汉江集团供电网络规划.docx

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汉江集团供电网络规划

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汉江集团供电网络规划

前言：

汉江集团供电区域内的供电线路多数已运行10-20年之久，近年来，随着人们生活水平的提高，空调热水器等大功率家用电器的快速普及，造成民用负荷迅猛增长。

而电力线路特别是其中的中低压线路及配套设备的更新改造严重滞后，线路普遍长期超负荷运行，电压损失加大，用户端电压偏低。

同时对安全运行造成威胁。

前几年夏季高峰负荷时发生的低压断线事故，就是这些问题的集中反应。

高温时期的断线给用户的生活造成极大的影响，作为服务行业的供电企业在民众中的形象则因此大打折扣。

为了扭转这种不良局面、提高供电质量、向用户提供最优质的电力服务，水电公司在进行全面普查的基础上，依据《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》和《城市中低压配电网改造技术导则》等电力部门最新的行业规范，以满足用户安全用电为宗旨，将对现有的中低压电力网进行重新规划，并拟定出可行的近期实施方案和中远期规划方案。

第一部分：

供电网络现状及存在问题

一、网络现状：

水电公司苏家沟变电站现有35kV馈电线路四条，全部为LGJ系列钢芯铝绞线，截面240mm2－300mm2、分两路双回铁塔架设。

主要供集团公司老铝厂、合金厂、电石厂工业用电。

10kV馈线14条，其中六回工业专用线路，有四回即苏212碳硅线、苏223金二线、苏224轧钢线、苏225电石线带有少量民用负荷；其它八条为居民用电线路，截面150mm2、240mm2、300mm2、砼电杆架设。

10kV居民用电线路间安装有联络刀闸或开关，可以构成简单环网结构。

0.4kV系统采用三相四线制供电方式，在近几年的改造中，有少数条件较好的小区或新住宅楼进行了低压电缆入地，新选用的变压器也包括美式箱变、全密封变压器。

二、存在问题：

1.配电变压器配置：

水电公司10kV供电系统在用配电变压器中80年代出厂的S7型配电变压器（已属限制生产的）38台，淘汰型高耗能配电变压器49台，大多数已发生渗漏油、表面锈蚀严重；有的甚至已经报废但仍在运行。

这些成旧变压器的运行不仅造成巨大的电能损失，更难以保证用户的用电质量。

2.配电变压器产权混乱：

由于历史原因，有一部分变压器归使用单位所有，造成对这些变压器的维护、试验、检修不力，为变压器安全运行埋下了祸根。

3.中低压线路问题：

现运行的中低压线路绝大部分是裸线，每到雷雨季节都会造成线路大片停电事故，而且由于住宅与电力线路安全距离问题还曾造成人员伤害和赔偿。

居民区的低压线路截面普遍为16mm2、25mm2、35mm2，长期超负荷运行，用电高峰期经常造成断线事故，由此引起的社会影响极坏。

另外，10kV线路中工业与民用混用较多，六条工业线路中有四条带有民用负、八条民用线路中有六条线路接有工业负荷。

4.线路无功补偿和谐波治理：

现在的供电网络中，从苏家沟变电站到线路末端，均未安装任何无功功率补偿装置，对于几家冶金企业用电的谐波治理问题，至今没有解决。

无功不足造成线路电压损失增大，线路终端用户电压会偏低，谐波则对供电质量影响较大。

5.一户一表问题：

截至2004年3月底，水电公司电力用户总数为11896户，这其中1990年水电公司实行总表计量后，由公司计量科移交给各单位行政科居民DD1—DD28型单相电能表6500余块，目前，大部分居民仍在使用，均属淘汰表，且部分困难企业的居民单相电能表已烧毁,只能估收。

