20千伏配网设计技术导则改1024.docx

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20千伏配网设计技术导则改1024

20kV配网设计技术导则

苏州电力设计研究院

2007年10月

第一篇总则

第二篇20kV配网系统

2.1一般原则

2.220kV架空网接线方式

2.320kV电缆网接线方式

2.4继电保护、通信及配网自动化

第三篇20kV变、配电站

3.1220/110kV变电站20kV系统

3.2开闭所

3.3配电站、箱式变压器、柱上变压器

第四篇20kV输电线路

4.1架空配电线路

4.2电缆配电线路

第一篇总则

1.1为实践省公司“增容、换代、升压、优化通道”的发展思路，促进电网发展方式转变，提高电网经济性和劳动生产率的目标，满足用电负荷不断增长的需要，在高负荷密度区域的配电网中推广应用20kV电压等级供电，特制定本设计技术导则（以下简称本技术导则）。

1.2本技术导则适用于新建和扩建20kV配网工程以及高电压等级变电站20kV系统的工程设计。

1.3设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远、近期结合，以近期为主，并适当考虑扩建的可能。

1.4本技术导则引用标准有：

（1）城市电力规划规范GB50293-1999

（2）35~110kV变电所设计规范GB50059-92

（3）并联电容器装置设计规范GB50227-95

（4）66kV及以下架空电力线路设计规范GB50061-97

（5）电力工程电缆设计规范GB50217-94

（6）继电保护和安全自动装置技术规程GB/T14285-2006

（7）配电自动化系统功能规范DL/T814-2002

（8）交流电气装置的过电压和绝缘配合DL/T620-1997

（9）35kV及以下客户端变电所建设标准DGJ32/J14-2005

（10）江苏省35kV~220kV变电所设计技术导则（试行）

（11）江苏省0.4~220kV变电所电网建设技术导则

1.5配网规划和电力通道规划是城市总体规划的重要组成部分，应与城市发展规划相互配合，同步规划，并应根据城市总体规划的调整而做出相应的调整，有条件时应与城市建设同步实施。

1.620kV配电网中的设备应选用符合国际、国家或行业技术标准的优质、安全、可靠的产品，并且应满足配网自动化的要求或可方便扩展以满足配网自动化的要求。

优先采用免维护或少维护、操作简单的产品,在技术经济合理时应选用效率高、能耗小的电气设备。

1.7含20kV电压等级配网工程的设计除应符合本技术导则的规定外，尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定。

第二篇20kV配网系统

2.1一般原则

2.1.1依据地区变电站供电范围或城市功能区域，分成若干个相对独立的分区配电网（包括公用和客户专用的架空或电缆配电网）。

分区配电网应有大致明确的供电范围，一般不应交错重叠，并应随新增加的变电站及负荷增长进行合理调整。

低压配电网一般不跨街区供电。

2.1.2划分分区配电网的主要原则是根据电网现状、负荷现状与预测结果、区域负荷密度、变电站位置，主变台数和容量以及线路走廊条件等因素来确定。

2.1.320kV中低压配电网的电压偏移

20kV：

±7％

380V：

±7％

220V：

－10％，+7％

2.1.4城区20kV配电线路供电半径原则上控制在2公里以内，农村20kV配电线路供电半径原则上控制在10公里以内。

2.1.520kV配电网应有一定的容量裕度和灵活的运行方式，以满足用电负荷增长和转移的需要。

市区配电网应逐步满足下述要求：

（1）当任何一路20kV线路因检修或故障停运时，应能通过其他线路继续向该线路的非检修或非故障段供电；

（2）当任何一个20kV配电站出线开关因检修或故障停运时，应能通过其他线路继续向该线路供电；

（3）应加强电源点之间20kV配网的联络。

每座110kV变电所与其它变电所之间可以联络的20kV线路数量应不少于该变电所20kV出线数量的30%。

以保证当有一台主变停役时，可以通过20kV配网进行负荷转移，其余主变不至长时超载。

2.1.620kV配电网应规范化，载流元件配套一致，新建的线路干线和开闭所建筑应满足配电网网架的远景规划，一次建成。

2.1.720kV配电网采用经低电阻接地方式。

20kV变压器的中性点接地应设置专用接地装置并与配电站的主接地网分开。

2.1.820kV配电设备系统短路电流水平不大于20kA。

2.1.920kV开闭所的双路电源一般应取自同一座110（220）kV变电站的不同母线，或者同一供电区域的两个变电站（或两个开闭所）。

2.1.1020kV配电室、箱变及柱上变压器应采取分散就地低压并联电容器无功补偿方式，市中心区应装设分相补偿、自动投切装置，100kVA及以上用户功率因数应补偿到0.90及以上。

