北京煤改电项目电力改造方案的研究

齐宏宇

摘 要：根据国家大气污染治理的相关工作要求，国网北京市电力公司按照政府主导企业实施的原则，积极响应并开展农村地区居民"煤改电"工程。针对农村平房居民较分散，难以形成有规模的集中煤改电的特点，结合区域内现状10kV线路运行及负载情况，制定出对现有10kV线路、柱上变压器的改造及分换装方案。

关键词：煤改电 方案

1 编制依据

1.DL/T5221-2005《城市电力电缆线路设计技术规范》

2.DL/T5220-2005《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》

3.DB11/T1147-2015 10kV及以下配电网建设技术规范

4.京电运检[2016]70号文《国网北京市电力公司配电网工程典型设计（2016年版）》

5.京电营【2006】28号文附件《北京电力公司电能计量技术导则》

6.京电调【2010】104号文附件《北京电力公司配电自动化技术原则》

2.工程概况

本项目涉及：甘涧峪村、兴隆城村、双文铺村、青石岭村、白河北村、狼虎哨村、后山铺村、柏查子村、卧龙岗村、大周村、东宫村11个村共计1655户居民。及35kV琉璃庙变电站、110kV红螺寺变电站、辛营变电站的11条10kV线路。情况如下：

10kV甘涧峪路：原最大负荷为179A，原负载率为32.5%。现状红螺寺变电站出线不变，在保留甘涧峪路原有10kV供电设备的基础上，煤改电需新加甘涧峪村（331户）部分负荷。本次煤改电新增甘涧峪村（318户）负荷为111A。煤改电后最大负荷为295A，负载率为53.6%。

10kV琉冷路：原最大负荷为34A，原负载率为10%，本次煤改电新增负荷为117A。煤改电后最大负荷为151A，负载率为43.5%。但为解决煤改电后琉璃庙站1#变压器重载问题，今年已计划实施将10千伏琉梁路（120A）切改到2#变压器，为了使改后2#主变不重载，需将琉冷路后山铺村（71A），切改到10千伏棗云路负载率（10%）所带。切改后10千伏琉冷路最大负荷为80A，负载率为23.1%，10千伏枣云路最大负荷为105A，负载率19.1%。

10kV枣云路：在保留枣云路原有10kV供电设备的基础上，煤改电需新加后山铺村（203户）负荷。煤改电需新增400kVA变压器1台，换装400kVA变压器2台。原最大负荷约为34A，线路负载率为10%。新增负荷后约为105A，增加后负载率为19.1%。

10kV琉青路：原最大负荷为193A，原负载率为35.1%，本次煤改电新增负荷为128A。煤改电后最大负荷为321A，负载率为58.4%。为解决煤改电后重载问题，今年已计划实施将10千伏琉青路上的狼虎哨村（27A）、青石岭村（37A）、白河北村（25A）切改到汤中路（原负载率17%）；切改后10千伏琉青路（双文铺39A）最大负荷为232A，负载率为42.2%，10千伏汤中路最大负荷为148A，负载率为42.7%。

10kV汤中路：在保留汤中路原有10kV供电设备的基础上，煤改电需新加狼虎哨村（76户）、青石岭村（105户）、白河北村（72户）部分负荷。煤改电需新装400kVA变压器1台，换装400kVA变压器2台。原最大负荷约为59A，线路负载率为17%。新增负荷后约为148A，增加后负载率为42.7%。

10kV辛铁路：原最大负荷为72A，原负载率为41%，本次煤改电新增负荷为25.2A。加上煤改电后最大负荷为255A，负载率为46.4%。

10kV黄花城路：原最大负荷为253A，原负载率为46%，本次煤改电后最大负荷329A，负载率为59.8%。

10kV红军庄路：原最大负荷为198A，原负载率为36%，本次煤改电后最大负荷284A，负载率为51.6%。

10kV北泵路：原最大负荷为165A，原负载率为30%，本次煤改电后最大负荷197A，负载率为35.8%。

3主要工程量

1.设备部分

新装400kVA柱上变压器11台、换装400kVA柱上变压器11台，利用现状及利旧迁移变压器18台（50kVA*1台+100kVA*1台+125kVA*1台+160kVA*3台+200kVA*6台+250kVA*1台+315kVA*5台）。