这些用户均需要进行配套的进户线、电表更新。

第二部分：

配电网规划原则及设备选型

一、规划原则：

1.城市中压配电网应根据高压变电所布点、负荷密度和运行管理的需要划分成若干个相对独立的分区配电网。

分区配电网应有较为明显的供电范围，一般不应交错重叠。

2.中压配电网应有一定的容量裕度，当负荷转移时不致使载流元件过载。

当任何一个中压馈电柜因故停运时，通过倒闸操作，能继续向用户供电；当发生线路事故时，通过倒闸操作，能继续向非故障线路段用户供电，配电线路不过负荷，不限电。

3.中压配电网应有较大的适应性，主干线截面应按长期规划（一般为20a）一次选定，多年不变。

4.城市中压架空配电网应采用环网布置，开环运行的结构。

中压线路的主干线和较大的支线应装设分段开关，线路分段一般为三段。

相邻变电所及同一变电所馈出的相邻线路之间应装设联络开关。

5.低压配电网应结构简单，安全可靠。

主干线宜一次建成并应有较强的适应性。

6.低压配电网应实行分区供电的原则，低压线路的供电半径应控制在150m－400m以内。

7.在三相四线制供电系统中，零线截面宜与相线截面相同。

为防止零线断线烧损用户家用电器，低压线路主干线的末端和各分支线的末端，零线应重复接地。

8.低压电缆的敷设可以选择直埋或电缆沟两种方式。

二、推荐设备选型：

1、线路配电变压器选型：

配电变压器是城市供电系统的关键，它的选择对于供电质量、安全都有重要意义。

同时，在全民提倡节能的今天，变压器的损耗已成为选型的重要指标。

鉴于目前变压器属成熟产品，以下从变压器的损耗入手对S9、S11-MR（全密封卷铁芯）、SH（非晶合金铁芯）作一比较：

同容量的变压器比较：

S9系列与S7系列相比，空载损耗下降10%、负载损耗下降25%；S11系列与S9相比空载损耗下降30%、空载电流下降80%；SH（非晶合金铁芯）系列与S9相比空载损耗下降75%-80%、空载电流下降80%。

很明显，S11和SH系列比S9系列更加节能、环保，在价格方面，S11与S9差别不大，SH系列比S9变压器高出一截，但根据厂家提供的变压器单价计算后发现：

一台容量为500kVA的SH系列非晶合金铁芯变压器与S9系列变压器的差价，只需3-5年左右即可通过节约的电费回收，而变压器的寿命是20年以上，所以汇报是丰厚的，节能就是效益。

因此，推荐采用的变压器首先是S11-MR、S9两种，在费用充足时可以采用SH系列。

对于变压器的联结组别，建议逐步推广采用D,yn11组别。

原因是与现在普遍使用的Y,yn12相比，D,yn11结线的变压器有以下三大优点：

1）有利于抑制高次谐波电流。

三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成△形条件下，可在原边形成环流，有利于抑制高次谐波电流，保证供电波形的质量；

2）有利于单位相接地短路故障的切除。

因D,yn11结线比Y,ynO结线的零序阻抗小得多，使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以，故有利于单相接地短路故障的切除；

3）能充分利用变压器的设备能力。

Y,ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%（见GB50052－95第6.0.8条），严重地限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分利用；而D,yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，甚至可达到相电流的100%，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。

变压器容量的选择，根据集团公司的实际情况，推荐400kVA为首选，315kVA、500kVA为备选。

集团公司居民小区内现有三台箱式变压器在运，还有两台箱式变即将投运。

箱式变的应用降低了占地面积、运行噪声、提高了运行的安全性能，美化了环境，提升小区的品质，深受居民的好评，因此，在条件相对较好的小区内，可以考虑配置箱式变压器。

2、电线、电缆选型：

在整个配电系统中，电线电缆的投资所占比重大约在15%－20%之间，但它却是供电网络中极其重要的组成部分，担负着终端传输、分配电能的功能，是最容易发生事故的环节。

因此，对于电线电缆应按15-20年的中长期安全用电来选型，并在初期规划施工时充分考虑可能的变化，保留一定的接线灵活性。

原则如下：

1）中压架空线路宜采用铝芯绝缘线线，主干线截面应为150～240mm2，分支线截面不宜小于70mm2。

2）10kV电缆推荐选用YJV型交联聚乙烯电缆。

主干截面铝芯不应低于185mm2、铜芯不应低于150mm2；分支电缆截面铝芯不应低于70mm2、铜芯不应低于50mm2。

3）低压主干线低压主干架空线路宜采用绝缘导线，导线截面不应低于120mm2。

 变压器低压侧出线按照其额定电流选择，并应留有20%左右的裕度。

4）低压分支线宜采用架空绝缘导线或集束导线，导线截面原则上不应小于50mm2。

5）中低压线路应逐步改用绝缘线专用低损耗节能型合金金具，以降低线路接续中的电能损耗和因金具发热引起的事故率。

6）低压电缆线路应选用四芯等截面橡塑电缆，YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是工程建设中较普遍选用的两种电缆。

