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基于城市配网改造工程的10kV配电网设计

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2019-01-15

0 引言

配电网作为现代城市重要的基础设施,对国民经济增长和居民生活水平提高发挥着不可替代的作用。而10kV配电网网位于电网结构的末端,是现代城市配电网的重要组成部分,承担着向电力用户输送、分配电能的重要作用。

由于国内电力建设长期以来侧重于供电源头的投资,对末端城市配网投入力度不足,导致城市配网基础条件相对较差。通过配网改造项目对城市配电网进行改造,是提升城市点配网的切实方法。对于10kV配网工程而言,应当从现场勘察、设计、施工交底等重要节点为出发点进行分析,才能使工程目标得以实现。

1 配网项目分类

位于电网末端,深入负荷中心,直接面对电力用户是城市配电网的主要特点,该特点决定了配网改造项目种类的多而杂。配网项目可以分为配网改造类项目、新建接入项目、市政迁改项目以及各类专项改造项目等。

各类配网项目投资主体不同,建设改造目的不同。配网改造类项目旨在优化城市配网网架结构,提升城市配网设备水平,以提升城市供电能力,提升供电可靠性为目标。市政类项目主要为配合城市发展,配合重大市政工程修建的电力配套项目。新建接入项目是为了满足新增用户的用电需求而修建的项目,满足各类新增电力用户的用电需求。

在城市配电网工程项目初始阶段,明确项目建设改造目的和需求,是配网工程设计不可或缺的环节。在该阶段,应初步摸清周边电源建设情况,周边施工条件、环境,未来发展趋势以及用电发展潜力等方面,为工程的勘察、设计等重要环节打下坚实的基础。

2 现场环境及廊道确定

目前,城市配电网主要有架空网络、电缆网络、架空电缆混合网络构成。城市中心一般由于建筑物密集、土地资源稀缺及其他各种原因,除现有架空线路及线路小范围改造的情况外,新建线路架空廊道一般不易落实。而建设电力管沟、综合管廊不占用地面上的空间,也提升了电力线路的运行环境,有利于供电可靠性的提升,因此市中心往往采用电缆网络或者架空电缆混合网络供电。而在城郊,电力地下基础管网建设发展不如市中心,而用地矛盾相对市中心较为缓和,采用架空网络供电,可以节约时间和成本。

因此,在配网工程勘察阶段,首先要根据改造目的,了解现场实际情况。明确改造范围以及改造范围内用电情况,摸清施工范围内电网设备及设备运行情况。其次,落实10kV电网线路廊道。结合改造范围的市政布局规划和用地属性、周边环境,确定可行的电力廊道。对于可以采用架空线路的地方,要选择便于施工、运输,利于线路维护的廊道。廊道应尽量减少大转角、大跨距、跨越铁路、公路等情况。对于采用电缆线路的地方,可以考虑使用直埋、排管、电缆沟等方式敷设电缆。电缆通道要远离可能开挖施工的地段,防止电缆遭受机械外力的破坏。此外,还要摸清地下其他市政管沟的情况,比如热力管沟、燃气管道等,电缆通道要与其保持足够的安全距离。

3 工程设计要点

3.1 电缆及导线选择

10kV电缆宜选用交联聚乙烯绝缘类型,因交联聚乙烯材料不含卤素,燃烧时不会产生毒气和烟雾,比较环保。聚氯乙烯由于化学稳定性好,耐酸碱,宜作为电缆外护层。具体使用时,根据现场环境选用合适的电缆。

因城市架空线路廊道用地日益紧张,10kV架空线路一般选用架空绝缘线,在城郊存在大跨越、大档距的情况下,可以使用钢芯铝绞线。

电力线路导体截面一般按照载流量选择,具体选择方法如下:



根据校验结果,装设底盘、卡盘,或者使用现浇电杆基础。

架空线路开关类设备按照分段、联络、产权分界等用途,合理选择柱上负荷开关、柱上断路器、重合器等开关设备。为配合配电自动化系统建设,开关类设备应满足配网自动化扩展功能,如预留辅助触点、航插接口等,分支线路可以考虑安装远传型故障指示器,以实现配网自动化功能。

电缆线路环网箱根据馈线性质可以选择负荷开关柜和断路器柜,因城市中心用地矛盾突出,环网箱一般采用占地面积更小、绝缘性能更好SF6作为绝缘介质。为防止SF6泄漏后对环境造成威胁,需对SF6气体浓度进行监测。环网箱内都应该预留配网自动化接口和PT、DTU安装空间,满足自动化需求。

配网自动化系统通信方式可以采用光纤通信或者无线专网等通信方式,在10kV干线、电缆沟道等设施建设完善的的情况下,可以同步敷设光纤,在无法敷设光纤的地段,采用无线专网的通信方式接入主站。配网自动化终端根据线路情况,安装空间预留情况可以采用柱上FTU、遮蔽立式DTU、遮蔽卧式DTU、户外立式DTU并合理设置三遥点、二遥点,终端与一次设备的接口采用端子排和航插。

4 施工交底阶段

施工交底阶段主要是对设计内容中的重难点向施工单位进行指导和说明,包括电气接线、设备安装、土建施工等。

交底阶段首先要对现场重要材料设备基础位置确定,包括电杆、开关、变压器、环网柜等。因为设备基础对地基、环境的要求,以及不同厂家设备的尺寸差异,在交底过程中要与建设方、施工方、设备运维管理单位沟通协调,确定并预留设备基础位置。对改造电气接线进行说明,主要指环网线路开环点设置、重要用户双电源供电方式等重要节点进行指导和说明。

其次,对隐蔽工程提出技术要求,主要指电力沟道、电杆、铁塔基础尺寸,施工工艺要求等。因隐蔽工程位于地下,其施工经常会受到其他地下管线的影响,比如热力管道、燃气管道、排水管道等。在施工中,电力管道还必须与其保持足够的安全距离。此外,电力沟道对防火、防水、防潮、沟道内环境的要求也要满足。

最后,对电气设备安装敷设方式确定,主要包括柱上变压器安装、开关安装、电力线路交叉跨越处理等。

5 结语

城市配网是现代城市发展的重要基础,通过城市配网改造工程来提升现代城市配网,是优化城市配网网架结构、提升供电可靠性的重要手段。在城市配网规划设计中,要充分考虑到城市配网特点,以实际服务对象的利益为出发点,为建设坚强智能电网打下基础。

参考文献

[1]周锐杰新形势下的配网规划与设计[J]科技与创新,2015(7):74-75.

[2]中国电力企业联合会.电力工程电缆设计标准:GB 50217—2018[S].北京:中国计划出版社,2018.



收稿日期:2018-09-16

作者简介:张晓成(1987-),男,湖北当阳人,国网宜昌供电公司检修分公司配电运检一室工程师,硕士,研究方向:配网设计。


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