乌鲁木齐配电网20kV试点实施方案Word格式.docx
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与220／110／10／0.4和220／110／35／0.4两种变电层次的配电网相比，采用220／110／20／0.4kV变电层次的配电网技术经济综合指标最优，10kV电压等级与20kV电压等级对比见表1。
因此用20kV取代10kV成为新疆电网今后发展的方向。
根据地区经济发展情况，以及配电网发展规划的要求，应首先在某一新开发区试点，由点及面逐步推广。
推行110/20/0.4kV电压制，取消35、10kV电压等级，虽然在同等距离、负荷和功率的情况下，新疆一座110kV变电站比新建一座35kV变电站多投资数百万元，但电压损失减少70％以上，电能损耗减少85％，预计3－6年可追平投资，同时保证了电压质量。
表1：
10kV电压等级与20kV电压等级对比
对比项
10kV
20kV
输送功率
300~2000kW
800~5000kW
输送距离
8~18km
15~35km
经济供电半径负荷密度
20~30kW/km2、40~50kW/km2
25~35kW/km2、60~70kW/km2
经济供电半径
10-12km、8km
18~20km、14~15km
在相同导线截面、电流密度及传输功率情况下的合理供电距离
10kV供电距离
2倍的10kV供电距离
在相同供电距离及传输功率情况下，线路电压降及配电电网损耗。
10kV电压降及配电电网损耗
0.5倍的10kV电压降及配电电网损耗
有色金属损耗量
10kV有色金属损耗量
2/3倍的10kV有色金属损耗量
线路基建投资
10kV路线基建投资
0.6倍的10kV线路基建投资
配电线路出线回路
10kV配电线路出线回路
0.5倍的10kV配电线路出线回路
可扩大变电所主变压器容量（在额定电流与短路电流相等的情况下）
1倍
2倍
变压层次
2层（35/10/0.4kV）
1层（220/20、110/20）
二、项目建设必要性和可行性
2.1乌鲁木齐米东区社会经济概况
米东区位于乌鲁木齐市北部，距乌鲁木齐中心城区１５公里，辖区总面积近３６００平方公里，城市建成区４０平方公里，总人口近３０万人。
是新疆天山北坡高新技术产业带的重要组成部分，交通便利，与中亚、南亚、东欧的客货运输十分通达。
基础设施建设完备，产业基础雄厚，矿产资源丰富，被新疆规划为石油化工、机械制造、新型建材、煤化煤电、机电制造等六大产业基地。
“十一五”期间，这里将着重培育石油化工、新型建材、煤化煤电、机械制造、农牧产品加工、机电、造纸、陶瓷等八大产业集群；
高新技术产业园、化工工业园、高新技术工业园将带动米东区工业迅猛发展，成为乌昌北部新城的工业发展引擎，提升米东区乃至乌昌地区的整体竞争力。
米东区现有工业企业675家，其中年销售收入上亿元的企业23家，上千万元的企业118家。
中国石油乌石化分公司、中国石油乌石化总厂、神华能源新疆公司、新疆华泰重化工有限责任公司等知名企业在这里投资。
米东区高新技术产业园形成“两区六园”的结构，重点发展环保型工业，分别是综合功能区、生态保护区、现代物流园、新型能源产业园、特色加工产业园、精细产品加工园、现代制造产业园和教育科研园区。
米东区化工工业园和高新技术工业园分别为全疆重要的化工工业城和全疆最大的制造业基地核心区。
乌市北部一座规划60万人口的，以工业、物流、人居为核心的“北部新城”已经浮出水面。
2.2乌鲁木齐电网概况
随着乌鲁木齐地区经济的迅速发展，综合实力不断增强，用电需求也随之迅猛增长。
预计乌鲁木齐地区供电量至2010年可达115亿kW.h；
最大负荷2010年达到1650MW。
截止2008年底，乌鲁木齐电网共有220kV变电站7座，容量2360MVA；
110kV变电站30座，变电总容量2298MVA。
基本形成了双链结构的220kV电网；
110kV电网则以7个220kV变电站为电源中心分区建设，并通过110kV线路相互联络；
城镇中心区域的大部分10kV馈线已实现联络，但乡村偏僻地区还存在单电源放射供电的10kV馈线。
2.3乌鲁木齐配电网存在的问题
通过多年努力，乌鲁木齐电网已经逐步发展成为具有相当规模和容量的城市化电网，但由于近十年来电力负荷增长速度快且相对集中，使得乌鲁木齐局部地区的配电网也出现了许多因10kV配电局限性所带来的问题，主要表现为：
（1）由于110/10kV变电容量及10kV配出负荷有限，在负荷集中区域所需的变电站数量增长很快，但站址征地困难，线行通道难以落实，导致10kV的电源点建设不足，变电容载比小，许多110kV站不满足N-1要求；
