邵志奇1 吴垂扬1 卢奕城2 田诗语2 樊嫣然2
（1、深圳供电局有限公司 深圳 518001；2、深圳供电规划设计院有限公司 深圳 518054）
摘要： 深圳市光明新区20kV中压配电网过渡过程中，存在问题如下：存量10kV配电网新增负荷如何解决的问题；存量10kV与增量20kV的协调问题； 20kV上级电源点与20kV配电网建设时序的配合问题。光明新区为了顺利推进20kV配电网，需要重点研究两方面内容：一是确定20kV配电网改造基本原则；二是制定20kV配电网改造实施方案。
关键词：光明新区；20kV配电网；改造原则；改造方案
深圳市光明新区试点220/20kV电网以来，一定程度上抑制了110/10kV电网建设，特别是光明新区北部的公明街道，该街道为光明新区的老城区，10kV存量电力设施巨大，20kV用户需求较小。近几年用电负荷快速增加，导致北部110kV供电能力严重不足，而北部20kV供电网络尚未形成，目前仅农园站投产运行，但农园站20kV供电线路有限，导致光明新区北部电网20kV供电能力未能充分发挥；光明新区南部光明街道属于城市开发的重心，已投产220/20kV玉律、机遇变电站和220/110/20kV育新站，可初步构筑20kV供电网络，形成较为强大的20kV网络供电能力，但该片区内仍然存在一定片区的10kV存量设施。本论文重点对光明新区20kV配电网改造基本原则和改造实施方案进行研究。
1、20kV配电网改造基本原则
参考国内外配电网改造经验，根据《中国南方电网城市配电网技术导则》以及《20kV输配电设计技术规定》中的相关内容，充分考虑电网未来的发展需要，在将10kV升级到20kV的过程中，需要考虑这样几项原则，其具体内容为：
1.1总体原则
1）考虑到成本问题，要尽量使用原有资源，使用户以及企业的利益都得到满足。在选择供电设备时，要考虑到其使用寿命，如果并未产生重大增容的情况，就不对现有设备进行调整；
2）考虑到负荷密度提高的情况，以前10kV区域中新建的线路，在建设过程中要按照20kV的要求进行设计。过渡期间以降压的方式降低电网改造的影响，等到时机成熟在供电过程使用20kV电压等级；
3）要以20kV供电等级为新建区域建设配电网络，如非必要不再以10kV进行供电，从而更好的使20kV等级电网得到普及；
4）要在城市建设以及改造的规划中，融入电网改造方案，相关地区的政府、城建部门、供电企业要紧密合作，共同促进电网改造工作的完成；
5）在对电网进行改造过程中，要结合实际情况，尽可能使用新材料、新工艺、新设备以及新技术，不过也需要考虑到成本以及上述所有内容的安全性和可靠性。
1.2 分区升压改造原则
为了针对不同区域的特点开展升压改造工作，按照区域电网现状及远景负荷预测，将其分为三类：
1）原有电力负荷薄弱的新建供电区，一次性建成20kV配电网络，直接采用20kV供电；
2）假如原有的10kV地区负荷密度提升明显，那么就要结合20kV和10kV供电等级进行混合供电；
3）平稳过渡区，负荷增长缓慢的10kV供电区域。
其中，混合供电区域的升压改造原则是：
（1）原则上10kV供电线路与20kV供电线路应各自独立运行。20kV配电网在建设升压初期，电源孤立，与原来的10kV配电网完全割裂，无法互供，无法联络，会造成初期供电可靠性较差的情况。如确有必要，也可经联络变压器进行联络。为了保证升压过程中的供电可靠性，可采取联络变压器解决20kV和10kV配电网的互供问题，同时，要注意短路电流水平问题，避免形成电磁环网。20kV与10kV还可采用低压侧联络方式解决部分用户的互供问题；
（2）在进行改造过程中，要逐步进行，按照预定计划逐渐增加20kV的覆盖面积,保证过渡的平稳性.如果在电网改造过程中，某些10kV区域的设备出现问题或者该区域产生重大增容，那么直接以20kV配电等级进行供电.更换配电设备时,宜在负荷低谷时以分线路、分片、分区的方式进行，将升压改造工作带来的负面影响减到最小；