低压无功补偿装置串联电抗器配置应考虑限制客户负荷产生的谐波注入电网。

2.1.11为提高20kV配网的可靠性，及时全面掌握配电网的各项运行数据和故障信息，迅速确定或隔离线路故障区段，在新建或改造20kV配网时，在有条件的地区可同步实施配网自动化工程。

配网自动化应实现遥测、遥信、遥控、故障定位等最基本的功能以及网络优化、网络重构等高级功能。

2.220kV架空网接线方式

2.2.120kV架空配电网为环网布置开环运行见图（2-1）。

一般通过采用柱上开关将线路多分段和多联络。

20kV架空线路输送容量应满足《20kV配网规划设计技术原则》的要求。

图2-1

2.2.220kV客户要求单路供电的，报装容量达到4000kVA以上时，原则上宜考虑两回电源同时供电，用户20kV侧不设联络开关（除用户要求全容量备用外），在低压侧进行联络。

2.2.320kV客户申请总装机容量达到8000kVA以上时原则上要考虑新出线路供电。

2.320kV电缆网接线方式

2.3.1同一区域两个电源点馈出单回路20kV线路，形成双放射线供电方式，见图（2－2）、（2－3）。

图2-2

2.3.2同一供电区域的两个电源点馈出单回路20kV线路构成单环网，开环运行，见图（2-4）。

单环网宜一次建成。

图2-4

2.3.3同一供电区域的两个变电站（开闭所）的20kV不同段母线各引出一回线路，构成双环网的供电方式，见图（2-5）。

2.3.4每回20kV电缆线路输送容量应满足《20kV配网规划设计技术原则》的要求。

2.4继电保护、通信及配网自动化

2.4.1继电保护

2.4.1.1继电保护的配置应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，继电保护装置优先采用具有成熟运行经验的微机保护装置。

2.4.1.2对于用户变电站参照江苏省《35kV及以下客户端变电所建设标准》规定执行。

2.4.1.320kV配网继电保护一般采用远后备原则，即在临近故障点的断路器处装设的继电保护或该断路器本身拒动时，能由电源侧上一级断路器处的继电保护动作切除故障。

2.4.1.420kV系统应采用定时限保护，线路保护除应配置自动重合闸装置，全线电缆除外。

保护装置仅装在线路的电源侧。

必要时，电缆线路可配置纵联差动保护作为主保护，带时限的过电流保护为后备保护。

纵联差动保护应优先选用光纤通道。

2.4.1.5小电阻接地系统，出线保护配置为相间过流和零序过流保护，当为架空线路时，零序过流保护宜采用专用出线零序CT。

当为全电缆线路时，可取出线CT的自产零序电流。

2.4.2通信

2.4.2.1配网自动化系统的传输通道，应遵循可靠、实用、经济原则。

具备“三遥”功能的配电站、开闭所等，原则上子站和主站间应采用光缆通道。

2.4.2.2配电主站与子站间宜采用网络通信方式连接，采用树型拓扑结构。

2.4.2.3配电远方终端至子站或主站的通信宜选用光纤通信链路，采用链型或自愈环网等拓扑结构。

2.4.2.4子站和终端间也可采用其他通讯方式，如：

市话、无线和载波等，但在同一链路和环网中不宜混用多种通信方式。

2.4.3配网自动化

2.4.3.1实施配电自动化应遵循“统一规划、统一开发、优化设计、因地制宜，分步实施，信息共享”的原则。

以城市电网建设和改造为基础，从区域配电网的网络、设备、站内装置、传输通道、配电主站等多方面统筹考虑，配电自动化的实施区域应考虑负荷性质重要性、环网供电结构、分段合理的架空线网络或上述两者的混合网络为主，遵循环网接线，开环运行原则。

2.4.3.2配电自动化应实现与GIS系统的一体化设计，同时实现与变电站监控系统、GIS系统、电力营销系统、负荷控制管理系统、用户停电报修管理系统及MIS系统的数据交换。

