摘 要：園區(qū)現有的1～4#開閉所不能滿足新增負荷的供電需求，而且園區(qū)用戶處為單電源供電，供電可靠性較低，當該線路檢修或發(fā)生永久性故障時，會導致開閉所失電。雙電源項目的建設保證了一級和二級負荷的供電需求，滿足了新增負荷的用電需求，提高了供電可靠性要求，優(yōu)化了10kV電網結構，提高了園區(qū)電網整體的供電能力，推動了園區(qū)經濟發(fā)展。本文針對雙電源保障設計介紹了供配電勘查、供配電設計中的重要細節(jié)和做法，盡量避免或最大程度地降低中斷供電在政治、經濟上造成的損失和影響程度。

關鍵詞：雙電源；供配電；園區(qū)

中圖分類號：TM 63" " 文獻標志碼：A

全新的區(qū)域發(fā)展形勢下，園區(qū)規(guī)劃了未來發(fā)展藍圖，以適應新的發(fā)展環(huán)境，因此對供電能力和供電可靠性提出了較高要求。為確保園區(qū)內企業(yè)用戶新增負荷接入能力和供電可靠性，逐步將園區(qū)供電網建成網架堅強、結構合理、安全可靠、運行靈活、技術先進且投資合理的配電網，提升配電網用戶供電可靠性和供電質量。園區(qū)規(guī)劃產業(yè)主要包括進出口加工、交通運輸、物流、電商、制造業(yè)、貿易、信息傳輸和計算機服務。現約多家企業(yè)入住。目前企業(yè)用戶處為單電源供電，供電可靠性低。如果該線路檢修或發(fā)生永久性故障，就會導致開閉所失電，不能滿足一級和二級負荷供電要求。為了加快園區(qū)開發(fā)、建設進度，為入駐園區(qū)的企業(yè)提供基礎設施完善的生產經營場所，需要重點加強園區(qū)內電網網架優(yōu)化和新增負荷接入，提高電網整體供電能力，推動園區(qū)的經濟發(fā)展。針對園區(qū)配電網現狀，雙電源保障項目建設滿足了新增負荷的用電需求，也保證了園區(qū)雙電源供電，達到了供電可靠性要求，并優(yōu)化了10kV電網結構[1]。

1 研究過程

專業(yè)技術人員在相關人員帶領下前往工程建設地點踏勘，擬確定工程建設范圍、建設內容等，并擬選線路、收集相關資料，全面、細致地調查了項目區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃、氣象和交通運輸現狀等方面的資料。在經過充分調查研究、綜合分析和研究論證的基礎上，完成了園區(qū)高壓維護和雙電源保障設計報告。本項目主要研究過程如下。1）收集工程相關設計依據文件、建設單位設計任務書、政府相關部門對建設項目設計的要求和城市規(guī)劃限定的用地紅線、建筑紅線、地形測量圖、氣象、地形地貌、地下管線、地質初（勘）察報告、外網條件等相關設計基礎資料。2）對項目發(fā)展規(guī)劃、建設年限和現狀園區(qū)建筑物設施情況等進行調查研究。3）合理確定建設項目的技術標準、建設規(guī)模。4）確定工程的建設方案。5）計算工程量，估算工程投資，確定工程建設資金來源。6）對環(huán)境影響進行評估分析和社會影響分析，編制完成報告。

2 雙電源建設的必要性

根據對供電可靠性的要求以及中斷供電在政治、經濟上造成的損失和影響程度，對電力負荷進行進行分級，分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。一級負荷中斷供電時將造成人身傷亡、重大影響或重大損失，將破壞用電單位的正常工作，或造成公共場所秩序嚴重混亂。二級負荷中斷供電時將造成較大影響或較大損失，將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場所秩序混亂。一級負荷用戶應由雙重電源供電，當一個電源故障時，另一個電源不應同時受到損壞。二級負荷供電系統(tǒng)應由2回線路供電[2]。

根據用戶負荷性質、容量和路徑等情況，中壓電纜線路的接線方式一般為雙射接線、單環(huán)接線和雙環(huán)接線方式等。本文設計的2路供電線路電源來自不同電源點或同一變電站的不同母線，線路以電纜為主，主干線路結構為環(huán)網供電模式。主分段設備由開閉所、環(huán)網柜和分支箱構成，環(huán)網柜和分支箱出線的分支線路為用戶變配電室提供用戶電源，整體為樹干式供電模式。開閉所和環(huán)網箱應遵循“密布點、短半徑”的原則和“戶外式、小型化、造價低、安全可靠、技術先進”的發(fā)展方向。本文設計最終目的是能實現雙環(huán)接線方式，接線方式如圖1所示。

