國家電網(wǎng)公司10kV配電網(wǎng)典型設(shè)計沿革與發(fā)展
發(fā)布時間：
2024-01-28
北極星輸配電網(wǎng)訊:摘要：文章回顧了國家電網(wǎng)公司10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計發(fā)展歷程，對比了不同階段配電工程、架空線路工程和電纜敷設(shè)工程的典型設(shè)計成果差異，介紹了典型設(shè)計編制基本原則，重點分析了2015版典型設(shè)計成果在設(shè)計深度、統(tǒng)一性、適用性和先進性方面的特點，展望了10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計的發(fā)展方向。
0引言
配電網(wǎng)是電網(wǎng)重要組成部分，是保障電力配得出、落得下和用得上的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我國經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展和人民生活水平日益提高，電網(wǎng)發(fā)展面臨更大的機遇與挑戰(zhàn)，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)要求日益提高。1998年我國啟動了城市和農(nóng)村配電網(wǎng)改造工程，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中存在的“重發(fā)、輕供、不管用”的局面得到改善。2015年我國啟動了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃（2015—2020年）》，提出了“加強統(tǒng)一規(guī)劃，健全標(biāo)準(zhǔn)體系”等十大重點任務(wù)和建設(shè)“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術(shù)先進、環(huán)境友好”的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的發(fā)展目標(biāo)，為未來配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)指明了方向。
10kV配電網(wǎng)工程數(shù)量龐大、單體工程小、建設(shè)周期短。隨著配電網(wǎng)建設(shè)投入的不斷增加，工程建設(shè)效率和質(zhì)量將成為有效落實我國配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃的關(guān)鍵。一直以來，國家電網(wǎng)公司始終堅持在電網(wǎng)建設(shè)工程中貫徹“三通一標(biāo)”（通用設(shè)計、通用設(shè)備、通用造價和標(biāo)準(zhǔn)工藝）理念，以10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計成果為龍頭，持續(xù)完善提高了配電網(wǎng)工程建設(shè)效率和質(zhì)量。為“十三五”期間持續(xù)提升配電網(wǎng)工程設(shè)計質(zhì)量，進而提高工程建設(shè)質(zhì)量提供了有力保障。
本文首先回顧了國家電網(wǎng)公司10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計發(fā)展歷程，對比分析了不同階段配電工程、架空線路工程和電纜敷設(shè)工程典型設(shè)計成果差異，分析了2015版典型設(shè)計成果特點，展望了10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計發(fā)展方向。
1、10kV配電網(wǎng)典型設(shè)計沿革
1.1國家電網(wǎng)公司總部層面
國家電網(wǎng)公司的10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計始于2002年，經(jīng)歷了3個主要發(fā)展階段。
1）第一階段（2002～2006年）以總結(jié)推廣經(jīng)驗為主，國家電網(wǎng)公司前身國家電力公司發(fā)輸電運營部，通過系統(tǒng)總結(jié)城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)工程設(shè)計成果，組織完成《10kV開閉所、配電站、箱式變電站和電纜分支箱典型方案圖集》。
2）第二階段（2006～2012年）以構(gòu)建典型設(shè)計技術(shù)體系為主題，2006年國家電網(wǎng)公司基建部組織開展《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計》，其中10kV配電網(wǎng)工程部分包含10kV配電分冊、10kV和380/220V架空配電線路分冊、電纜敷設(shè)分冊。2012年國家電網(wǎng)公司農(nóng)電工作部，組織完成《國家電網(wǎng)公司農(nóng)網(wǎng)10kV柱上變壓器臺通用設(shè)計方案施工圖冊》，規(guī)范了柱上變壓器臺施工圖設(shè)計成果。
