城市配網(wǎng)建設方案

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城市配網(wǎng)建設方案

**市電力是國家一流供電企業(yè),也是浙江省特大型供電企業(yè),承擔著**八區(qū)及富陽、臨安、桐廬三縣(市)的供電任務,供電區(qū)域9780平方公里,職工4216人。2006年,最高供電負荷603萬千瓦,售電量313億千瓦時,受理業(yè)擴報裝519萬千伏安。至2006年底,**電網(wǎng)有供電客戶243萬戶,35千伏及以上變電所240座,總變電容量2804萬千伏安,35千伏及以上輸電線路5600千米。**電網(wǎng)的變電容量和售電量均列全國省會城市前茅。

市區(qū)擁有10千伏公用線路829線,環(huán)網(wǎng)化率99.91%。線路總長4780千米,架空線路1643千米,其中絕緣線路1640千米,電纜線路3037千米。絕緣化率為99.95%,電纜化率為64%。開閉所2669座,配變共18486臺,總容量970千伏安。

**局從1996年起全面實行配網(wǎng)設備招投標制度,以高性能、全絕緣、小型化、免維護要求進行配網(wǎng)設備的選擇。近來來采用了大量免維護、高性能的新型設備,包括柱上開關、環(huán)網(wǎng)開關柜、箱式變壓器等。同時堅持每月開展運行分析,有針對性的采取措施,使整個配電網(wǎng)始終運行在相對比較穩(wěn)定的狀態(tài),較好地控制了設備事故的發(fā)生。

1、架空線路

10千伏架空線選用鋁芯絕緣線,主干線截面選用185mm2,大分支線截面選用120mm2,小分支線選用70mm2。

2、柱上開關

10千伏分段、聯(lián)絡開關采用免維護或少維護的SF6斷路器或負荷開關。

3、電纜線路

10千伏電纜主干線選用YJV22-3×300mm2,個別負荷密集較高地區(qū)也有選擇地使用YJV22-400mm2電纜為主干線,大分支電纜截面選用240mm2或120mm2,小分支電纜120mm2或70mm2,至變壓器回路的電纜選用截面≥35mm2。

4、開閉所

采用環(huán)網(wǎng)負荷開關RM6、SM6等型號,不配繼電保護,采用單母線分段、單母線接線,主要作為10千伏配電網(wǎng)的分段點和聯(lián)絡點,向用戶分配電能。開閉站根據(jù)負荷及電纜主干線條數(shù),前期土建按最終規(guī)模建設,根據(jù)負荷初期,只上一排RM6或SM6型開關柜,后期隨著負荷的發(fā)展建設第二排RM6或SM6型開關柜。既節(jié)約了投資,又適應了負荷發(fā)展的需求。

5、SM6型雙柜開閉站

開閉站采用“雙Ⅱ”接線,從兩條10千伏主干線獲得電源,站內設兩排SM6型開關柜,采用單母線分段接線,根據(jù)需要可設聯(lián)絡開關在兩條主干線間起到聯(lián)絡作用。每個開閉站最終為4進12出,進線均選用YJV22-3×120或YJV22-3×70電纜作為饋接用戶的出線電纜。

6、RM6型雙柜開閉站

開閉站采用“雙Ⅱ”接線,從兩條10千伏主干線獲得電源,站內設兩排RM6型開關柜,采用單母線分段接線,根據(jù)需要設聯(lián)絡開關在兩條主干線間起到聯(lián)絡作用。每個開閉站最終為4進4出,進線均選用YJV22-3×300電纜,每個開閉站出線容量控制在5000千伏安以下,出線截面可以選擇YJV22-3×70電纜作為饋接用戶的出線電纜。

7、10千伏電纜分支箱

10千伏電纜分支箱分兩種,無開關的電纜分支箱,接于10千伏開關站的10千伏出線開關以后,主要目的為減少開關站內開關臺數(shù)及電纜溝電纜條數(shù),在中小用戶集中處,可經(jīng)電纜分支箱向2~4個中小用戶供電。

