面向10 kV公用台变重载问题的配网设计方案

黄艳霜

（广东辰誉电力科技有限公司，广东 佛山 528299）

我国乡镇10 kV配网大多建成于21世纪初期，投入使用年限较长，台变容量规划与当前用电需求不匹配形势严峻。尤其是在夏季用电高峰期，乡镇10 kV配网往往处于超负荷运行状态，在一定程度上影响了线路装置的绝缘性能和使用寿命。严重时甚至可能引起线路装置过负荷损毁，造成大面积断电或人身伤亡，在10 kV配网改造升级过程中须全面重视。

1 问题分析

在配网运行过程中若台变比容量设置不合理、用户用电负荷加大、用户异常用电行为、三相负荷不均衡等，均有可能导致台变重载或过载，加大配网电能损耗或造成配网运行事故。上述问题处理时应针对具体原因做好配网规划调整，这样才能够保障配网运行的安全效益和经济效益。如容量设置不合理时可按照电力调度计划，进行台区改造升级；用户用电负荷加大时可新增配电站分担原台区配电压力；用户异常行为用电时应增设异常用电监测装置，可针对反复出现的异常行为进行重点盯守；三相负荷不均衡处理时可适当调整网架结构及接线模式，按照靠近负荷中心原则优化站点位置等。

佛山勒流所10 kV 配网主要负责工业生产和居民生活配电，按原用户用电负荷规划设计，选用S11-M.RL-500/10 系列变压器，保证总容量为500 kVA，运行负荷不超过60%。但2018年以来新农村建设和发展进程日益加快，该地区配变容量达到357.1429 kVA，运行负荷约71.4%，大多线路均处于超负荷状态，故障风险系数较高。面向上述10 kV 公用台变重载问题，勒流所计划新建1 座配电房，由扶闾北电排站支线2号公用开关箱开始，采用电缆线路敷设至新建JⅡ型配电房为止，共涉及新建10 kV电缆0.071 km，10 kV 高压开关柜5 面，变压器1 台，变压器容量800 kVA，低压线路长度3.436 km，低压开关柜4面，配电站1个，直流屏1面。

2 规划方案

本次新建配电房项目规划设计过程中主要依照GB 50054-2011《低压配电设计规范》、DL/T 5220-2005《10 kV及以下架空配电线路设计规程》、中国南方电网公司《10 kV和35 kV配网标准设计》等标准规范，在负荷预测基础上做好负荷预测、配电选址和接线设置。

2.1 负荷预测

负荷预测是有效处理配网重载问题的基本保障。根据上述预测结果，配电站可以全面把控用户用电倾向、用电情况等，按照30%以上冗余选择对应型号变压器，从而有效减少过负荷运行现象。

新增配电房项目中按照用户用电量年表及电力调度平台中的关键数据，最大配变负荷为592 kVA，新建变压器容量达到800 kVA即可，如表1所示。

表1 负荷预测及配变选型

2.2 配电选址

从供电半径角度而言，新增配电站选址时应尽量靠近负荷中心，且接近电源侧，便于设置进出线，这样既可以保证输配电的可靠性，还可以减少不必要的电能损耗。从安全指标角度而言，新增配电站选址过程中要充分考虑周围环境，不可设置在积水积潮、暴风扬尘、震动震荡等地区，最大限度避免由环境因素造成的配电站故障。

按照勒流所10 kV 公用台变重载现状，本工程在在扶闾村菊花湾大桥与港口西路交汇处西侧位置新建JⅡ型配电房1座，并配置1×800 kVA变压器及开关柜。

其中，JⅡ型配电房处新增SC11干式变压器1台，变压器总容量共800 kVA、10 kV 高压柜5 台（配SF6全绝缘断路器柜自动化成套设备）、GGD3 型智能化低压开关柜4台。该地区位置环境良好，通风、散热、防潮等优势突出，且深入负荷中心，减少了配电线路供电半径，安全效益和经济效益显著。