（2）10kV通道拥挤，难以新建线路，导致部分已有10kV线路负载过重，虽有环网或联络，但实际上并不能满足事故情况下转供负荷的要求，从而达不到事故备用的目的，供电可靠性低；
（3）大量10kV架空线路供电半径较长，线路末端电压偏低，线损较大。
2.4在乌鲁木齐进行20kV配电电压试点的必要性
目前，10kV配电的局限性已经在包括乌鲁木齐内的天山北坡经济带城市的配电网中逐渐显现出来，随着电力负荷密度的进一步提高，出现类似问题的电网范围将会越来越大，矛盾也会更加突出。
采用20kV供电将可在以下几个方面有效解决上述矛盾：
（1）110/20单台变压器可选择更大容量，有利于减少变电站布点；
（2）在导线相同的条件下，20kV线路可输送的容量高于10kV线路约一倍，可有效减少中压配电线路的出线回路数；
（3）在输送容量相同的条件下，20kV线路负载电流更小，其功率损耗只有10kV时的25%，降低了75%；
单位长度的压降更小、损耗更低，负荷矩提高4倍，输送距离提高1倍，有利于保障供电质量、提高电网经济效益。
在10kV配电局限性已初露端倪、其影响范围逐渐扩大、引发的矛盾日趋激化的形势下，我们更应该未雨绸缪，着手准备应对措施。
此时在乌鲁木齐开展20kV配电电压试点工作是及时的，也是必要的。
2.5项目建设具备的条件
现阶段进行20kV试点项目具备以下几方面有利条件：
首先，国际电工委员会（IEC）认为使用20KV电压配电，已是一种发展的必然趋势。
目前，20kV在IEC标准中已作为中压配电网的一个标准电压，在国际上经过几十年的建设和运行实践，20kV已具有非常成熟的技术经验。
20kV配电已经过权威部门的技术经济论证，证明其比10kV配电具有更多优越性。
其次，国内已有20kV配网建设的成功范例，可为我们今后的建设和运行提供经验借鉴。
早在1996年，苏州电力公司已经在占地面积约70km2的中新工业园区采用了20kV电压等级供电，目前已发展到有1座220kV、3座110kV变电站向园区提供20kV电源。
14年来，苏州电力公司在20kV电网的建设和运行等方面积累了大量经验，可对本项目建设提供指导和帮助；
辽宁的本溪20kV电压等级应用也已成片推广。
第三，20kV配电设备的技术要求在国标或部标中已有规定，主要设备如变压器、开关、避雷器、互感器、绝缘子等已有成熟产品并可实现国产化（国内已有企业生产20kV配电设备供出口），价格方面仅比同类10kV设备高10～20％。
第四，乌昌一体化的进程对多个工业园区的规划和建设，园区需新建大量中压配电网络，为20kV电网的引入提供了机会。
因此，目前进行20kV电压试点的条件基本是成熟的。
三、试点区域方案
3.1试点区选择原则
试点区域选择是否恰当，将直接影响到本项目最终能否成功发挥预期效益。
本项目试点区域，除满足一般变电站建设原则外，尚应遵循以下原则：
（1）为了充分发挥20kV供电的优越性，试点区的供电范围不宜太小，远景负荷密度应达到10MW/km2以上；
（2）试点区现有的10kV电网和用户宜尽可能少，以减少将来10kV拆除和改造的费用；
（3）试点区周围规划新建的110kV或220kV变电站不宜少于2座，以便将来实现20kV互联。
3.2选点区域情况介绍
依照上述原则，经过现场踏勘和反复比选，本项目提出乌鲁木齐乌鲁木齐国家高新技术产业开发区（以下简称高新区）所属的甘泉堡工业区高新工业园试点方案。
拟选试点区概况如下：
甘泉堡1#110kV输变电工程
甘泉堡工业园位于乌鲁木齐重点发展的米东区化工工业园和高新技术工业园，为全疆重要的化工工业城和全疆最大的制造业基地核心区。
由于该区域属于待开发的工业园区，空旷土地多，现有用电负荷较小。
但是，依据自自治区和乌昌政府“形成集聚度大、关联度强、集约化水平高的新疆特色产业集群，形成甘泉堡工业区大开发、大建设的局面”的宏伟规划；
一批投资大、效益好、带动能力强的大型骨干企业和成长型好、附加值高、产业配套性强、市场效益好的中小型企业已落户工业区。
目前，园区内总投资16亿元的一期年产1500吨多晶硅项目和总投资16亿元的新疆众和电子材料循环经济产业化项目已开工建设，神华煤液化-煤化工、新疆创越投资有限公司创越新型碳材料工业园、中泰化学煤电煤化工工业园3个项目正在进行前期工作，兖矿集团有限公司精细化工园生产基地、金德管业集团有限公司PVC型材生产基地以及北新建材有限公司新型建筑材料生产基地3个项目正在跟踪，预计至2015年区域负荷将会达到120MW，负荷密度可达24MW/km2。
四、试点方案构想