8、變壓器選擇

為了減少低壓線路的損耗,在居民住宅區(qū)變壓器采用“小容量、多布點、短半徑”的原則。公用配電變壓器容量統(tǒng)一規(guī)范為:315,400,500,630,800,1000千伏安,桿架變壓器單臺最大容量為400千伏安。箱式變電站最大容量800千伏安,配電站單臺變壓器最大容量為1000千伏安。新裝設的變壓器采用S9型及以上低損耗變壓器,現(xiàn)運行的S7型以下(不包括S7型)高耗能變壓器正逐步更換為低損耗變壓器。對防火安全要求較高的場所,使用高燃點油配電變壓器,當不滿足防火安全要求時,安裝干式變壓器。

二、遵循的幾個基本標準

1、絕緣化改造

**作為風景旅游城市,樹木綠化率較高,樹線矛盾十分突出,架空裸線抗自然災害的能力較差。如1988年8月的強臺風造成**大部分區(qū)域停電,持續(xù)時間長達十多天,其中線路停電主要原因是樹木倒在架空線上,引起斷線等。1999年初開始,市區(qū)配電網(wǎng)10千伏架空線路新建線路不再采用裸線,原有線路通過絕緣導線更換裸導線進行改造,減少線路接地和提高配網(wǎng)抗災能力。在絕緣化改造的初期,我們僅僅是絕緣導線更換裸導線,這種方式仍留有較多的裸露點,如連接點,配變、電纜的引下線、各種設備的樁頭等等,為此,我們進行了適度的改進,提出了全絕緣化、標準化改造,專門購置了各種設備的樁頭的絕緣罩以及接地環(huán)等設備,初期設立了幾條樣板線路,再逐步在全市推廣使用,取得了良好的效果。目前市區(qū)的絕緣率達到了99.95%。

2、架空線入地改造

2001年起,**市政府為了提高城市整體環(huán)境,緩解行路難問題,以及西湖博覽會的舉行,大規(guī)模的開展了道路整治,要求電力線路同步整治入地。通過電力線路的“上改下”,能夠提高配電網(wǎng)的整體水平,特別是抵御較大自然災害的能力得以加強。因此,**局結合道路整治逐步提高電纜化水平,在市區(qū)最終形成以電纜為主的網(wǎng)絡結構。緊密配合市政府組織的城市道路建設及改造,并明確費用界限,即由建設單位承擔土建費用,**局承擔電氣費用。為此,自98年以來,**市城區(qū)建設投入了大量的改造資金,總投資為8.3億元。實施了西湖南線整治工程、西湖西進工程、西湖綜合保護工程、梅家塢茶文化、“三口五路工程”、“一縱三橫道路整治工程”、“五縱六路道路整治工程”、05年和06年的“背街小巷改善工程”、錢江新城工程、**經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)及濱江高新開發(fā)區(qū)配套建設等工程。至2006年末,市區(qū)電纜化率達到了64%,有效的提高了**配網(wǎng)的健康水平,使得抵御較大自然災害的能力得以加強。

3、環(huán)網(wǎng)化、分段化改造

一般而言配電網(wǎng)線路利用率和可靠性較高的為格式網(wǎng),但在目前城市改造中難以按格式網(wǎng)的形勢布置線路,同時對于一個發(fā)展中的電網(wǎng),變電所的布點需要一個漫長的過程,格式網(wǎng)的布局難以實現(xiàn)。

為提高供電可靠性,使配電網(wǎng)處于經(jīng)濟運行狀態(tài),**局配電網(wǎng)的設計技術原則中提出了中壓配電網(wǎng)重點發(fā)展環(huán)網(wǎng)結線、開環(huán)運行。主干線路設置分段開關,每條10千伏線路以3分段或4分段設置分段開關,分段原則以每段用戶數(shù)小于10戶,或用戶總容量小于2500千伏安。每條10千伏干線支接變壓器總容量小10000千伏安。在環(huán)網(wǎng)原則下,考慮線路的經(jīng)濟運行,10千伏主干線的負荷控制在200A以內,事故檢修等異常運行方式下,一般控制在350A以內。環(huán)網(wǎng)、分段原則不僅適用在主干線路的環(huán)網(wǎng),對于分支線路、同電源的供電也相應考慮同電源的環(huán)網(wǎng),以提高供電可靠性,詳見圖1示意。

