北京煤改電項目電力改造方案的研究

齊宏宇

摘 要：根據國家大氣污染治理的相關工作要求，國網北京市電力公司按照政府主導企業(yè)實施的原則，積極響應并開展農村地區(qū)居民"煤改電"工程。針對農村平房居民較分散，難以形成有規(guī)模的集中煤改電的特點，結合區(qū)域內現狀10kV線路運行及負載情況，制定出對現有10kV線路、柱上變壓器的改造及分換裝方案。

關鍵詞：煤改電 方案

1 編制依據

1.DL/T5221-2005《城市電力電纜線路設計技術規(guī)范》

2.DL/T5220-2005《10kV及以下架空配電線路設計技術規(guī)程》

3.DB11/T1147-2015 10kV及以下配電網建設技術規(guī)范

4.京電運檢[2016]70號文《國網北京市電力公司配電網工程典型設計（2016年版）》

5.京電營【2006】28號文附件《北京電力公司電能計量技術導則》

6.京電調【2010】104號文附件《北京電力公司配電自動化技術原則》

2.工程概況

本項目涉及：甘澗峪村、興隆城村、雙文鋪村、青石嶺村、白河北村、狼虎哨村、后山鋪村、柏查子村、臥龍崗村、大周村、東宮村11個村共計1655戶居民。及35kV琉璃廟變電站、110kV紅螺寺變電站、辛營變電站的11條10kV線路。情況如下：

10kV甘澗峪路：原最大負荷為179A，原負載率為32.5%。現狀紅螺寺變電站出線不變，在保留甘澗峪路原有10kV供電設備的基礎上，煤改電需新加甘澗峪村（331戶）部分負荷。本次煤改電新增甘澗峪村（318戶）負荷為111A。煤改電后最大負荷為295A，負載率為53.6%。

10kV琉冷路：原最大負荷為34A，原負載率為10%，本次煤改電新增負荷為117A。煤改電后最大負荷為151A，負載率為43.5%。但為解決煤改電后琉璃廟站1#變壓器重載問題，今年已計劃實施將10千伏琉梁路（120A）切改到2#變壓器，為了使改后2#主變不重載，需將琉冷路后山鋪村（71A），切改到10千伏棗云路負載率（10%）所帶。切改后10千伏琉冷路最大負荷為80A，負載率為23.1%，10千伏棗云路最大負荷為105A，負載率19.1%。

10kV棗云路：在保留棗云路原有10kV供電設備的基礎上，煤改電需新加后山鋪村（203戶）負荷。煤改電需新增400kVA變壓器1臺，換裝400kVA變壓器2臺。原最大負荷約為34A，線路負載率為10%。新增負荷后約為105A，增加后負載率為19.1%。

10kV琉青路：原最大負荷為193A，原負載率為35.1%，本次煤改電新增負荷為128A。煤改電后最大負荷為321A，負載率為58.4%。為解決煤改電后重載問題，今年已計劃實施將10千伏琉青路上的狼虎哨村（27A）、青石嶺村（37A）、白河北村（25A）切改到湯中路（原負載率17%）；切改后10千伏琉青路（雙文鋪39A）最大負荷為232A，負載率為42.2%，10千伏湯中路最大負荷為148A，負載率為42.7%。

10kV湯中路：在保留湯中路原有10kV供電設備的基礎上，煤改電需新加狼虎哨村（76戶）、青石嶺村（105戶）、白河北村（72戶）部分負荷。煤改電需新裝400kVA變壓器1臺，換裝400kVA變壓器2臺。原最大負荷約為59A，線路負載率為17%。新增負荷后約為148A，增加后負載率為42.7%。

10kV辛鐵路：原最大負荷為72A，原負載率為41%，本次煤改電新增負荷為25.2A。加上煤改電后最大負荷為255A，負載率為46.4%。

10kV黃花城路：原最大負荷為253A，原負載率為46%，本次煤改電后最大負荷329A，負載率為59.8%。

10kV紅軍莊路：原最大負荷為198A，原負載率為36%，本次煤改電后最大負荷284A，負載率為51.6%。

10kV北泵路：原最大負荷為165A，原負載率為30%，本次煤改電后最大負荷197A，負載率為35.8%。

3主要工程量

1.設備部分

新裝400kVA柱上變壓器11臺、換裝400kVA柱上變壓器11臺，利用現狀及利舊遷移變壓器18臺（50kVA*1臺+100kVA*1臺+125kVA*1臺+160kVA*3臺+200kVA*6臺+250kVA*1臺+315kVA*5臺）。

