110kV東灶變供電20kV專(zhuān)供區(qū)方案研究

張?zhí)鹛? 朱曉俊

摘要：文章以110kV東灶變?yōu)槔?，分析了該地區(qū)20kV專(zhuān)供區(qū)、變電、配電現(xiàn)狀問(wèn)題，總結(jié)出了其規(guī)劃改造技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：20kV專(zhuān)供區(qū);供電;可靠性;解決方案

一 背景

海門(mén)濱海新區(qū)（含東灶港鎮(zhèn)部分地區(qū)）為20kV專(zhuān)供區(qū)，目前區(qū)內(nèi)有110kV東灶變1座。東灶變配網(wǎng)線路具備站內(nèi)不同主變間互聯(lián)，滿足N-1的要求。區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)均為三級(jí)用戶(hù)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范，供電可靠性已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

東灶變位于沿海地區(qū)高鹽高濕環(huán)境，設(shè)備絕緣容易附著鹽霜，運(yùn)維工作面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2015年7月27日東灶變電站因20kV設(shè)備及柜體絕緣狀況不良等原因，造成全站失電的重大事故：?4時(shí)6分，海門(mén)運(yùn)維站110kV東灶變20kVⅠ段母線壓變柜故障，造成1號(hào)主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，201開(kāi)關(guān)跳閘，同時(shí)20kVⅠ段母線失電。10時(shí)56分，110kV東灶變因江發(fā)231、建東235兩條20kV線路故障，導(dǎo)致20kV備用g246開(kāi)關(guān)柜、福浙232開(kāi)關(guān)柜短路爆炸，引起2號(hào)主變低壓側(cè)復(fù)壓過(guò)流Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，202b?、202a開(kāi)關(guān)跳閘，造成20kVⅡ、Ⅲ段母線失電。

應(yīng)海門(mén)市供電公司要求及發(fā)展部委托，為進(jìn)一步提升區(qū)內(nèi)重要用戶(hù)供電可靠性，經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所聯(lián)合海門(mén)市供電公司開(kāi)展110kV東灶變供電可靠性研究工作，對(duì)20kV專(zhuān)供區(qū)電網(wǎng)情況進(jìn)行分析，制訂電網(wǎng)規(guī)劃補(bǔ)強(qiáng)方案。

二、20kV專(zhuān)供區(qū)現(xiàn)狀

20kV專(zhuān)供區(qū)海門(mén)濱海新區(qū)（含東灶港鎮(zhèn)部分地區(qū)）位于海門(mén)市海門(mén)港新區(qū)東北部。海門(mén)港新區(qū)是海門(mén)市最具潛力、最富活力、最有爆發(fā)力的重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極。新區(qū)現(xiàn)有行政區(qū)域面積205平方公里，2014年新區(qū)實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值80.7億元，全社會(huì)固定資產(chǎn)投入122億元。新區(qū)按照“以港興工、以工興城、港城聯(lián)動(dòng)”的總體思路，努力推進(jìn)?“一城·五中心”?（即海港新城、現(xiàn)代工貿(mào)中心、生態(tài)旅游中心、港口物流中心、漁獲集散中心、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中心）建設(shè)。

其中，現(xiàn)代工貿(mào)中心為東灶港20kV專(zhuān)供區(qū)，區(qū)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)35平方公里，逐步形成了新能源、新材料、電子信息、現(xiàn)代高端裝備、節(jié)能環(huán)保、機(jī)電、綠色食品及現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等七大產(chǎn)業(yè)板塊。近年來(lái)，新區(qū)以港口建設(shè)為龍頭，全力打造“上海中心港北翼重要組合港”，并形成海產(chǎn)品深加工支柱產(chǎn)業(yè)。

20kV專(zhuān)供區(qū)海門(mén)濱海新區(qū)（含東灶港鎮(zhèn)部分地區(qū)）現(xiàn)有110kV變電站1座（東灶變）、主變2臺(tái)、電壓變比110/20kV、總?cè)萘?×63MVA;區(qū)外現(xiàn)有35kV變電站1座（東興變），另有在建110kV變電站1座（劉浩變，替代東興變），低壓側(cè)為10kV。

截至2015年底，東灶變接用20kV配變共計(jì)136臺(tái)，總?cè)萘?3940kVA。其中用戶(hù)配變113臺(tái)，裝機(jī)容量63180kVA，全部為三級(jí)負(fù)荷，根據(jù)用戶(hù)申請(qǐng)和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，單電源均可滿足供電要求。

三、變電站現(xiàn)狀

110kV東灶變規(guī)模：本期2臺(tái)63MVA主變，變比為110/20kV，組別為YNyn0+d11，遠(yuǎn)景3臺(tái)63MVA主變;110kV本期出線2回，主接線為內(nèi)橋接線，遠(yuǎn)景為擴(kuò)大橋接線，采用戶(hù)內(nèi)GIS設(shè)備;20kV本期單母線雙分段三段母線接線，遠(yuǎn)景單母線三分段四段母線接線。接入系統(tǒng)方案：一回110kV線路接入220kV邢柏變，一回110kV線路接入220kV六匡變。該站位于20kV專(zhuān)供區(qū)海門(mén)濱海新區(qū)。東灶變2015年最大負(fù)載率為14.41%。

35kV東興變規(guī)模：2臺(tái)10MVA主變，變比為35/10kV，組別為Ynd11，主接線為單母線接線，采用戶(hù)外AIS設(shè)備。通過(guò)10kV劉浩線、鎮(zhèn)東線、聯(lián)浩線與110kV包場(chǎng)變互聯(lián)。東興變2015年最大負(fù)載率為62.50%。