伴隨著城市建設,區(qū)域負荷密度不斷提高,10千伏線路也逐步增多而且密集起來,并且對供電的可靠性要求也在逐步提高,在原有的單聯(lián)絡的回路之間再進行分段和聯(lián)絡,就可以很自然的形成分段三聯(lián)絡接線模式。同時,提高了網(wǎng)絡帶負荷的能力。適用于負荷密度較高,對供電可靠性要求較高的區(qū)域,并且允許架空線路供電的區(qū)域。對于這些區(qū)域,**局在規(guī)劃中預先設計好分段聯(lián)絡的網(wǎng)絡模式及線路走徑。在實施過程中,先形成單聯(lián)絡網(wǎng)絡,隨著負荷水平的提高,再按照規(guī)定逐步形成五分段三聯(lián)絡的配電網(wǎng)絡。分段數(shù)增多使故障時有多種負荷轉帶方式供選擇,能根據(jù)線路的實際負載情況靈活處理,能充分利用各聯(lián)絡線轉帶能力。在正常運行時,每條線路均應留有25%的裕量。圖1所示為10千伏架空網(wǎng)典型結構,主要突出了主干線需進行環(huán)網(wǎng)、分段的原則,其目的是減少10千伏供電半徑,提高供電可靠率。

圖2所示為大分路的環(huán)網(wǎng),由于舊城改造和電網(wǎng)建設相對滯后等原因,城市中經(jīng)常存在大部分負載集中在分路,而主干線路負載較少的情況,分路用戶的重要性并不低于連接在主干線上的用戶,為避免分支線停電損失大量的時戶數(shù),在大分支間進行同電源或不同電源的環(huán)網(wǎng),配合線路分段有較高的效益。

同時還采用電纜雙環(huán)網(wǎng)結線,類似于架空線路的分段聯(lián)絡接線模式。當其中一條線路故障時,整條線路可以劃分若干部分被其余線路轉供,供電可靠性較高,運行較為靈活。這種接線模式最大的特點和優(yōu)勢就是能夠提高線路理論負載率,例如互為備用的主備接線最高運行負載率為67%。這幾種接線模式可以有類似于架空線路中分段聯(lián)絡模式形成的過程。隨著城市建設的發(fā)展局部地區(qū)的負荷水平逐步增大、趨于飽和,負荷密度很高,電纜環(huán)網(wǎng)線路密集。這種條件下,在原有單環(huán)網(wǎng)的回路基礎上在適當環(huán)網(wǎng)點之間添加聯(lián)絡線路就可以發(fā)展為這幾種理論負載率較高的接線模式,可以適應負荷發(fā)展。它適用于城市核心區(qū)、繁華地區(qū),負荷密度發(fā)展到相對較高水平,而且存在大規(guī)模公用網(wǎng)的情況下,尤其是架空網(wǎng)逐步向電纜網(wǎng)過渡的區(qū)域。對于這些區(qū)域,**局在規(guī)劃中預先設計好接線模式及線路走徑。在實施中,先形成單環(huán)網(wǎng),注意盡量保證線路上的負荷能夠分布均勻,并在適當環(huán)網(wǎng)點處預留聯(lián)絡間隔。隨負荷水平的不斷提高,再按照規(guī)劃逐步形成分段聯(lián)絡接線模式,滿足供電要求。主要是針對10千伏大用戶供電,由于10千伏用戶對供電比一般居民有更高的要求,要求用電穩(wěn)定,有較高的可靠率,電纜雙環(huán)網(wǎng)中可以較好的解決雙路供電的需求,在網(wǎng)絡布置時也可按負載情況出線,電纜雙環(huán)網(wǎng)一般不支持其它電源,用戶增加后優(yōu)先考慮新建環(huán)網(wǎng),這樣配網(wǎng)規(guī)劃建設可以按長期設計。