（3）假如配电设备需要更换或者添加，那么要选择20kV标准的设备。在电网改造初期，可以以10kV供电等级进行供电，等到时机成熟再进行升压，使用20kV供电等级进行供电；
（4）混合供电区域主要是指20kV和10kV的混合区域，需要重点改造变电站的设备，新建的变电站要使用20kV等级设备进行供电，慢慢使20kV等级覆盖面积提升。
平稳过渡区的升压改造原则是：
（1）10kV需要阶段性保留，设备生命周期快结束时使用20kV设备替换；
（2）对于原有10kV以外的区域，应大力推进20kV建设，当未来20kV供电区域发展的足够大时，原有10kV区域才会更容易改造。
1.3 设备升压改造原则
针对10kV配电网设备现状，结合升压改造的进程，将现有设备分为可利用设备、不可利用设备、经试验后方可利用的设备等三类进行升压改造。
其中可利用设备的升压改造原则是：
1）对于设备使用寿命尚未达到规定年限、而且能够符合20kV供电等级需要的原有设备，在对其进行检测后，如果符合要求，就直接应用到20kV电网等级的配电网中；
2）如果10kV配电设备的寿命期限已到，但是在对其进行检测后，说明设备依旧可以符合20kV电网的使用要求，那么就暂时将其应用到20kV电网等级中进行供电，并进行记录，在电网改造过程中，再对这样的设备进行调整，更换为最新的设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
其中不可利用设备的升压改造原则是：
1）对于不可利用的设备，要将其更换为符合20kV等级需要的相关设备；在电网改造的过渡期间，先暂时以10kV等级进行供电，改造后期等到时机成熟后，再用20kV等级进行供电；在选择新增设备时，需要考虑到电网未来的发展情况、新设备的性能、设备的可维护性、设备的操作性、设备的可靠性以及新设备的体积等；
2）在改造过程中，舍弃的10kV设备需要进行回收或者将其应用到不进行电网升压改造的区域。在应用时，可以用于该区域新增电网的建设，也可以用于替换故障设备或者到达使用寿命的设备，从而更好的降低成本。
其中经试验后方可利用的设备的升压改造原则是：
这部分配电设备是指经过现场试验后，依据运行状况，相关的测试结果等证明不能直接被升压运行，但通过一定的技术改造手段，仍能够在20kV等级下正常运行。针对该类设备，宜遵循以下原则：
1）使用寿命如果没有达到设备的极限，那么就应该尽量利用相关的技术对这样的设备进行改造，使其符合20kV电网的要求；
2）如果使用寿命已经接近设备的极限，不过使用相关技术依旧可以使其符合20kV电网的需要，那么可以在过渡期暂时将其应用到20kV电网电网中进行供电，并且进行记录，在改造的后期再用新设备进行替换。
2、20kV配电网改造实施方案研究
2.1用户供电改造实施方案
在设计改造方案时，首先要考虑到可靠性以及安全性，全面分析改造对用户、电网以及规划区的影响，并且还要考虑到改造的成本问题。在一期工程中，应当使用至少两台的主变压器，保证某些用户双电源的需要，并且结合实际情况，对新增用户以及老用户采用不同的标准。
1）已有用户供电改造实施方案
在改造过程中，需要以分批次、分段、分片的方式进行，尽量降低对供电改造区域用户以及企业的影响，而且考虑到成本问题，更换下来的设备可以通过改造应用到20kV电网中。
在改造过程中，针对专变用户可以使用如下方式为其供电：
（1）推荐原有10kV用户改接到20kV,不用新建额外的变电站，直接在原有变电站进行改造。
假如某区域容量不足250kVA,那么直接以低压对该区域进行供电,降低电网改造过程中产生的工作量，同时也减轻对用户的影响。
（2）假如某些10kV区域才建设不久,为了达到降低成本的目的，就没有必要立即对其展开升压改造工作,等到设备寿命接近极限，再对其进行改造,从而达到降低改造成本折的目的。
（3）如果某些区域有大量增容用户，那么就需结合20kV电网的要求对该区域进行施工，但是以10kV进行供电；选择设备时，变压器选择20kV/10kV规格的，但是并不对其以20kV进行供电，在改造后期，电路升级完成在对其进行升压处理。