3）第三階段（2013年至今）突出頂層設(shè)計和完善提升，2013年國家電網(wǎng)公司運維檢修部完成了《配電網(wǎng)工程典型設(shè)計（2013版）》10kV配電工程分冊、架空線路分冊、電纜分冊，《380/220V配電網(wǎng)工程典型設(shè)計》。2015年，結(jié)合應(yīng)用效果和完善需求，對《配電網(wǎng)工程典型設(shè)計（2013版）》進行了深化和完善。
1.2省級公司層面
2007年，國網(wǎng)北京市電力公司完成配電開關(guān)站、配電室，架空線路和電纜作為配電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（含規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備選用、施工驗收、運行維護5個環(huán)節(jié)）中規(guī)劃設(shè)計分冊的設(shè)計篇。
2010年，國網(wǎng)山東省電力公司完成直供中低壓配電網(wǎng)工程典型設(shè)計，包括變電工程和線路工程（含架空和電纜2部分）2個分冊；國網(wǎng)甘肅省電力公司完成甘肅省電力公司農(nóng)網(wǎng)工程典型設(shè)計，包括含10kV變電和架空線路2部分。
2012年國網(wǎng)湖南省電力公司完成湖南省電力公司10kV及以下配電網(wǎng)工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計成果，包含10kV配電、架空線路、電纜、配電臺區(qū)0.4kV和10kV配電自動化5個部分；國網(wǎng)上海市電力公司完成新建住宅區(qū)供電配套工程通用設(shè)計圖集、非居民電力用戶業(yè)擴工程通用設(shè)計圖集。
2013年國網(wǎng)江蘇省電力公司完成了10kV和20kV配電工程施工圖標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、新建居住區(qū)供配電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、中低壓電力用戶業(yè)擴接入工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計；國網(wǎng)浙江省電力公司完成10kV和20kV配電工程、10kV架空配電線路（含丘陵、山區(qū)、沿海和平原、湖沼4種設(shè)計場景）、電纜線路和380/220V配電線路4個分冊。
2014年國網(wǎng)上海市電力公司完成配電網(wǎng)工程通用設(shè)計圖集，包括變配電、架空線路、住宅區(qū)樓內(nèi)配電設(shè)施、電纜線路、光纖到戶和住宅區(qū)排管。
2、10kV配電網(wǎng)典型設(shè)計成果深化
2.1典型設(shè)計編制原則
國家電網(wǎng)公司10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計基本原則為：標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋面廣、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、環(huán)境協(xié)調(diào)、先進適用、降低造價，做到統(tǒng)一性與適用性、可靠性、先進性、經(jīng)濟性、靈活性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
統(tǒng)一性：典型設(shè)計的基本方案統(tǒng)一、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。
適用性：典型設(shè)計要綜合考慮不同地區(qū)實際情況，在公司系統(tǒng)具有廣泛的適用性，并在一定時間內(nèi)，對不同規(guī)模、不同形式、不同外部條件均能適用。
可靠性：通過模塊拼接得到的技術(shù)方案安全可靠。
先進性：推廣應(yīng)用成熟適用的新技術(shù)、新設(shè)備和新材料；考慮配電自動化發(fā)展需求，適應(yīng)分布式電源和電動汽車充換電設(shè)施等接入要求。
經(jīng)濟性：綜合考慮工程初期投資與長期運行費用，追求工程壽命期內(nèi)最優(yōu)的企業(yè)經(jīng)濟效益。
靈活性：模塊劃分合理，接口靈活規(guī)范，組合方案多樣，增減方便，靈活適用。
2.2典型設(shè)計的統(tǒng)一性和規(guī)范性
10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計技術(shù)方案日趨細(xì)化和合理。以10kV開關(guān)類設(shè)施為例，2002版典型設(shè)計成果按照電氣主接線、開關(guān)類設(shè)備類型、進出線共分為14個設(shè)計方案；2006版分為戶內(nèi)（KB）、戶外（KA）2類，并按照主接線、進出
線、設(shè)備類型、土建布置細(xì)分為16個設(shè)計方案；2013版戶外開關(guān)類設(shè)施預(yù)裝式特點，分為開關(guān)站（KB）、環(huán)網(wǎng)單元（HA）2類，共細(xì)化了形成了17個設(shè)計方案；2016版考慮開關(guān)類設(shè)施功能特點和在電網(wǎng)中的作用，分為開關(guān)站（KB）、環(huán)網(wǎng)室（HB）、環(huán)網(wǎng)箱（HA）3類，按照主接線、進出線、設(shè)備類型、土建布置共包含8個設(shè)計方案。