2.线路新建部分

共计新架10kV绝缘线JKLYJ/QN-240总长59038米，10kV绝缘线JKLYJ/QN-95总长31515米，新立普通I型接地线电杆（内嵌JKTRYJ-35接地线）φ190/15米共429基，φ190*12m共613基，新架1kV绝缘线JKLYJ-150总长35506米，JKLYJ-70总长75090米。

3.拆除部分

共计拆除柱上变压器24台，其中拆除入库6台，拆除后迁移利旧8台，拆除并恢复现状变压器并更换台架10台。

4.线路及设备选型

1.气象条件

1）最大风速：依据原线路设计文件和运行经验，设计基本风速为25m/s。

2）覆冰厚度：原线路的设计覆冰为5mm，已安全运行多年。因此，导线均按5mm覆冰设计。

2.导线

新建和改造线路导线选用JKLYJ/QN-240型绝缘导线，柱上变压器导线均选用JKLYJ/QN-95型绝缘导线。

3.绝缘配合设计

1）污秽区划分

参考北京污区分布图，确定迁改线路段统一全线按D（Ⅳ）级污秽区设计，整串爬电比距按不小于3.8cm/kV配置绝缘水平。

2）绝缘子型号

10kV线路导线耐张绝缘子均采用U70C悬式瓷绝缘子，单片爬电距离不小于300mm。耐张绝缘子串为单挂点单联，导线悬式绝缘子每串2片。

4.防雷与接地

1）防雷措施

本线路经过地区的雷暴日数为40日/年，为中等雷电活动区。设备电杆防雷采用无间隙氧化锌避雷器、电缆头杆防雷采用无间隙支柱式氧化锌避雷器。

2）接地电阻

线路所处平原地区，防雷接地和设备金属外壳接地不大于10Ω；电杆接地电阻不得大于30Ω。变压器外壳保护及避雷器接地共同通过主杆中部接地螺栓接入，并通过地线钎子接地，接地电阻均不应大于4Ω。

3）接地装置

线路新建电杆接地装置采用Φ20圆钢，加工后应做热镀锌防腐处理，接地装置的埋置深度不小于0.8米。

5.对地距离

依据《北京电网设备选型选用原则》的要求，居民区导线对地安全距离不小于6.5m；非居民区导线对地安全距离不小于5.5m；变压器配电箱对地安装距离不小于3m；电表箱对地安装距离1.8～2.2m。

6.杆塔

采用混凝土锥形电杆，15米电杆埋深为2.3米，12米电杆埋深为1.9米，10米电杆埋深为1.7米。

7.基础

工程现场土质为黄坚土，混凝土锥形电杆基坑开挖为台阶式基坑。

8.10kV设备选型

改造区域目前每户用电容量均在2kW左右，按照电采暖实际负荷情况，每户按9kW配置，同时系数为0.6，需要系数取0.7，功率因数取0.95。根据完成改造并已投入运行的区域最大负荷分析，设备容量为400kVA变压器。

9.1kV设备选型

柱上变压器采用400kVA调容调压变压器（三相），低压配电箱选用Ⅱ型，低压线路：主线采用JKLYJ-150绝缘导线，支线采用JKLYJ-70绝缘导线。接户线：单相户采用JKYJB-2*16、三相户采用ZC-YJV22-4*25。

10.配电自动化

采用由FTU交流采样开关两相加零序分列式电流互感器電流值，并采集开关位置状态，综合判断故障类别，并上送配电自动化主站系统的方案。

5结论

通过配套的电力设施改造，在满足日益增长的用电需求同时，避免了因燃煤引发的火灾和煤气中毒。同时提高了居民的生活质量，改善了居住环境，降低了环境污染。

参考文献：

[1]高泽、计及“煤改电”的农村低压配电网规划研究、电工电气、2015

[2]宋环宇、研究“煤改电”的农村低压配电网规划、电力设备、2017