由于一般小區(qū)變的用電性質為三類負荷,小區(qū)變的供電從投資經(jīng)濟出發(fā),僅考慮小區(qū)變或分支電纜故障時能通過接線轉移,恢復非故障區(qū)域供電,故小區(qū)變的環(huán)網(wǎng)為同電源的環(huán)網(wǎng),這樣結線主干網(wǎng)投資經(jīng)濟,可以滿足小區(qū)供電的要求。需要注意的是:小區(qū)配變接入分支中,從投資角度講聯(lián)通小區(qū)變的線路可以選用較小截面,同時由于熔斷器保護可適用于100mva短路容量以下區(qū)域,小區(qū)變接入分支較為合適,另一方面目前比較流行的美式變壓器,其負荷形狀的額定電流一般為200安,短路耐受電流小于16伏安,小區(qū)變不直接環(huán)入主干網(wǎng)中。

三、取得的效果

經(jīng)過幾年的建設與改造,提高了供電能力,增強了網(wǎng)架結構,基本滿足了電力需求(2006年7月3日最大負荷達到243萬千瓦,僅1條10千伏線路出現(xiàn)了限電),部分緩解了因由電源建設滯后所產生的局部供電緊張問題。同時,利用城市基礎建設快速發(fā)展契機,合理調整改造配電設施,提高設備裝置水平,保證電網(wǎng)安全運行,為電力企業(yè)發(fā)展打下堅實基礎。通過新增公用配變點和低壓臺區(qū)改造,及一戶一表改造工程,以滿足居民不斷增長的用電需求,并較大程度的提高了電能質量。在建設與改造過程的同時,積極學習先進技術,努力提高企業(yè)管理水平,加強服務意識,已取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。作為配網(wǎng)的綜合指標即供電可靠率逐年提高,由1999年的99.757%提高到了2006年的99.9682%,2006年在浙江省公司內排名第二。在29個重點城市(直轄市、省會城市、計劃單列市)城市中排名第三,省會城市中排名第一。同時環(huán)網(wǎng)化率由1999年的87.84%提高到了2006年的99.91%。電纜化率由1999年的32%提高到了2006的64%。絕緣化率由1999年的68.86%提高到了2006年的99.95%。

四、建設與改造的幾點體會

1、要加強供電可靠性的管理

供電可靠性是配網(wǎng)的綜合指標,體現(xiàn)了供電企業(yè)綜合管理水平的能力。網(wǎng)架建設改造的最終目的是為了提高供電可靠性和安全性,對提高供電可靠性的作用十分重要。但是網(wǎng)架建設改造對當年的供電可靠率影響較大。如何在建設改造中減少停電影響是優(yōu)質服務的重要內容。**局主要開展了可靠性的精細化管理,制定了考核細則,通過從規(guī)劃、設計、施工、停電管理等全方面加強管理,實行嚴格的過程考核。同時優(yōu)化施工方案,實行工程的階段作業(yè),特別是大量的開展了帶電作業(yè),有效的減少了網(wǎng)架建設對可靠率的負面影響,使得供電可靠率指標逐年增長。

2、要加強與政府職能部門的聯(lián)系

在電力建設和改造中,**局積極爭取地方與政府對電力建設的支持,采用多種形式,多方籌集建設資金。到2006年末,中低壓配電網(wǎng)建設與改造方面已收取各項補償資金8940萬元。并且由市政府牽頭成立**市電網(wǎng)建設領導小組,實行電網(wǎng)建設聯(lián)席會議制度從2005年起減免了部分涉及電網(wǎng)建設與改造費用。各級政府和開發(fā)單位還直接出資建設了一批電力項目。減少了電力局在電網(wǎng)建設改造時的前期工作,也節(jié)約了一定的資金。

3、要做好預測分析,確定改造重點

**局通過電力負荷預測、電力電量預測、用電需求預測、對應新增主變容量預測和分析,**局得出配電網(wǎng)建設與改造的主要問題是電源建設速度遠遠跟不上負荷增長速度,容載比逐年下降。為了減輕高壓配網(wǎng)對中壓配網(wǎng)的壓力,促進中壓配網(wǎng)的網(wǎng)架完善,確定近幾年的重點在于電源點的建設和改造,確保了資金的有的放矢,最大限度的提高了配電網(wǎng)的網(wǎng)架水平。

