某市10 kV电网线路规划设计及其改造工程估算

宫建锋，靳盘龙，吴国峰，郭 宁

(国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，宁夏 银川 750002)

0 引言

现阶段，国内许多城市都不断采用更加复杂的配电网系统，如果继续采用之前的电网设计方案则不能满足这类配电网的长期发展需求，由此便可能导致电网运行故障[1-3]。为了更加精确分析配电网的运行状态，应先对其负荷情况进行预测，考虑到当前获得广泛使用的网格法负荷预测方法必须对大量数据进行高效处理，同时还需综合分析多种影响因素，将其应用于不同领域时需满足特定的条件，使预测效率显著降低并阻碍了配电网的配置过程[4-8]。

进行负荷预测的过程是利用前期电力负荷数据来推断负荷的后续变化规律及其可能出现的各类情况。对电网进行准确的电力负荷预测已经成为规划电网系统的重要依据，是否能够实现准确预测的目标将直接影响到电网的运行稳定性，这就要求必须提高负荷预测的科学性[9-12]。到目前为止主要形成了两种电力负荷的预测方法。第一种是以回归分析方法并结合前期用电数据实施预测。第二种是负荷密度分析方法，是利用负荷密度来完成预测的过程。根据以上分析，本文在分析10 kV电网规划技术原则的基础上，设计了电站规划方案以及线路规划。

1 10 kV电网规划技术原则

10 kV中压配电网遵循“电网结构清晰合理、配电线路设备选型合规”的规划技术原则，根据负荷分布采用多种接线模式和配电设备，实现对供电可靠性的多元化需求。随着分布式能源的快速发展，10 kV中压配电网作为分布式能源的重要接入途径，其功率分布存在很大不确定性，更需制定清晰的网络结构。

1.1 电网结构

某市区中压配电网电缆网宜选用单环网、双环网结构，架空网宜选用单联络、多分段适度联络结构。某市各类供电区域中压配电网主干网目标网络接线方式如表1所示。

表1 中压配电网主干网目标网络接线方式推荐表

(1)架空网典型接线

单联络接线如图1所示。这种接线模式由两条馈线通过联络开关或开关站构成，包括同一变电站不同母线间的站内联络和不同变电站间的联络，此种接线方式应用于城郊地区、县城区和农村地区。

图1 架空单联络接线模式

多分段适度联络接线如图2所示。此种接线方式应用于中小工业开发区或农村地区。

图2 架空多分段适度联络接线模式

(2)电缆网典型接线

电缆单环网接线如图3所示。单环网接线形式为城市10kV配电网目标年的基本接线形式。

图3 电缆单环网接线模式

电缆两环网接线如图4所示。此种接线形式应用于负荷密集和重要用户集中的地区，其他地区可在条件成熟时将两个单环网构成此种多分段两联络的双环网形式，以进一步提高供电可靠性。

图4 电缆两环网接线模式

1.2 线路

(1)10 kV配电线路导线截面选择应系列化、标准化，同一类型供电区内主干线截面宜一致，应按远期规划一次选定。规划联络线和分支线时，如果其可能发展为主干线，则应按主干线截面进行规划。某市区10kV线路导线截面宜参照推荐表进行选取。

表2 10 kV线路导线截面推荐表

(2)中压线路供电半径满足末端电压质量要求。原则上B(城)类供电区域供电半径不宜超过3 km；C(农)类不宜超过5 km；D类不宜超过15 km。

(3)为提高供电可靠性和安全性，在C类及以上10 kV架空线路尽量采用架空绝缘线。

2 10 kV变电站规划方案

2.1 10 kV变电量需求

结合网供负荷预测结果及现状电网建设情况，按照容载比2.2计算主变容量需求上限，再结合各分区现有变电站容量情况，计算规划年所需新增容量。

到2020年，某市区10 kV变电量需求为1 302 MVA，无需新增变电量；B类供电分区10 kV变电量需求为226 MVA，无需新增变电量；到2020年，C类供电分区10 kV变电量需求为205 MVA，无需新增变电量；到2020年，D类供电分区1 010 kV变电量需求为871 MVA，无需新增变电量。

表3 某市区10 kV分区变电量需求分析

2.2 供电区容载比校核

综合某市区10 kV变电量需求预测结果，对规划期内的10 kV容载比进行校核。表4给出了某市区10 kV变电容载比校核表。2018年某市区10 kV网供负荷为547 MW，10 kV容载比为3.6。某市地区以发展旅游业为主，目前正处于产业转型升级时期，引入较多高精尖产业，用户对供电可靠性要求较高，且需双电源供电保障，用户将处于快速发展阶段，电网需要超前谋划，提前布局，适度超前经济社会发展，需新建10 kV变电站提高电网供电裕度。规划期间，新增变电量合计明显增加，且随着用户的发展容载比将逐步降低至合理区间。

表4 某市区10 kV变电容载比校核表

3 10 kV电网线路规划

按照配电室、箱式变以及柱上变等分类提出典型台区低压侧配套工程的设计方案，城市中心区(B类供电区)；县城城区、工业园区(C类供电区)可适当扩大，但应控制在400 m以内，农村地区(D类供电区)负荷点较为分散，根据D类供电区的点负荷分布情况进行适当调整，D类供电区供电半径调整为不大于500 m。

10 kV电网应满足分布式电源的接入要求，电源容量在8 kW及以下，并网电压等级为220 V；电源容量在8～400 kW，并网电压等级为380 V。在分布式电源接入前，应对接入的线路载流量、变压器容量进行校核，并对接入的线路、开关等进行短路电流和热稳定校核，如有必要也可进行动稳定性校核。

配电室典型方案：一般配置双路电源、两台变压器，单台容量不超过800 kVA，中压侧一般采用环网柜开关，低压为单母线分段带联络。中压侧2回进线，低压侧4～24回出线；箱式变典型方案：尽量安装于负荷中心，容量不大于630 kVA，线路采用电缆敷设，供电半径不超过250 m；柱上变典型方案：柱上变压器安装采用双杆架设，容量不超过400 kVA，低压侧应装设配电总表箱，供电半径不超过500 m，接户线材用35 mm2绝缘线自杆上引下，安装配电箱。干线长度推荐B类地区干线长度200 m，C类地区干线长度300 m，D类地区干线长度400 m。

配电变压器应根据负荷分布情况尽可能布置在负荷中心，根据现状及预测负荷情况优化配变容量，缩短低压供电半径。2019～2020年间，新建低压架空线路389.38 km，低压电缆线路3.5 km；无改造工程。“十四五”期间，新建低压架空线路638.31 km，低压电缆线路45.5 km；无改造工程。

表5 某市区10 kV电网线路新建及改造工程量估算

4 结论

为规范某市高质量配电网规划设计与建设，落实本地化、差异化的配电网规划理念，在《配电网规划设计技术导则》的基础上，明确了高质量配电网规划目标及相关技术标准。

(1)某市正处于产业转型升级时期，引入较多高精尖产业用户将处于快速发展阶段，电网需要超前谋划，提前布局，适度超前经济社会发展，需新建10 kV变电站提高电网供电裕度。

(2)配电变压器应根据负荷分布情况尽可能布置在负荷中心，根据现状及预测负荷情况优化配变容量，缩短低压供电半径。2019～2020年间，新建低压架空线路389.38 km，低压电缆线路3.5 km；无改造工程。

(3)某市区配电网规划设计应符合《高质量配电网规划关键技术咨询》成果要求，还应符合国家、行业及国网公司现行有关标准的规定。