城市新建中央商务区10 kV双环式配电网的规划与实践

王翔宇

城市新建中央商务区10 kV双环式配电网的规划与实践

王翔宇

（山东天祥电力设计院有限公司，山东 济南 250000）

针对城市新建中央商务区原有配电网老旧、变电站间隔有限、配电自动化水平低等现状，以某城市新建中央商务区东南片区为例，对配电网改造中的双环网方案概况及实施要点进行分析及总结。分析的依据主要包括双环式配电网的特点、现状配电网的特点、既往工程设计经验及施工单位问题反馈。明确了双环式配电网在新建中央商务区一流配电网建设中的实施方法及注意事项，为双环式配电网设计积累了经验。

双环式配电网；配电网改造；一流配电网；供电可靠性

1 引言

国家发展改革委、国家能源局《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》中要求，在北京、上海等10个城市开展世界一流城市配电网建设，全面提高城市配电网可靠性和供电质量，指明了大型城市配电网的发展方向。而大型城市的新建CBD（中央商务区）作为城市建设核心片区，属于A+类供电区域，供电可靠性要求高，更应提前规划一流配电网基础建设。CBD内一般包含大型商业综合体、住宅小区及办公写字楼，且配电室报装容量均较大且集中，后期用电负荷较大。而且中央商务区内往往近、中期新建项目较多，且供电单元区域集中，可快速成为主要负荷增长点。

因此急需加强CBD片区10 kV线路建设，提高供电能力，改善区域网架结构，满足新增负荷需求，提高供电质量和供电可靠性。

2　CBD配电网现状及双环网建设必要性（以某新建CBD东南片区为例）

2.1　新建CBD片区配网现状

原有配电网老旧及不合理情况明显。由于新建CBD的位置距离市中心较远，为欠发达区块，其配电网建设较主城区落后。而原有片区的土地，从收储到拆迁再到重建的周期较长，正常的配电网改造升级在此期间停滞数年，导致即使原配网网架不合理或原有线路重载、过载，也未随城区其他同类配电网进行改造。使得CBD地区现有配电网网架存在单辐射、线路重过载或设备老旧等情况。

变电站间隔不足。双环网改造工程，更重要的是通过2座变电站的4回出线，形成变电站的手拉手，增加负荷转移互供能力。因此配电设备可以利旧，但变电站间隔则需要在原有开关站基础上新增母线，或者对线路资源进行优化整合，对于负载较小的线路进行合并，腾出新线路间隔。

管道资源不足。虽然CBD片区会随新建道路修建电缆隧道或埋管。但部分道路是在现有道路基础上改造的，现有道路下的电缆管沟如不增加，虽然短期内有管道资源，但随着大量临电、业扩项目的投用，部分管沟局部会出现管孔不够的情况，形成管道资源的卡脖子。只能通过电缆通道合并，或者在原有电缆井的基础上增加管孔，或结合城市道路改造进行管道敷设来解决[1]。

配电网配电自动化水平较低。CBD片区配电网，现有多台投运十余年的非智能型环网柜或分支箱，尚未安装或无法安装DTU、FTU等智能设备。因此需要进行配电自动化通讯改造工作，打造智能型配电网。

2.2 新建CBD区域双环网建设的必要性

国家电网公司企业标准《配电网规划设计技术导则》中明确规定，Ａ类供区电缆网的10 kV配电网目标电网结构推荐双环式[2]。某新建CBD片区在配电网规划供电分区划分中划分为Ａ+类供电区域，对于该CBD区域优先考虑构建双环网供电网架。

经研究发现，同样的负荷密度下，电缆双环网供电模式的可靠性要高于单辐射和单环网的供电模式，如图1所示。此外配网自动化建设是以一次网架和设备为基础，双环网的实施能简化网架并更新一次设备，为CBD片区配网自动化的建设打下良好的网架基础和设备基础，避免重复建设、重复投资。

图1 各种电缆网接线模式在不同负荷密度下的可靠率

3 双环网建设方案选择及工程设想（以某新建CBD东南片区为例）

CBD东南片区内，现有2条单辐射线路A、B，2条单环线路C、D。其中C单环线路负载率为102%，为过载线路。

3.1 供电方案设计

利用110 kV变电站甲的10 kV单辐射A线、B线的现有间隔，110 kV变电站乙的2个备用间隔，共同构建甲、乙变电站的一组双环网（线路C按重过载改造方案切割负荷，线路前段仍由原变电站接带；线路D全线路转带，原变电站间隔退运）。因线路周边单位较多，绿化带较少，且地下管线多，新建环网柜位置协调难度非常大。因此需要充分利用现有及待建环网柜进行配网改造，必须新建的2台环网柜则结合负荷分布，补充实际环网柜的布局空隙，组成一组双环网结构，如图2所示。

