視。

1 問題分析

在配網運行過程中若臺變比容量設置不合理、用戶用電負荷加大、用戶異常用電行為、三相負荷不均衡等，均有可能導致臺變重載或過載，加大配網電能損耗或造成配網運行事故。上述問題處理時應針對具體原因做好配網規劃調整，這樣才能夠保障配網運行的安全效益和經濟效益。如容量設置不合理時可按照電力調度計劃，進行臺區改造升級；用戶用電負荷加大時可新增配電站分擔原臺區配電壓力；用戶異常行為用電時應增設異常用電監測裝置，可針對反復出現的異常行為進行重點盯守；三相負荷不均衡處理時可適當調整網架結構及接線模式，按照靠近負荷中心原則優化站點位置等。

佛山勒流所10 kV 配網主要負責工業生產和居民生活配電，按原用戶用電負荷規劃設計，選用S11-M.RL-500/10 系列變壓器，保證總容量為500 kVA，運行負荷不超過60%。但2018年以來新農村建設和發展進程日益加快，該地區配變容量達到357.1429 kVA，運行負荷約71.4%，大多線路均處于超負荷狀態，故障風險系數較高。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號公用開關箱開始，采用電纜線路敷設至新建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，低壓開關柜4面，配電站1個，直流屏1面。

2 規劃方案

本次新建配電房項目規劃設計過程中主要依照GB 50054-2011《低壓配電設計規范》、DL/T 5220-2005《10 kV及以下架空配電線路設計規程》、中國南方電網公司《10 kV和35 kV配網標準設計》等標準規范，在負荷預測基礎上做好負荷預測、配電選址和接線設置。

2.1 負荷預測

負荷預測是有效處理配網重載問題的基本保障。根據上述預測結果，配電站可以全面把控用戶用電傾向、用電情況等，按照30%以上冗余選擇對應型號變壓器，從而有效減少過負荷運行現象。

新增配電房項目中按照用戶用電量年表及電力調度平臺中的關鍵數據，最大配變負荷為592 kVA，新建變壓器容量達到800 kVA即可，如表1所示。

表1 負荷預測及配變選型

2.2 配電選址

從供電半徑角度而言，新增配電站選址時應盡量靠近負荷中心，且接近電源側，便于設置進出線，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。從安全指標角度而言，新增配電站選址過程中要充分考慮周圍環境，不可設置在積水積潮、暴風揚塵、震動震蕩等地區，最大限度避免由環境因素造成的配電站故障。

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

其中，JⅡ型配電房處新增SC11干式變壓器1臺，變壓器總容量共800 kVA、10 kV 高壓柜5 臺（配SF6全絕緣斷路器柜自動化成套設備）、GGD3 型智能化低壓開關柜4臺。該地區位置環境良好，通風、散熱、防潮等優勢突出，且深入負荷中心，減少了配電線路供電半徑，安全效益和經濟效益顯著。

2.3 接線設置

為有效解決10 kV 公用臺區重載問題，在新建10 kV 配電房接線設計時應充分考慮電源進出線和電氣主接線類型，在三相負荷一致指標基礎上做好關鍵接線的調整和優化，以保證負荷供給的安全性、可靠性和穩定性。

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。接線過程中應由港口變電站718扶居線扶閭北電排站支線2號公用開關箱603 開關供給。電氣主接線按照不同電壓等級分別配置，其中10 kV側采用單母線，設1回進線、4回出線；0.4 kV側采用單母線分段，配置8回低壓出線。

2.4 接地保護

本工程中主要通過接地保護裝置將設備、線纜與接地網連接。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，接地網采用人工接地體敷設而成，接地電阻≤4 Ω。

3 設計要點

3.1 架空線路

架空線路設計的過程中主要由K1處新建7 m低壓塔接至扶閭村住宅區內K14 處新建低壓桿，新架設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方式豎桿，確定垂直度達標后分層回填夯實，一般厚度在300～500 mm 左右；架設線路時應注意考慮周圍地形，先使用牽引裝置將導線架設在塔桿上，接頭處使用導線連續管連接。然后，再調整臨時接線應力，將導線緊好、固定，檢查架空線路敷設質量；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。水平敷設的接地體可采用40 mm×4 mm 扁鋼或直徑10 mm 圓鋼敷設，垂直敷設的接地體可采用63 mm×6 mm×1500 mm角鋼垂直埋入地下。

3.2 電纜線路

電纜線路設計的過程中按照10 kV 側和0.4 kV側分別選線，共敷設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，J2至J4沿新建電纜走廊敷設；后者先預留扶閭村村內J1至J2出線電纜走廊三回，預留扶閭村村內J2至J4出線電纜走廊一回，J1至J6沿新建電纜走廊敷設，其施工中應注意以下4點。

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

按照電纜線路規劃設計方案進行分層分段，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。

采用機械敷設時，電纜應從盤的上端引出，不應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、護層折裂等未消除的機械損傷；遇到轉彎處，電纜最小彎曲半徑不小于電纜外徑的15倍；

排管敷設時，要先進行基槽開挖，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。排管敷設完畢后，使用細砂土回填、搗固。

4 結束語

按照10 kV 公用臺變重載現狀，在配網規劃過程中應注意前瞻性設計，在負荷預測和冗余設置基礎上，保證配電容量滿足長遠發展需求；應注意做好選址設計和接線調整，保證電源接入質量并減少線路電能損失，從以上兩部分出發，有效緩解配網過負荷運行壓力。此外，還要規范架空線路和電纜線路敷設施工，使配網運行過程中負荷均衡、高效配電，最大限度改善10 kV 配網運行的安全效益和經濟效益。