系统通过光纤网实现远方数据通讯，并实现网络状态估计、网络拓扑分析、网络潮流计算、网络优化、网络重构等高级应用功能。

当配网发生故障时，DA系统能快速隔离故障，恢复非故障区域用户的供电。

2.4.3.3配电自动化系统遵循分层、分布式体系结构及集中控制的原则，系统分为主站层、变电站子站层、配电终端设备层。

配电主站、子站及远方终端在自动化策略方面服从电网的运行方式。

2.4.3.4配电远方终端实现测量、状态采集，执行控制操作和馈线故障检测和事件记录，完成信息传送。

配电主站、子站按其管辖范围实现信息的采集、逻辑判断及设备控制，并应具备相应扩展能力。

2.4.3.5配电自动化主站安装在主站系统机房，配电子站安装于变电站二次设备室，环网柜/分支箱配网自动化终端就地安装。

第三篇20kV变、配电站

3.1220/110kV变电站20kV系统

3.1.1220/110kV变电站站址选择

变电站站址的选择应根据下列要求，综合考虑确定

⑴靠近负荷中心；

⑵节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地；

⑶与城乡或工业企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出；

⑷交通运输方便；

⑸周围地区无明显污秽，如空气污秽时，站址宜设在受污染源影响最小处；

⑹具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），站址宜避免选在重要文物或开采后对变电站有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门同意；

⑺应考虑变电站与周围环境、邻近设施的相互影响。

3.1.2主变压器

一个变电站的主变压器台数不宜少于2台或多于4台。

220/110/20kV主变压器容量可选择180MVA或240MVA，容量比100/100/50或100/100/33；220/20kV主变压器容量可选择90MVA，110/20kV主变压器容量视供电区域负荷密度可选择：

63MVA、80MVA、100MVA；主变容量应满足当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

（1）220/110/20kV主变压器为三相自耦/三线圈、有载调压、自然油循环风冷或全自冷；当低压绕组采用星型接线时，在变压器内部另设独立的稳定绕组，电压等级为10.5kV或15kV，容量为变压器额定容量的25％～30％，绕组接成三角形（∆），用二只套管引出，正常运行时短接接地。

额定电压：

220±8×1.25%/118/21/10.5（稳定绕组）kV

阻抗电压：

Uk1-2=10%，Uk2-3=24%，Uk1-3=34%

联结组：

YNaOynO+△、YNyn0yn0+△、YNyn0d11、YNaOd11

中性点接地方式：

110千伏及以上系统中性点直接接地，20kV系统中性点经低电阻接地。

（2）110/20kV主变压器采用10型以上、有载、自然油循环风冷或全自冷变压器；当低压绕组采用星型接线时，在变压器内部另设独立的稳定绕组，电压等级为10.5kV或15kV，容量为变压器额定容量的25％～30％，绕组接成三角形（∆），用二只套管引出，正常运行时短接接地。

额定电压：

110±8×1.25%/21/10.5（稳定绕组）kV

阻抗电压：

10.5～14%

联接组：

YNynO+△、YNd11

系统接地方式：

110kV系统中性点直接接地；20kV中性点经低电阻接地。

3.1.3变电站低压侧母线接线

单母线分段是变电站中常用的接线方式，一般采用以下三种方式：

（1）单母线二分段：

适用于两台变压器，当一台变压器停运时，可用备投装置将其负荷分配给另一台变压器。

（2）单母线四分段：

适用于三台变压器的变电站，中间的变压器联接Ⅱ、Ⅲ段母线。

当一台变压器停运时，可用备投装置将其负荷分配给剩下的两台变压器。

（3）单母线六分段环形：

适用于三台变压器的变电站，每台变压器都联接二段母线。

当一台变压器停运时，可用备投装置将其负荷较均匀地分配给剩下的两台变压器。

单母线二分段单母线四分段

单母线六分段

四台主变时宜采用单母线八分段环形接线。

单母线八分段

3.1.4断路器

变电站内断路器及配电装置应本着小型、无油、性能质量好、可靠性高、免维护或少维护的原则选用。

20kV侧采用手车柜或SF6充气柜，断路器采用真空断路器或SF6断路器，配弹簧操作机构。

3.1.5无功补偿

电网的无功补偿应按分层分区和就地平衡的原则进行容性或感性补偿。

容性补偿采用用户端分散就地补偿与变电所集中补偿相结合的方式，以利于降低电网损耗及有效控制电压质量。

变电站无功补偿装置可分组投切，以保证变电站在最大负荷及轻负荷时中低压侧出线的功率因数的规定值。

电容（抗）器组可分为两组及以上，容量按主变容量的10%～30%进行配置。

电容（抗）器组应具备自动投切功能。

3.1.6接地装置

采用20kV接地电阻器，电阻值20Ω。

当系统单相接地时应断开故障线路。

中性点电阻回路不应装设隔离电器。

3.2开闭所

建设开闭所可解决变电站20kV出线开关数量不足，充分利用电缆设备容量，减少相同路径的电缆条数，使馈电线路多分割、小区段，提高互供能力及供电可靠性，为中小客户提供较为可靠的电源。