四、東灶變20kV配網(wǎng)現(xiàn)狀

110kV東灶變通過(guò)9條線路對(duì)20kV專(zhuān)供區(qū)海門(mén)濱海新區(qū)（含東灶港鎮(zhèn)部分地區(qū)）供電。分別為建東線、展江線、福浙線、江發(fā)線、蘇展線、浙發(fā)線、福廣線、江建線、通聯(lián)線。

9條20kV線路總長(zhǎng)度為?41.45?km（平均為?4.61?km/條），其中電纜總長(zhǎng)度11.6km（平均為?1.29?km/條），架空線總長(zhǎng)度為?29.85??km（平均為3.32?km/條），架空線路中絕緣線總長(zhǎng)度為29.43?km（平均為3.27?km/條），另有0.42km為裸導(dǎo)線（平均為0.05?km/條）;主干線總長(zhǎng)度為31.36km（平均為3.48?km/條），主干線中電纜截面均為400mm2，架空導(dǎo)線截面均為240mm2。

五、解決方案分析

經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所聯(lián)合海門(mén)市供電公司結(jié)合該地區(qū)進(jìn)行展開(kāi)分析調(diào)查，總結(jié)出幾套方案，經(jīng)仔細(xì)研究分析選擇了以下方案，相對(duì)于其他方案轉(zhuǎn)移能力強(qiáng)，電器元件較少，整體損耗及發(fā)生故障概率較低，具備較高的靈活性、可擴(kuò)展性，且能夠充分利用原九圩港主變資源，提高南通地區(qū)整體的主變利用效率。

1、思路及解決辦法

主要考慮兩條110kV電源進(jìn)線同時(shí)失電或兩臺(tái)主變同時(shí)故障情況下的供電保障，兼顧所有低壓母線同時(shí)故障時(shí)重要用戶(hù)的供電。

通過(guò)增加10/20kV升壓變或周邊新增20kV電源布點(diǎn)等措施，從而實(shí)現(xiàn)東灶變與站外20kV的有效聯(lián)絡(luò)。

2、規(guī)劃方案思路

110kV劉浩變計(jì)劃2016年迎峰度夏前投運(yùn)，一期建設(shè)1臺(tái)50MVA主變，變比為110/10kV;110kV出線本期2回，主接線為單母線分段接線，采用戶(hù)內(nèi)GIS設(shè)備。

110kV九圩港變兩臺(tái)主變均不帶20kV出線。經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院收資，核對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙，110kV劉浩變可以裝設(shè)變比110/20/10kV主變，20kV配電裝置可布置于站內(nèi)現(xiàn)有空余場(chǎng)地。20kV本期采用單母線接線，出線2回，遠(yuǎn)景采用單母分段接線，出線4回。待2016年110kV劉浩變投運(yùn)后，110kV劉浩變1#主變與110kV九圩港變1#主變（主變?nèi)萘?0MVA、變比為110/20/10kV）進(jìn)行互換。需新增20kV配電裝置（主變柜1面、母設(shè)柜1面、出線柜2面、分段隔離柜1面）。主變更換后，主變差動(dòng)及各側(cè)后備保護(hù)不能滿足三側(cè)差動(dòng)的要求，需要整體更換。

從110kV劉浩變20kV側(cè)新出兩回線（1#、2#），1#線直接接入東灶變20kVⅠ段母線，作為東灶變1#主變備用電源，2015年?yáng)|灶變1#主變最大負(fù)荷4.33MW，該線路近期具備轉(zhuǎn)移全部1#主變負(fù)荷的能力，為確保母線故障情況下福廣線重要用戶(hù)供電，在線路合適位置建立與福廣線聯(lián)絡(luò);2#線直接接入東灶變20kVⅢ段母線，作為東灶變2#主變備用電源，2015年?yáng)|灶變2#主變最大負(fù)荷7.98MW，該線路近期具備轉(zhuǎn)移全部2#主變負(fù)荷能力，為確保母線故障情況下展江線重要用戶(hù)供電，在線路合適位置建立與展江線聯(lián)絡(luò)。

若后續(xù)專(zhuān)供區(qū)內(nèi)大用戶(hù)落戶(hù)較多，負(fù)荷發(fā)展較快可以考慮在該方案基礎(chǔ)上，待劉浩變擴(kuò)建第二臺(tái)主變時(shí)，將110kV劉浩變2#主變（根據(jù)規(guī)劃2018年將擴(kuò)建，主變?nèi)萘?0MVA，變比為110/10kV）與110kV九圩港變2#主變（主變?nèi)萘?0MVA、變比為110/20/10kV）進(jìn)行互換，能夠增強(qiáng)劉浩變20kV側(cè)的供電能力，進(jìn)一步提升該專(zhuān)供區(qū)內(nèi)20千伏供電的可靠性。需新增20kV配電裝置（主變柜1面、母設(shè)柜1面、出線柜2面、分段隔離柜1面）。主變更換后，主變差動(dòng)及各側(cè)后備保護(hù)不能滿足三側(cè)差動(dòng)的要求，需要整體更換。估計(jì)投資200萬(wàn)元。

若該地區(qū)負(fù)荷呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，可考慮在20kV專(zhuān)供區(qū)海門(mén)濱海新區(qū)內(nèi)新建一座110kV變電站。