3 項目概況

園區(qū)內現約多家企業(yè)入住，經調研，現有負荷為15MVA。同時根據園區(qū)用地性質，預測該園區(qū)2025年用電負荷為27.07MW，2030年用電負荷為39.37MW，2035年用電負荷為55.04MW。現有的1～4#開閉所不能滿足新增負荷的供電需求。另外目前用戶處為單電源供電，供電可靠性較低，為了保證一級和二級負荷供電，要求至用戶處必須提供2路10kV電源，用戶開閉所（配電室）處實現雙電源供電。為滿足新增負荷的用電需求和供電可靠性要求，優(yōu)化10kV電網結構，降低電網損耗，因此本期新建5#、6#、7#開閉所，以滿足園區(qū)遠景用電需求。

3.1 供電電源和電氣主接線

目前園區(qū)已建設4座10kV開閉所，16座10kV分支箱。1#～4#開閉所均為雙電源進線，1#開閉所為單母線分段接線，2#～4#開閉所為單母線接線，分支箱為單電源進線、單母線接線方式。1#開閉所由原有的110kV變電站10kV出線間隔引來2路10kV電源，分別為一回線和二回線（一回線和二回線均引自同一變電站的同一母線）。2#、3#、4#開閉所電源由1#開閉所不同段母線提供2路10kV電源。主接線示意圖如圖2所示。開閉所至分支箱、分支箱至用戶配電室均采用放射式接線。1#～4#開閉所為園區(qū)內10kV分支箱供電，分支箱出線為地塊內用戶提供1路10kV電源?，F狀10kV配電形式為單側電源放射式配電。

本期新建3座10kV開閉所，16座10kV環(huán)網柜。5#、6#、7#開閉所均為雙電源進線，10kV母線均采用單母線分段接線，2路電源均主用且互為備用。環(huán)網柜采用單母線接線，不分段。新建7#開閉所擬從在建110kV變電站不同母線提供2路10kV供電電源，6#開閉所、5#開閉所電源由7#開閉所不同段母線提供2路10kV電源。主接線示意圖如圖3所示。新建開閉所至新建環(huán)網柜、環(huán)網柜至用戶配電室均采用放射式接線。新建5#～7#開閉所為新增環(huán)網柜供電，環(huán)網柜出線為地塊內用戶提供第2路10kV電源。園區(qū)內原有10kV配電和新建10kV配電形成雙側電源放射式接線。

3.2 高、低壓配電系統(tǒng)

從各開閉所至變環(huán)網柜10kV線路采用放射式配電，每個環(huán)網柜分別引入1路10kV供電線路，10kV配電級數為2級。

5#開閉所共設置10kV高壓柜24面：進線柜2面、計量柜2面、PT柜2面、母聯隔離柜2面、出線柜15面和站用變柜1面。6#開閉所共設置10kV高壓柜30面：進線柜2面、計量柜2面、PT柜2面、母聯隔離柜2面、出線柜21面和站用變柜1面。7#開閉所共設置10kV高壓柜30面：進線柜2面、計量柜2面、PT柜2面、母聯隔離柜2面、出線柜21面和站用變柜1面。每個環(huán)網柜共設置10kV高壓柜9面：進線柜2面、PT柜1面和出線柜6面。

10kV配電柜采用戶內金屬鎧裝移開式標準開關柜（KYN28抽屜柜），雙列面對面布置，電纜進出線。環(huán)網柜配電柜采用戶外固定柜，高、低壓開關柜中各組件及其支撐絕緣件的外絕緣爬電比距不應﹤2.5cm/kV。高壓開關柜應具有五防措施，即防止誤拉、合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶接地開關（或接地線）送電；防止帶電合接地開關（或掛接地線）；防止誤入帶電間隔。沿開關柜的整個長度延伸方向的專用接地導體所承受的動、熱穩(wěn)定電流不低于額定短路開斷電流的86.6%。高壓配電室內成排布置的高壓配電裝置的各種通道最小寬度應符合相應規(guī)定，見表1[1]。

3.3 電氣主要設備選擇的先進性和經濟型

開閉所海拔高度1200m，站址所在區(qū)域抗震設防烈度為8度，設計地震加速度值為0.20g，特征設計周期為0.40s（第二組）。地震校驗烈度按8度進行校驗。開閉所均采用單母線分段接線。10kV配電裝置選用KYN28型鎧裝交流金屬開關設備，配真空斷路器。進線開關柜短路開斷電流為31.5kA，額定電流為1250A；出線開關柜短路開斷電流為25kA，額定電流為630A。

3.4 主要高壓電器設備和導體選擇

高壓電器設備主要包括10kV斷路器、導體、電力電纜，本文將從技術參數、環(huán)境條件、敷設條件、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定方面進行選擇和校驗，見表2。