目前乌鲁木齐主电网运行最高电压为220kV且为全疆联网运行的电压等级，基于系统安全、稳定、可靠运行的原则，220kV电压等级不宜做为供电配送变电站使用。
本项目拟在甘泉堡工业区高新工业园新建一座110/20kV变电站以及配置相应的20kV线路、配电站、环网装置等配电设施，构建一片区域性20kV配电网络。
甘泉堡工业区高新工业园为位于500水库西南侧，根据乌鲁木齐市城市规划设计研究院提供用地规划图，经实地勘查10kV电网供电现状如下：
4.1库区内变电站分布基本情况
库区内共有变电站5座，220kV和110kV各1座，35kV3座；
其中：
220kV龙岗变一座位于500水库、拟建中央大道西侧（正在建设中）；
110kV阜康变一座位于216国道北侧、进入500水库道路西侧（已在运行中）；
35kV甘漠变位于南干渠北侧，拟建中央大道西侧（已在运行中）、35kV高新区变归属昌吉电业局，位于216国道北侧约2公里（已在运行中）；
35kV乌鲁木齐额尔齐斯河流域管理站变电站（已在运行中）共三座。
表2变电站容量及10kV配出统计表
序号
电压等级
名称
容量
10kV配出
1
220kV
龙岗变
120000kVA
无
2
110kV
阜康变
12500kVA
2条
3
35kV
甘漠变
3150kVA
1条
4
高新区变
5
乌鲁木齐额尔齐斯河流域管理站变电站
3条
4.210kV架空线路及负荷情况（本次调查有线路名称以现场实际描述，未命名的线路以变电站为中心根据方位暂定描述名称）：
园区内共10条现状线路，其中，单杆双回架设2路（共4条），单杆单回架设线路6条，配电油浸式变压器16台，负荷为3590kVA，其中：
50kVA2台，80kVA3台，250kVA9台，500kVA2台。
线路全长84.4km。
4.2.1单杆双回路线路分别是：
（1）、阜康发电厂所属110kV变电站配出10kV同杆双回架设线路路径、长度：
阜康发电厂所属110kV变电站10kV同杆双回架设经进入500水库道路西侧向北架设至乌鲁木齐额尔齐斯河流域管理站十字路口西南侧，转向西架设至500水库西南角，向北转延500水库西侧架设至500水库西北角止，杆塔295基，线路全长约14.75km。
（2）、10kV五一洞东、西线路径、长度：
经乌鲁木齐额尔齐斯河流域管理站35kV变电站10kV五一洞东、西线向西跨越500水库道路至西侧，向北延道路架设至500水库东南侧，10kV五一洞东线延500水库东侧向北架设，线路全长约4km，10kV五一洞西线延500水库南侧向西架设至西南角，延500水库西侧向北架设，线路全长约9.5km。
共：
4条，线路全长28.25km，线路回购总造价：
536.75万元（不包括设备）。
4.2.2单杆单回路线路分别是：
（1）10kV阜军线支四线，经过高新区产业园线路全长约2.15km，负荷为250kVA。
（2）10kV五一管线，线路全长约5.3km。
（3）35kV高新区变10kV同杆架设线路（未命名），经过高新区产业园线路全长约3.1km，线路中未负荷。
（4）35kV高新区变10kV单杆单回架设北线（未命名），经过高新区产业园线路全长约2.1km；
线路中负荷未接入。
（5）10kV羊黄线污水库支线，经过高新区产业园线路全长约18.2km，用户8家，线路中负荷共为1290kVA。
（6）35kV甘漠变10kV漠渠线，漠渠线线路全长约25.3km，用户7家，线路中负荷共为2050kVA。
6条，线路全长约56.15km，线路回购总造价：
1066.85万元。
隔离开关3组，回购总造价：
0.25万元。
真空开关5台，回购总造价：
10万元。
用户16家，容量共：
3590kVA。
油浸式变压器回购总造价：
91.48万元，其中：
50kVA2台：
4.2万元，80kVA3台：
9万元，250kVA9台：
56.78万元，500kVA2台：
21.5万元。
4.2.310kV阜军线支四线架空线路径（单杆单回架设）：
经吐乌大高等级公路进入216国道辅道甘泉堡收费站东侧起跨越216国道至北侧架设至35kV高新区变（建变是施工用电），32基杆线路长约1.6km。
在15#杆分支线共11基杆，用户1家负荷为250kVA，线路长约0.55km。
经过高新区产业园线路全长约2.15km，负荷为250kVA。
4.2.410kV五一管线路径（单回架设）：
经乌鲁木齐额尔齐斯河流域管理站35kV变电站10kV五一管线向西跨越至500水库道路西侧向南延道路西侧架设至准东石油生活区北侧，线路全长约5.3km。
4.2.535kV高新区变10kV同杆双回架设线路（未命名）路径：