2.線路新建部分

共計新架10kV絕緣線JKLYJ/QN-240總長59038米，10kV絕緣線JKLYJ/QN-95總長31515米，新立普通I型接地線電桿（內嵌JKTRYJ-35接地線）φ190/15米共429基，φ190*12m共613基，新架1kV絕緣線JKLYJ-150總長35506米，JKLYJ-70總長75090米。

3.拆除部分

共計拆除柱上變壓器24臺，其中拆除入庫6臺，拆除后遷移利舊8臺，拆除并恢復現狀變壓器并更換臺架10臺。

4.線路及設備選型

1.氣象條件

1）最大風速：依據原線路設計文件和運行經驗，設計基本風速為25m/s。

2）覆冰厚度：原線路的設計覆冰為5mm，已安全運行多年。因此，導線均按5mm覆冰設計。

2.導線

新建和改造線路導線選用JKLYJ/QN-240型絕緣導線，柱上變壓器導線均選用JKLYJ/QN-95型絕緣導線。

3.絕緣配合設計

1）污穢區(qū)劃分

參考北京污區(qū)分布圖，確定遷改線路段統一全線按D（Ⅳ）級污穢區(qū)設計，整串爬電比距按不小于3.8cm/kV配置絕緣水平。

2）絕緣子型號

10kV線路導線耐張絕緣子均采用U70C懸式瓷絕緣子，單片爬電距離不小于300mm。耐張絕緣子串為單掛點單聯，導線懸式絕緣子每串2片。

4.防雷與接地

1）防雷措施

本線路經過地區(qū)的雷暴日數為40日/年，為中等雷電活動區(qū)。設備電桿防雷采用無間隙氧化鋅避雷器、電纜頭桿防雷采用無間隙支柱式氧化鋅避雷器。

2）接地電阻

線路所處平原地區(qū)，防雷接地和設備金屬外殼接地不大于10Ω；電桿接地電阻不得大于30Ω。變壓器外殼保護及避雷器接地共同通過主桿中部接地螺栓接入，并通過地線釬子接地，接地電阻均不應大于4Ω。

3）接地裝置

線路新建電桿接地裝置采用Φ20圓鋼，加工后應做熱鍍鋅防腐處理，接地裝置的埋置深度不小于0.8米。

5.對地距離

依據《北京電網設備選型選用原則》的要求，居民區(qū)導線對地安全距離不小于6.5m；非居民區(qū)導線對地安全距離不小于5.5m；變壓器配電箱對地安裝距離不小于3m；電表箱對地安裝距離1.8～2.2m。

6.桿塔

采用混凝土錐形電桿，15米電桿埋深為2.3米，12米電桿埋深為1.9米，10米電桿埋深為1.7米。

7.基礎

工程現場土質為黃堅土，混凝土錐形電桿基坑開挖為臺階式基坑。

8.10kV設備選型

改造區(qū)域目前每戶用電容量均在2kW左右，按照電采暖實際負荷情況，每戶按9kW配置，同時系數為0.6，需要系數取0.7，功率因數取0.95。根據完成改造并已投入運行的區(qū)域最大負荷分析，設備容量為400kVA變壓器。

9.1kV設備選型

柱上變壓器采用400kVA調容調壓變壓器（三相），低壓配電箱選用Ⅱ型，低壓線路：主線采用JKLYJ-150絕緣導線，支線采用JKLYJ-70絕緣導線。接戶線：單相戶采用JKYJB-2*16、三相戶采用ZC-YJV22-4*25。

10.配電自動化

采用由FTU交流采樣開關兩相加零序分列式電流互感器電流值，并采集開關位置狀態(tài)，綜合判斷故障類別，并上送配電自動化主站系統的方案。

5結論

通過配套的電力設施改造，在滿足日益增長的用電需求同時，避免了因燃煤引發(fā)的火災和煤氣中毒。同時提高了居民的生活質量，改善了居住環(huán)境，降低了環(huán)境污染。

參考文獻：

[1]高澤、計及“煤改電”的農村低壓配電網規(guī)劃研究、電工電氣、2015

[2]宋環(huán)宇、研究“煤改電”的農村低壓配電網規(guī)劃、電力設備、2017