3.5 10kV電氣設備的絕緣水平

10kV電氣設備的絕緣水平根據國家標準選取，參數選擇見表3。

設備安裝海拔高于1000m時，要按照公式（1）進行海拔修正。本文開閉所海拔高度為1200m，海拔修正計算公式依據的是《電力工程設計手冊變電站設計》第七章第三節(jié)式（7-41）。

（1）

式中：K為海拔修正系數；H為設備安裝地點的海拔，單位m；q為系數，對空氣間隙或者清潔絕緣子的短時工頻耐受電壓取1.0，對雷電沖擊耐受電壓取1.0。

3.6 10kV配電裝置避雷器配置

本文工程開閉所和環(huán)網柜10kV進出線處配置氧化鋅避雷器，用于限制系統(tǒng)正常運行過電壓、工頻過電壓、操作過電壓和雷電過電壓。10kV設備的絕緣水平由雷電沖擊耐壓決定。根據Q/GDW13001—2014《高海拔外絕緣配置規(guī)范》，10kV設備的雷電沖擊耐受電壓（峰值）最小為76.5kV。10kV避雷器選用5kA標稱放電電流，主要參數見表4。

3.7 電纜線路

園區(qū)主要干道的10kV網絡采用電纜線路。7#開閉所至6#開閉所、5#開閉所10kV電力電纜選用三芯交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套鎧裝護套電纜，根據載流量、熱穩(wěn)定、絕緣水平、敷設條件和環(huán)境溫度確定電纜型號為YJLV22-8.7/15kV-3×400。

電纜線路通道應根據園區(qū)現有的地下管溝統(tǒng)籌規(guī)劃，主要電纜通道應預留管道或支架，環(huán)網柜處應預留管道。穿越道路時，應采用抗壓力保護管，或采取保護措施。電纜敷設采用排管方式。本次開閉所至環(huán)網柜10kV電力電纜利用電力排管敷設，新建12回電力排管和20回電力排管，電力排管采用PE175材質，位于園區(qū)內部道路下方。12回電力排管管道中心埋深-1.2m，20回電力排管管道頂部埋深-1.0m，沿線修建電纜井，環(huán)網柜處修建電纜井。12回電力排管、20回電力排管大樣圖分別如圖4、圖5所示[3]。

3.8 接地

采用TN-S接地系統(tǒng)形式，工作接地、防雷接地、保護接地和弱電系統(tǒng)接地共用接地裝置，設置總等定位聯結（MEB）。將建筑物基礎內鋼筋網作為自然接地體，將基礎地梁、樁基內主筋焊接連通成基礎接地網格，要求總接地電阻R≤1Ω。如果實測結果不能滿足要求時，應在室外增設人工接地極。在電源入戶處設置MEB總等電位接地箱，MEB箱與建筑物接地干線和接地網可靠連通。基礎接地干線網、入戶金屬管道（水、暖、電等入戶金屬管）、總下水管、金屬橋架、配電箱PE母排、電纜金屬護套、戶外人工接地極均需要與接地網可靠連接。接地裝置為人工接地極，采用∠50×50×5的鍍鋅角鋼，長2.5m，間距≥5m，接地連接線采用-50×5熱鍍鋅扁鋼，焊接連接，頂部埋深-1.1m，焊接處做防腐，設置2處接地測試點。所有正常不帶電金屬構件均應可靠接地[4]。

4 結論

本項目積極響應了國家加強方針政策，對推進園區(qū)產業(yè)發(fā)展具有十分重要的作用，對完善項目范圍內基礎設施建設具有不可或缺的作用。本項目的建設在技術經濟、環(huán)保節(jié)能實施方面是可行的，工程規(guī)模和技術標準是適宜的，建設條件也已具備，工程建成后不僅可以帶來較好的經濟效益，還會產生巨大的社會效益，建議各相關部門加強合作，密切配合，協(xié)調好建設前期的各項準備工作。嚴格遵循基本建設程序，選擇信譽好、資金足且設備技術力量雄厚的隊伍實施。

參考文獻

[1]中國機械工業(yè)聯合會.20kV及以下變電所設計規(guī)范：GB50053—2013[S].北京：中國計劃出版社，2013：10-20.

[2]中國機械工業(yè)聯合會.供配電系統(tǒng)設計規(guī)范：GB50052—2009[S].北京：中國計劃出版社，2009：5-15.

[3]中國電力企業(yè)聯合會.電力工程電纜設計標準：GB50217—2018[S].北京：中國計劃出版社，2018：15-25.

[4]中國機械工業(yè)聯合會.建筑物防雷設計規(guī)范：GB50057—2010[S].北京：中國計劃出版社，2010：66-76.