4、要明確配網(wǎng)建設改造的目標

**局以“一強三優(yōu)”為目標,確保電網(wǎng)安全、確保城鄉(xiāng)居民生活的安全可靠用電,構建社會主義的和諧社會。促進中低壓配電網(wǎng)領前發(fā)展,增強電網(wǎng)供電能力、確保電力送得進,落得下,供得上。有效地增強市區(qū)中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)架,提高電網(wǎng)安全可靠性、保障中低壓配電網(wǎng)和主電網(wǎng)、與市政建設改造協(xié)調發(fā)展。根據(jù)本地經(jīng)濟實際發(fā)展需求,因地制宜,確定中低壓配電網(wǎng)建設改造工程、投資的規(guī)模及其實施進度。滿足電力負荷及用電量增長的需求,提高電能質量。確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行,提高設備利用率,以構建經(jīng)濟靈活、可靠供電、適度超前的配電網(wǎng)為目標。

5、要綜合各項工作進行建設改造

**局中低壓配電網(wǎng)的改造與建設,與高壓電網(wǎng)的規(guī)劃和建設相結合,與市政工程相結合,與業(yè)擴工程相結合,與配電網(wǎng)的大修、技改工程相結合,有效協(xié)調各項工作,避免重復建設。

6、要結合市政同步實施電力管線

電力專項規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃后,專項規(guī)劃要服從城市總體規(guī)劃,而在城市總體中,**市區(qū)110千伏及以下無架空通道。隨著城市的快速發(fā)展,地下資源日趨緊張,眾多的管線搶占有限的通道。道路開挖困難,審批程序復雜。**局在道路建設時,同步建設電力管線,搶占有限的地下管線資源。

7、要加強更換設備利用

**局對各項建設與改造,特別是配變臺區(qū)改造中更換下來的設備(主要為柱上配變、柱上開關等),經(jīng)整修后,統(tǒng)一調配,重新使用,重點使用在農村、鎮(zhèn)區(qū)。以充分利用設備,節(jié)約投資。

8、解決問題的主要途徑建議

首先,積極爭取上級部門和地方政府的支持,加快“熱點”地區(qū)的新建變電所建設,盡早完成中壓線路配套送出工程,提高供電能力,建設堅強電網(wǎng),適應社會用電發(fā)展形勢。

其次,充分利用現(xiàn)有資源,合理調整配電線路,優(yōu)化網(wǎng)絡接線,最大程度提高設備的利用率,滿足人民群眾不斷增長的負荷需求。

第三,合理改造老舊設備,增加公變配電容量,推廣一戶一表改造,確保電能質量的合格率。

第四,適度超前規(guī)劃和建設中低壓配電網(wǎng),減少重復建設,降低建設成本。

最后,推進配電網(wǎng)精細化管理,合理安排停電檢修項目,深入開展帶電作業(yè),提高供電可靠性。

五、面臨的困難

1、建設改造資金面臨較大的缺口

城市道路整治過程中,政府部門本著對景觀的美化,要求架空線路改電纜線路,以目前的費用分界來算,電力局仍然需要承擔大量的費用。而在國網(wǎng)目前嚴格控制電纜使用的情況下,**局面臨巨大的資金缺口。

2、市區(qū)局部“熱點”區(qū)域供電能力增長緩慢

伴隨著社會經(jīng)濟的高速增長,電力供需緊張的矛盾依然存在。主要原因是市區(qū)負荷集中,土地稀缺。受征地、拆遷及政府處理等因素的影響,新建變電所項目進展遲緩,規(guī)劃線路不能按期投運,供電能力增長緩慢。雖然有序用電措施暫時緩解了部分設備滿、超載現(xiàn)象,但還是有許多變電所主變、線路負載率較高,轉供能力差,由于無法分流而影響和限制了中壓配電網(wǎng)的運行。