YJV型交联电缆与VV型电缆相比，虽然价格略贵，但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点，YJV型电缆寿命可长达40年，而VV型电缆仅为20年，因此应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆，逐步淘汰VV型聚氯乙烯电缆。

7）低压电缆主干截面铝芯不应低于150mm2、铜芯不应低于120mm2；分支电缆截面铝芯不应低于50mm2、铜芯不应低于35mm2。

2、线路开关设备选型：

中压10kV系统推荐选用SF6或真空绝缘断路器（负荷开关）；电缆系统则可采用环网柜、电缆分支箱等设备用于线路联络、分段、组成环网等。

在典型线路上设置安装具有配电自动化功能的开关，试运行成功后逐步推行线路配电自动化。

低压系统中在变压器低压侧应安装相应的刀熔开关或断路器，低压电缆改造中可以使用电缆分接箱和低压配电箱等设备进行接线。

第三部分：

供电网络规划方案

本规划方案依据以下标准和规范：

《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》

《城市中低压配电网改造技术导则》DL/T599-1996

《供配电系统设计规范》GB50052-95

《低压配电设计规范》GB50054-95

一、近期规划实施方案

1、中压10kV系统：

供电网络总体上继续保持现在的格局，保留集团公司苏家沟变电站的八回10kV出线即丹一线（苏213#）、局办线（苏214#）、坝一线（苏216#）、联络线（苏217#）、坝二线（苏221#）、水厂线（苏222#）、羊山线（苏227#）、王汤线（苏228#）作为居民用电线路，将苏212碳硅线、苏223金二线、苏224轧钢线、苏225电石线所民用负荷就近转至民用供电线路。

具体规划实施如下：

1）线路全线更换为JKLYJ系列架空绝缘线、根据对八条居民线路的负荷统计分析和预测，结合以上规划原则，主干线路截面选150－240mm2、分支线路截面70－120mm2。

负荷统计见附表一。

2）线路接续、安装用金具全部该用低损耗、节能型绝缘线专用金具。

3）将线路分段，分别在王汤线、坝一线、水厂线安装一台分段负荷开关。

重新优化联络设置，联络开关选用负荷开关（或断路器）。

；将王汤线局办线、坝一线坝二线、坝一线电石线、王汤线水厂线四处联络点均原地更换为两台负荷开关（原为隔离开关），在坝二线丹一线联络点更换安装一台负荷开关、在水厂线联络线联络点更换安装一台断路器。

详见附图二。

4）选择1-2条线路作为配电自动化的试点，推荐选择坝一、坝二线作为试点。

根据以上规划，按照每片区域至少两回10kV高压线路形成双电源供电的要求，可以划分为以下几个供电区域：

●由水厂线（或局办线苏214#）和王汤线苏228#向沿江大道、渡口路、生产路、局直张家沟小区供电，坝二线作备用。

●由丹一线苏213#和坝二线苏221#向丹江大道区域供电，王汤线可以作为备用电源。

●由坝二线苏221#和坝一线苏216#向大坝二路全线、均州一路东段区域供电，王汤线、丹一线、轧钢线可以作为备用。

●由坝一线苏216#和坝二线苏221#向大坝一路全线至丹赵路二化厂供电，电石线和轧钢线作为备用。

●由水厂线222#和联络线217#向上坝路、龙山宾馆、长源公司供电，王汤线作备用。

●由羊山线227#和硅碳线212#向羊山片、松涛山庄、市水厂、王大沟供电。

2、配电变压器更新：

根据线路普查数据，目前线路在用的变压器中属S9以前型号的变压器有近90台，型号有SL1、SJ、S4、S8、S7、SL7等，最早生产与六十年代。

其运行时间多数已达到或超过运行寿命，损耗大、维护费用高。

根据最近对变压器负荷的统计数据，有大部分安装预5-10年前的变压器都处于过负荷运行状态，这些应在3-5年内分批淘汰，更换成新型节能变压器如S9、S11-MR系列，在封闭小区或办公地点可以选择使用干式或箱式变压器。