经35kV高新区变西南侧架设至中泰化学阜康工业园区项目部，1#杆至12#杆同杆架设12基，线路长约0.6km，12#杆后段至中泰化学阜康工业园区项目部为单杆单回50基杆，线路长约2.5km，经过高新区产业园线路全长约3.1km，线路中未负荷。
4.2.635kV高新区变10kV单杆单回架设北线（未命名）路径：
35kV高新区变10kV同杆双回架设线路2#杆下电缆上北线1#杆向北架设28#基杆，线路长约1.4km，并在25#杆架设分支线14基，线路长约0.7km，经过高新区产业园线路全长约2.1km；
4.2.710kV羊黄线污水库支线路径（单杆回架设）：
经龙岗变西北侧向东穿越生态防护绿地至石化污水库北侧继续向东架设至500水库旁，其中，32#杆支线共12基杆线路长0.6km，用户1家（建220kV龙岗变施工用电）负荷为80kVA；
66#杆支线共45基杆线路长2.25km，用户1家负荷为250kVA，113#杆支线共88基杆线路长4.4km，用户2家分别供拌和站，负荷为2台250kVA；
113#杆支线67#杆支线共1基杆供梧桐村用电，负荷为250kVA；
113#杆支线10#杆支线共26基杆线路长1.3km，用户2家是：
生态防护林绿地基地用电，负荷为2台80kVA；
122#杆支线共11基杆线路长0.55km，用户1家负荷为50kVA。
经过高新区产业园线路全长约18.2km，用户8家，线路中负荷共为1290kVA。
4.2.810kV漠渠线路径（现单杆双回横担架设，单回导线架设，预留一层横担未架设导线）：
经35kV甘漠变接出北至中央大道北线，西至10kV羊三线109#杆西线，南至特变晶硅南线，东至500水库东一、二线；
①漠渠线北线90基杆塔，线路长约4.5km，用户1家（高新区管委会办公大楼）负荷为500kVA，分支线1条117基杆塔，用户2家，2台250kVA变压器，线路长约5.85km。
漠渠线北线线路全长约10.35km，线路中负荷共为1000kVA。
②漠渠线东一线47基杆塔，线路长约2.35km，暂无用户。
③漠渠线东二线90基杆塔，线路长约4.5km，暂无用户。
④漠渠线南线53基杆塔，线路长约2.65km，线路中负荷共为800kVA，其中：
12#杆250kVA，36#杆50kVA，53#杆2500kVA，特变晶硅2000kVA已退出运行，实际只用500kVA。
⑤漠渠线西线109基杆塔，线路长约5.45km，暂无用户。
漠渠线线路全长约25.3km，用户7家，线路中负荷共为1800kVA。
五、20kV线路改造估算：
5.1对现状10条10kV线路回购后进行升压改造，在原估算基础上调30%，线路全长84..4km，线路改造总造价：
2084.68万元。
5.220kV设备估算：
总造价：
132.45万元。
隔离开关3组，造价：
0.325万元。
真空开关5台，造价：
13万元。
油浸式变压器造价：
118.924万元，其中：
5.46万元，80kVA3台：
11.7万元，250kVA9台：
73.82万元，500kVA2台：
27.95万元。
六、结束语
由于本项目的建设需要一定时间，建议项目投运前的这段时间内，在试点供电区内新建、改造的10kV配电设施（含用户专用配电设施）按20kV电压标准建设，10kV配变高压可采用双绕组（10kV/20kV两个电压抽头，即将配电变压器的每柱高压绕组由1个改为2个，每个绕组的额定电压均为10kV，并带有分解抽头。
当接入10kV电网时，配电变压器的每相绕组采用并联连接；
当接入20kV电网时，每相绕组则改用串联连接）；
高压开关柜按20kV一次性配置到位，其内部所有的一次设备（断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、熔断器、隔离开关和绝缘子）的额定电压都应与其一致，以最大限度降低今后10kV配网升压改造的费用。
参考文献：
范天明，张祖平，周莉梅.中压配电电压等级优化与改造，中国北京电力出版社2009
作者简介：
马强，男,汉族，1972年2月20日出生,1991年毕业于新疆电力学校,同年到乌鲁木齐电业局工作,从事配电线路工作。
工作期间曾先后在带电班、变压器班、急修班、线路班、运行班、技术组工作，曾担任过带电检修工、变压器检修工、变压器班副班长、急修班班长、线路班班长等岗位，2003年5月因企业改制调整至城区配电工区运行一班担任线路专责工,,2005年4月调到工区运行二班担任副班长,2007年9月调至配电工区技术组担任配网专责至今。
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