高原高寒地区10KV升20KV电网设计方案

时间：2020-01-05

高海拔高寒地区高密度区供电问题，克服10kV配电网供电半径不足，网损大，电能质量差等缺点，采用20kV配电网供电已得到普遍认同。目前，我国尚无20kV配电设计技术规范，本文拟结合《甘孜州地区20kV供电设计标准建立研究》课题的开展，提出甘孜州地区20kV/0.4kV配电室设计原则。

20kV配电网　配电室设计原则

随着甘孜州地区经济社会的快速发展，供电部门已面临负荷密度高、10kV中压配网供电半径不足且网损大、输送容量小等一系列问题。目前，迫切需要提高配电电压、增大配电网的容量、满足用电负荷需要，以保证配电网安全、经济、稳定运行。

结合甘孜州地区电网运行的实际情况，经过考察调研，在负荷密度较大的用电区采用20kV电压等级的配网供电电压已成为提高配电电压、增大配电网的容量的主要解决方案。但目前我国尚无专门的20kV配电室设计规程及规范，根据昆明地区电网运行实际情况，结合《甘孜州地区20kV供电设计标准建立研究》课题的开展，探讨提出20kV/0.4kV配电室的下列设计原则。

1　《电气主接线图》的设计原则

1.1　在大负荷密度区，若只设一个大容量配电室则存在着以下两方面的问题：

一是变压器单台容量需要很大、不利于低压侧短路电流的限制，从而增加低压侧电气设备的投资成本;

二是在整个负荷区域较大的情况下，低压供电半径太长、压降太大，不能保证电压质量。而20KV输电线路的输送容量可达1.6kVA，作为一条20kV线路可对多个配电室进行供电。故可考虑采取以下措施进行设计：

一是采取控制变压器容量的措施，将单台容量控制在1250kVA以内，这样，当两台容量分别为1250kVA的变压器分裂运行时低压侧短路电流可以限制在35kA以内，从而满足了经济、合理的要求;

二是在负荷密度较大的负荷区内设置多点式的布局方式，即在小区内设2个(#1、#2)及以上多个配电室，可根据实际情况，将每一个配电室合理地布局于低压供电半径不出250米的范围内，以满足电压降不大于4% 的要求。

为提高供电可靠性，20kV高压侧应采用双电源供电方式。例如在#1配电室内设两组相同的1路电源进线、2～3路出线的公用环网柜。将双电源分别接至两组公用环网进线柜上(两组公用环网柜内作为两个立电源点)，再由每组公用环网出线柜将电源分别引至#1、#2(#3)配电室高压进线柜(作为双电源供电)，接线图详见下图：

20kV高压侧电气主接线图

1.2　配电室20kV双电源进线环网柜内的两电源应机械、电气闭锁，实现自动投切，开关柜内应配带直流分、合闸电动操作机构，自备直流操作电源，正常运行时提供本柜交流220V工作电源。电源进线柜靠电源侧应设置接地刀闸，且接地刀闸应带闭锁功能。柜内应设带电显示装置。

1.3　0.4kV低压电气主接线的接线型式：

若配电室设置两台主变压器，则0.4kV侧低压母线设置为单母线分段。两台主变压器不可并联运行，即任何时候两进线断路器和母联只允许两台同时运行(为的是控制低压侧短路时的短路电流，便于下一级断路器的选择)。

1.4　计量方式：可按高供低计、也可按一户一表进行计量。

1.5　变压器选择：

1.5.1　应根据国家和行业有关法律、法规、规程和规范的要求，根据以下环境条件采用三相干式电力变压器(不含SF6气体绝缘的干式变压器)：

a) 环保条件和防火要求高的场所、人员密集的城市中心、重要建筑物(如:大型会馆、体育场馆、机场、地铁、多层或高层主体建筑、剧院、大型商场等)内,宜选用不燃或难燃型变压器,如树脂绝缘干式变压器;

b) 检修条件较困难和环境条件限制(低温、高潮湿、高海拔) 的地区宜选用寿命期内免维护或少维护的干式电力变压器;

c) 发电厂的厂用变压器、变电站的站用变压器和接地变压器、大型厂矿的动力、照明变压器等宜采用树脂绝缘的干式变压器。

1.5.2　变压器台数容量及台数的确定：

根据场所条件、负荷状况、运行方式、供电可靠性以及发展规划等因素,合理确定20kV级配电(电力)变压器的容量和台数。

1.5.3　变压器参数选择：

配电变压器容量：考虑在500kVA～1250kVA范围内选择，额定容量值应从500、630、800、1000、1250kVA中选取

额定电压：20/0.4kV

额定频率： 50Hz

联结组别: Dyn11 (注：在电网改造中,允许Yyn0等其他联结组别)

短路阻抗: 6%～8%

调压方式: 无励磁调压(或有载调压)

调压范围: ±2×2.5%

绝缘等级: F级

温升限值: 100K

冷却方式: AN或AF

使用条件: 户内使用

绝缘水平：符合表1的规定

表1 绝缘水平单位：kV

1.6　主变压器高压侧用熔断器保护，以便与上一级保护在时间上的配合。主变压器高压柜内脱扣器应考虑变压器温度保护，主变压器带强迫风冷。高、低压侧均须自带避雷器、保护罩、强迫风冷和温控器。

2　配电室平面布置的原则

配电室平面布置应便于检修、巡视、和操作。设备的检修和搬运应不影响运行设备的安全。在保证安全可靠的条件下，布置尽量紧凑合理，尽量降低造价。

2.1　20kV配电室可为两种型式：立式或附设式。考虑到昆明地区负荷密度高且土地面积紧张等因素，20kV配电室型式考虑多采用附设式。

2.1.1　立式：立式是指配电室为的立式建筑物，将高、低压柜及变压器等电气设备布置于一间屋内。见下图：

配电室内各电气设备间的距离及布置依据相关规程、规范要求进行布置。

2.1.2　附设式：附设式是指配电室布置在一综合式建筑物内，其配电室内的布置方式与立式相同，或可根据房子的实际情况进行布置。可参见上图。

2.2　配电室内应设置一只交流电源切换箱，其电源由#1、#2变压器低压侧接入。20kV高压柜内加热器电源、#1和#2变压器风冷回路电源、照明分电箱电源均取自该交流电源切换箱。

2.3　配电室设公用环网柜时应实现遥控、遥测、遥信功能。因此，应加装一套配电自动化终端装置(RTU)，以实现配网自动化管理的要求。

2.4　配电室装设一套综合式环境及安防监控系统。

以上对昆明地区采用20kV电压等级的配电室设计原则作了基本概括和阐述，除遵循以上设计原则外，还应坚持节能的方针，将节能降耗的设计原//jianghongbin.b2b168.com/shop/supply/47175476.html则贯穿于设计之中。但由于目前昆明地区系统内20kV电压等级尚未形成，仍有待于经过实践验证和补充完善，不足之处敬请提出宝贵意见。

参考文献

[1]　《高压配电装置设计技术规程》(DL/T 5352-2006)，中国电力出版社，北京，2007

[2]　《对城镇配电网采用20kV电压等级的探讨》，农村电气化2004(02)

[3]　云南省电机工程学会供用电专委会《云南电网20kV标称电压适配性研究》，昆明，2007

[4]　本溪供电公司《采用20kV系统供电实现南芬地区增供降损的研究与实施技术报告》，

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