2.3 接线设置

为有效解决10 kV 公用台区重载问题，在新建10 kV 配电房接线设计时应充分考虑电源进出线和电气主接线类型，在三相负荷一致指标基础上做好关键接线的调整和优化，以保证负荷供给的安全性、可靠性和稳定性。

本工程中新建10 kV 配电房采用单电源供电方式，电源进线可与原10 kV 公用台变一致，选用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×120型号电缆即可。接线过程中应由港口变电站718扶居线扶闾北电排站支线2号公用开关箱603 开关供给。电气主接线按照不同电压等级分别配置，其中10 kV侧采用单母线，设1回进线、4回出线；0.4 kV侧采用单母线分段，配置8回低压出线。

2.4 接地保护

本工程中主要通过接地保护装置将设备、线缆与接地网连接。其中，10 kV 避雷器采用YH5WZ-17/50 型，0.4 kV 避雷器采用HY1.5W5-0.28/1.3 型，接地网采用人工接地体敷设而成，接地电阻≤4 Ω。

3 设计要点

3.1 架空线路

架空线路设计的过程中主要由K1处新建7 m低压塔接至扶闾村住宅区内K14 处新建低压杆，新架设1回0.4 kV架空线4×BLVV-240，路径长为235 m，材料长为969 m；由K1 处新建7 m 低压塔至扶闾保宁台变旁K10 处，新架设2 回0.4 kV 架空线4×BLVV-240，路径长为235 m，材料长为969 m，如图1所示。

图1 架空线路路径走向

上述施工过程中按照要求可采取直挖埋设方式竖杆，确定垂直度达标后分层回填夯实，一般厚度在300～500 mm 左右；架设线路时应注意考虑周围地形，先使用牵引装置将导线架设在塔杆上，接头处使用导线连续管连接。然后，再调整临时接线应力，将导线紧好、固定，检查架空线路敷设质量；最后，在架空线路中安装接地装置，配合避雷器，将线路及附件闭合式接地。水平敷设的接地体可采用40 mm×4 mm 扁钢或直径10 mm 圆钢敷设，垂直敷设的接地体可采用63 mm×6 mm×1500 mm角钢垂直埋入地下。

3.2 电缆线路

电缆线路设计的过程中按照10 kV 侧和0.4 kV侧分别选线，共敷设1回10 kV线路和4回0.4 kV线路，前者中的J1至J2沿原有电缆走廊敷设，J2至J4沿新建电缆走廊敷设；后者先预留扶闾村村内J1至J2出线电缆走廊三回，预留扶闾村村内J2至J4出线电缆走廊一回，J1至J6沿新建电缆走廊敷设，其施工中应注意以下4点。

检查电缆线路情况，确认电缆线路是否存在绝缘缺陷、密封不良、外观损坏等情况，对问题电缆及时进行更换。

按照电缆线路规划设计方案进行分层分段，计算每根电缆长度，合理选取接头位置，保证电缆接线的可靠性和有效性。

采用机械敷设时，电缆应从盘的上端引出，不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉。电缆上不得有铠装压扁、电缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤；遇到转弯处，电缆最小弯曲半径不小于电缆外径的15倍；

排管敷设时，要先进行基槽开挖，将沟底清理干净并平整夯实后下放排管。该排管可通过承插式分层安装，接头的镶接长度不得小于200 mm，且须在接口安装密封橡胶圈。排管敷设完毕后，使用细砂土回填、捣固。

4 结束语

按照10 kV 公用台变重载现状，在配网规划过程中应注意前瞻性设计，在负荷预测和冗余设置基础上，保证配电容量满足长远发展需求；应注意做好选址设计和接线调整，保证电源接入质量并减少线路电能损失，从以上两部分出发，有效缓解配网过负荷运行压力。此外，还要规范架空线路和电缆线路敷设施工，使配网运行过程中负荷均衡、高效配电，最大限度改善10 kV 配网运行的安全效益和经济效益。