2）新增用户供电改造实施方案
假如某些开发区电力负荷不高，那么就对其以20kV供电或者将电压降低到380V/220V对其进行供电，在电网改造一期工程中，要使用至少两台的主变压器来保证电网的稳定性。
（1）假如新增用户处于20kV/380V/220V规划区，那么电源进线以及变压器都按照20kV/380V/220V规格进行建设。
（2）假如规划中未涉及的区域，并不符合20kV的供电要求，新增用户用电时间要早于变电站的完工时间，那么就可以先使用过渡电源对这这类区域进行供电。选用20kV规格的电源进线以及变压器进行施工，但是建设完成后以10kV等级进行供电，即变压器采用高压绕组串并联的特殊结构，设置20kV和10kV抽头，电网改造过渡期使用10kV的抽头对用户进行供电，在线路建设完成后，将20kV抽头接入配电网。而且对于新建用户要采用中性点经小电阻接地方式，这样带来的益处首先是对线路内过电压有所改善，新建10kV架空线路采用20kV绝缘水平设计，时机成熟时直接将线路从10kV升压至20kV，架空线路绝缘子基本不用更换。
2.2 20kV网络与现有10kV网络的衔接过渡
城市配电网应该有较高的供电可靠性，闭合开关线路以及变电站等，要符合N-1准则，同时线损以及电压等也要符合我国相关的标准。
要分析电网改造初期电源孤立对新建区域的影响，但使用10kV等级进行供电时，要结合周边网络以及联络线共同规划，保证假如线路产生问题，可以实现负荷转移，确保20kV孤立系统的安全、可靠供电。可采取联络变压器解决20kV和10kV配电网的互供问题， 20kV与10kV还可采用低压侧联络方式解决部分用户的互供问题。
3、结论
本文对光明新区20kV电网改造的基本原则和改造实施方案进行了研究，可以得出如下结论：
1、光明新区在试点20kV过程中，由于存在较多存量10kV电网，过渡过程中存在一些问题，但只要合理确定20kV配电网改造基本原则和改造实施方案，并严格执行，20kV配电网的推进也可以顺利进行。
2、尽管20kV网络建设过程中存在许多困难，例如初期电源孤立、20kV电网运行经验不足等制约因素，但从长远来看，利大于弊，因此应努力克服上述制约因素，积累20kV运行经验，促进20kV网络建设。
3、对于10kV配电网已基本覆盖成型，具有完善结构的地区，对存量10kV设备不强制升压改造，随着设备的自然淘汰及技术升级改造，逐步过渡至20kV。
参考文献：
[1]程浩忠,姜祥生.20kV配电网规划与改造.中国电力出版社.2010
[2]范明天,张祖平,周莉梅.中压配电网电压等级优化与改造—20kV电压等级的论证及实施.中国电力出版社.2009
[3] 光明新区主配网协调规划与建设专题研究. 深圳供电局有限公司，深圳供电规划设计院有限公司.2018
[4] 深圳电网电压序列优化研究报告.深圳供电局有限公司，国网电力科学研究院.2009
[5]毛晓明,吴涛.城市高负荷密度新区电压层级方案适用性研究.电网技术.2014
[6]彭冬,吴俊玲,梁才浩等.城市电网电压序列优化配置.电网技术.2010
[7]马晓东,姜祥生.苏州电网20kV配电电压的应用与发展.电力设备.2008
作者简介：
邵志奇（1984），男，湖北黄冈人，工程师，工学硕士，从事电网规划及管理工作。
吴垂扬（1987），男，福建三明人，工程师，工学硕士，从事配网规划工作。
卢奕城（1988），男，四川广元人，工程师，工程硕士，从事电网规划设计工作。
田诗语（1987），女，湖北襄阳人，工程师，工学硕士，从事电网规划设计工作。
樊嫣然（1988），女，河南安阳人，工程师，工学硕士，从事电网规划设计工作。
论文作者:邵志奇1,吴垂扬1,卢奕城2,田诗语2,樊嫣然2
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/21
标签：电网论文; 设备论文; 区域论文; 光明论文; 配电网论文; 等级论文; 用户论文; 《河南电力》2018年15期论文;