3.2 通道情况

CBD片区线路沿主路既有电缆隧道建设，无树障影响，线路通道良好。

新建环网柜位置需增加电缆横穿，电缆排管敷设方案根据电缆线路敷设路径的要求及所敷设地段情况，采用《国家电网公司配电网工程典型设计（10 kV电缆分册）》排管4×3混凝土包封 B-1-4-2模块[3]。

图2 双环网供电方案示意图

4 双环网建设方案要点分析

4.1 更换环网柜及新建环网柜的位置选择分析

4.1.1 环网柜应布局合理，靠近负荷中心

新建CBD片区双环网网架，需结合现状配电网进行改造，因此该片区部分老旧环网柜需要更换。但与一般技改工程在原址附近更换环网柜不同，CBD片区应根据中远期负荷位置、规划双环网的网架结构、现状电缆数量及敷设路径，考虑更换后的环网柜位置。

如果环网柜的位置变动较大，则对于相关电缆开断点的选择影响较大，改造成本较高。因此在多个满足规划要求的位置中，在现有电缆运行良好的前提下，应以尽可能减少退运电缆长度为主要考量。

4.1.2 环网柜位置与电缆沟的位置关系分析

在已经确定环网柜大致方位的前提下，应尽量靠近电缆沟或选择横穿方便的位置放置环网柜。新建CBD片区内，电缆管沟资源较为充足。如片区道路未移交，新建道路横穿也较易实施。但大型CBD片区往往存在地铁建设或规划、环网柜位置协调困难、电缆沟埋深与环网柜基础不对应、现状管线敷设深度与横穿深度冲突等情况，应统筹考虑方可 实施。

4.1.3 环网柜位置与地下管线冲突分析

新建CBD片区的部分非主要道路，虽然绿化带宽度足够放置环网柜。但实际实施时绿化带下常会有其他管线，原因是虽然道路建设会考虑综合管线布置（如电缆沟、给排水、燃气等），但电力环网柜作为配网改造部分，晚于道路规划及实施阶段，通常综合管线图纸不会预留环网柜位置。且由于各专业管线平行距离及检修安全的要求，新建道路很多管线会平行于道路红线来占用绿化带，导致环网柜无处可放。因此环网柜及埋管横穿的物探十分必要，是图纸设计的前提条件。不可因为电缆沟距离近或动土范围小（如仅安装环网柜）而忽视物探工作。

4.2 与待拆及待建工程的整合

因为CBD片区往往同时存在待拆老旧配电网与待建临电、业扩工程，且新建双环网需要打乱待拆、现状、待建配电网，重新接带负荷，统筹兼顾十分重要。

对于待拆的老旧配电网，应结合电缆年限和运行情况、通道资源等条件，可利旧则提前规划，避免同路径拆除后再敷设造成的资源浪费。对于待建临电、业扩，由于此类项目从设计到实施进度快。在已知待建项目存在最终设计或已出图的情况下，应在双环网设计阶段按现状配电设施来考虑，并在设计图纸中注明。

4.3 电缆通道的占用

电缆路径设计中，电缆通道的管孔占用始终是重中之重，CBD片区通常施工进度集中，电缆通道中待敷设的电缆较多。因此在设计阶段，应整合该地区同路径最新通道占用断面，而非单纯按现场实际勘察断面来选用管孔。

5 新建CBD（中央商务区）内双环网建设成效

通过实施本方案，切割了过载线路的用户负荷，解决了该线路的过载问题。通过更换老旧设备及新建配电自动化终端，提高了设备自动化水平。通过构建双环网结构，解决了A、B线路单辐射的问题，增加了负荷转移互供能力，同时满足了CBD片区的负荷增长需求。建立甲、乙变电站的手拉手环网，优化了网架结构，完善配电网配置，加强与周边地区配网联系，进一步提高负荷转移互供能力，提升了供电能力。

［1］张龙超，吴挺，钱卫良，等.基于“三优化两统筹”的城区双环网规划与实践［J］.湖州师范学院学报，2017（1）：99-101.

［2］中国电力企业联合会.配电网规划设计技术导则［M］.北京：中国电力出版社，2016.

［3］刘振亚.国家电网公司配电网工程典型设计10 kV电缆分册［M］.北京：中国电力出版社，2016．

TM727

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.14.060

2095－6835（2020）14－0142－02

〔编辑：严丽琴〕