在繁华区和城市建设用地紧张地段，为减少占地，与周围建筑相协调，开闭所可结合建筑物共同建设（不宜设置在建筑物的地下最底层）。

建于地下的开闭所应有防水、防火措施，必须留有单独的进出口、电缆夹层、电气设备吊装口、以及必要的检修附属设施。

开闭所的建筑面积（不含电缆夹层）宜控制在200m2以内。

3.2.1开闭所一般采用单母线分段接线，双路电源进线，一般馈电出线为6～12路，不宜馈出架空线路。

开闭所电源线路可根据条件采用双路架空或双路电缆线路，见图3-1，每回电源进线应能满足全所100％的负荷容量。

图3-1

3.2.2当开闭所采用两用一备电源的接线时，馈电出线一般为10～16回。

新建开闭所的三路电源可来自同一变电站的不同母线或同一供电区的不同变电站，改造开闭所的第三路电源宜来自同一供电区的不同变电站。

三路20kV电源进线的开闭所，最大允许接入负荷，按照双路20kV电源电缆额定载流量的100％考虑，另1路电源作为备用电源。

开闭所每路馈电出线的负荷应尽量与出线电缆载流量相匹配，以充分发挥开闭所的供电能力,见图3-2。

图3-2

3.2.3接线比较简单的开闭所也称环网室，其接线配置可为1进、2～4出，见图3-3。

图3-3

3.2.4分支箱

3.2.4.1对于电缆线路，需要有多路小容量负荷T接时，可选用电缆分支箱。

分支箱一般不超过六回路。

3.2.4.2分支箱内应配置一组带电指示器，所有的出线应配有故障指示器。

3.2.4.3电缆头可选择600A及以下肘型电缆头。

3.2.4.4分支箱无裸露的带电部分，顶部加隔热层，箱门按防风雨设计，箱体全密封，有良好的外观和防腐能力，确保二十年免维护。

3.3配电站、箱式变压器、柱上变压器

3.3.1配电站和箱式变电站（简称箱变）

3.3.1.1为缩小低压供电半径，提高供电能力，普通居住区可采用配电室进楼、户外箱变到楼的供电方式。

3.3.1.2小容量普通客户可采用户外单相柱上变和小型箱变供电。

3.3.1.3配电站宜设置在地面上独立房间内。

配电站应具有排水、防渗水、隔热和通风设施及独立的消防、检修通道，可采用低噪音干式变压器。

3.3.1.4配电站容量和负荷计算

（1）新建住宅小区配电数和配电变压器的容量按省公司《居住区供配电设施建设标准》（DGJ32/J11-2005）标准进行配置。

（2）双路电源进线的配电站，每回电源进线应能满足全站100%的负荷容量。

（3）住宅区配电站的变压器单台容量原则上不大于1000kVA。

3.3.2柱上配电变压器

柱上配电变压器应小容量、多布点、靠近负荷安装。

三相变压器容量一般为不大于400kVA；对狭窄街道基本为住宅的客户宜以容量较小的单相变压器供电为主，容量一般为30～80kVA。

第四篇20kV输电线路

4.1架空配电线路

4.1.120kV架空配电线路，采用铝芯架空交联聚乙烯绝缘导线。

4.1.220kV架空配电线路导线截面积选择

4.1.2.1主干线宜选用150～240mm2,支线宜选用95～120mm2。

4.1.2.2对受路径限制的区域，可采取双回路或者多回路线路同塔并架。

20kV与380/220V同杆架设时必须为同一电源且380/220V线路不应穿越20kV的分段开关，以便停电检修和调整运方时不致产生混电源。

4.2电缆配电线路

4.2.1符合下列情况之一者应采用电缆线路：

（1）依据城市规划要求，繁华地区和对市容景观及环境有特殊要求的地区；

（2）狭窄街道和架空线路走廊难以解决的地区；

（3）电网运行安全的需要。

4.2.220kV配电网电缆线路一般采用交联聚乙烯铝芯（铜芯）电缆，变电站馈线的干线不宜小于300mm2；支线不宜小于95mm2。

支线选用其他规格电缆时，应满足热稳定要求。

采用铜芯电缆可比铝芯电缆小两个规格。

4.2.3电缆通道

4.2.3.1电缆通道根据城市规划，电缆通道建设时，应考虑排水系统。

通信通道应与电缆通道同时建成，在建设电缆通道时一般设置2-4管孔的通信通道。

电缆通道的排管直径一般为150～200mm。

4.2.3.2在建设道路时各路口均应同时排好过路电缆通道，通道数及导管直径按上述原则确定，另在每间隔200米内预埋4根直径200mm过路管（道路施工完成后应在人行道边设标志）。