新安装的配电变压器应以D,Yn11组别为主选，容量方面小区内以400kVA为主选，居民片区和路边的变压器以315kVA为主选。

3、低压线路改造：

集团公司正在进行的居民用电改造工程，促进了小区的电力线路改造。

位于大坝二路的民康、民欣、民泰小区，大坝一路的新星、康乐小区、张家沟小区都已经和即将实施电力线路入地工程；这些小区低压主要以电缆化改造为主，按照小区的建设进度分年度逐步实施。

其它规模较小的小区及各单位居民片区、零星居住区则不作入地要求，根据实际情况灵活选择架空或入地方式改造均可。

低压电缆主干截面选120-240mm2、分支截面选35-95mm2；架空线的截面主干截面选120-185mm2、分支截面选50-95mm2。

配电变压器低压侧应统一装设刀熔开关，每台变压器供电范围控制在400m以内。

4、一户一表改造：

根据669号文《城镇一户一表改造的若干规定》为开放城镇居民生活用电，改善居民住宅的供电条件，适应居民对电力需求，达到中等电气化水平的目标（既：

普及电视机、洗衣机、电冰箱、电饭堡的基础上使用冷暖空调、蓄热式电热器、炊事用能初步电气化）。

按669号文规定，一户一表进户线及户内配线的改造应能保障今后30-50年内不再改造，结合公司实际情况暂定30年；户供电能力达4-10kW、每户住宅日均用电7-20kWh，结合公司实际情况暂定8kW；推荐使用机电式长寿电能表，该电能表能连续使用20年不超误差，属新型、防窃电、高过载、低功耗表。

在适当的时候开始从企业到居民用户逐步推行使用分时段复费率电度表。

5、线路无功补偿和谐波治理：

为了减小线路电压损失，降低高次谐波对供电质量的影响，在配电网中应根据就地平衡的原则，分散与集中补偿结合进行无功补偿。

可以在苏家沟变电站按照容量的10%－15%选择集合式或干式电容器补偿，同时充分考虑无功电压综合控制的发展趋势，安装一套无功－电压综合控制的自动装置；针对３５ＫＶ系统为大工业企业用电，对供电质量要求较高，因此对各用户进行分散补偿，对100kVA以上的配电变压器低压侧按其容量的7%－10%安装补偿电容。

重点要求三星钢厂、电石厂、新合金厂、碳化硅厂、轧钢厂等冶金企业安装谐波治理设备，防止高次谐波直接注入供电系统。

6、工程实施：

按照以上近期规划方案，主要的工程量是：

10kV主干线、分支线的更换及接续；线路配电变压器更换安装试验附含部分避雷器的更换试验；10kV线路分段、联络用负荷开关和断路器的安装调试；0.4kV主干线、分支线的更换及接续；供电区域优化调整；一户一表改造；变电站及线路终端无功功率补偿和冶金企业的谐波整治；本规划的实施将根据线路情况分片区逐步进行，全部改造施工期3-4年。

7、投资费用估算：

该规划实施方案的投资费用主要包括电气材料费和施工工程费，从工程项目上分为高低压线路变压器改造和一户一表改造两大项目。

其中高低压线路变压器改造工程主材费为：

元，一户一表改造工程主材费：

元，见附表二、附表三。

二、中远期网络规划（见附图三）

供电网络中的中远期规划是结合城市发展，前瞻性地对供电系统进行长远设想和规划，以最大程度上满足用户对供电质量、可靠性的不断提高的要求。

根据水电公司的供电区域特点和丹江口市城市规划，水电公司准备对中压网络结构进行优化。

具体方案是在丹江大道铝厂和坝一路电石厂、右岸三处各建一座35kV/10kV变电站，丹江大道铝厂和坝一路电石厂两站10kV出线4-5条，与苏变现有的出线联络，组成环网供电，右岸35kV变电站是为满足即将开工的南水北调大坝加高工程施工用电，工程完工后可以直接转为右岸供电。

这将从根本上缓解苏变10kV出线的压力，提高供电质量和可靠性，并为城市的发展预备足够的供电能力空间。