設(shè)計方案中，電氣設(shè)備的互換性規(guī)范性不斷加強。以2016版環(huán)網(wǎng)室為例，所有技術(shù)方案中氣體絕緣負(fù)荷開關(guān)柜設(shè)計尺寸統(tǒng)一為500mm×850mm×2000mm，典設(shè)成果統(tǒng)一性、設(shè)備互換性得到進一步強化；獨立建筑的環(huán)網(wǎng)室層高統(tǒng)一為3.6m。
對比2006年、2013年和2016年3個時期典設(shè)成果可見，10kV配電網(wǎng)工程典型成果的設(shè)計深度逐漸加深。2015版典型設(shè)計成果配電工程部分電氣一次達到施工圖深度，增加電氣二次內(nèi)容并達到初步設(shè)計深度，以開關(guān)站為例，一個典設(shè)技術(shù)方案包含電氣一次、土建、電氣二次共23張圖紙；架空線路部分增補水泥電桿橫擔(dān)及其全部的鐵附件加工圖，鋼管桿和窄基塔結(jié)構(gòu)圖，便于設(shè)計人員引用；電纜敷設(shè)分冊，除拉管模塊外的所有模塊均達到了施工圖深度，同時給出了電纜井模塊與電纜排管模塊匹配計算的方法，用于指導(dǎo)設(shè)計人員正確選擇電纜井模塊。
2.3典型設(shè)計成果的適用性
從2006版、2013版到2016版，經(jīng)過近10年的發(fā)展，10kV配電網(wǎng)工程設(shè)計成果的適用性不斷改善。其中10kV架空線路典型設(shè)計成果始終貫徹“一桿多頭、一桿多用”的設(shè)計理念，在優(yōu)化精簡桿型類型的同時，不斷豐富桿型種類，2016版典型設(shè)計成果拓展了最大適用檔距為250m的10kV拉線直線水泥雙桿和拉線轉(zhuǎn)角水泥雙桿，用于滿足丘陵、山區(qū)等要求較大檔距的單回路線路設(shè)計需求，詳見圖3；拓展最大適用檔距為120m的10kV單回路和雙回路窄基塔，以滿足城市綠化帶及桿塔運輸不便的山區(qū)、丘陵等地區(qū)的設(shè)計需求。
電纜分冊中豐富了頂管模塊的設(shè)計圖紙和小型化的八角四通井模塊的設(shè)計圖紙，同時給出了考慮城市等級和供電區(qū)域的電纜通道型式選擇原則（見表1），供設(shè)計人員使用，提高了設(shè)計成果的實用性和適用性。
2.4典型設(shè)計成果的先進性
典型設(shè)計編制緊密跟蹤分布式電源發(fā)展和配電自動化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用。2016版配電工程成果繼承了2013版站所終端（DTU）設(shè)備布置成果，增補了DTU航空插接線接口，提升了配電網(wǎng)智能化的標(biāo)準(zhǔn)化水平；2013版配電室設(shè)施中考慮了分布式電源反孤島裝置，確保分布式電源可靠接入和配電網(wǎng)安全運行。2015版架空線路典型設(shè)計成果中，考慮A+，A～E類供電區(qū)域特點，新增了饋線終端（FTU）應(yīng)用場景和配置，明確終端配套一次、二次設(shè)備選型，提升配電自動化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，繪制了設(shè)計圖紙，電纜敷設(shè)分冊考慮配電自動化等系統(tǒng)通信需求，如電纜排管模塊設(shè)計了直徑為100mm的通信專用管孔，同時結(jié)合梅花管物料，用于敷設(shè)光纜。
3.配電網(wǎng)典型設(shè)計發(fā)展方向
配電網(wǎng)典型設(shè)計編制將伴隨“三新”（新技術(shù)、新材料、新工藝）發(fā)展持續(xù)改進和完善。2015年國家電網(wǎng)公司編制了10kV設(shè)備和材料示范應(yīng)用物資材料目錄，用于鼓勵配電網(wǎng)工程中示范應(yīng)用“三新”成果。示范應(yīng)用物資材料目錄共包含稀土高鐵鋁合金電纜、配變自動化控制裝置、柱上無功成套裝置、10kV靜止無功發(fā)生器（SVG）、高過載配電變壓器、超高性能混凝土桿、無SF6環(huán)網(wǎng)柜、固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜、改性熱塑性塑料和玻璃鋼復(fù)合電纜保護管等共計52種物資品種。隨著“三新”在配電網(wǎng)工程的應(yīng)用，通過不斷總結(jié)和定型，典型設(shè)計模塊將會不斷推陳出新。
配電網(wǎng)工程高低壓部分模塊化、一體化和物資采購成套化將是未來發(fā)展方向。2016版配電工程典設(shè)中，柱上變壓器臺設(shè)計方案已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化和成套化，設(shè)計方案可以根據(jù)變壓器、熔斷器、避雷器和高壓引線的模塊進行組合，通過編制模塊和成套物資編碼實現(xiàn)了柱上變壓器臺成套化物資招標(biāo)。配電工程中戶外環(huán)網(wǎng)箱、預(yù)裝式箱式變電站等已實現(xiàn)成套化采購，通過與配電自動化站所終端（DTU）和變壓器終端（TTU）的深度集成，能夠?qū)崿F(xiàn)一體化設(shè)計和采購。未來架空線路工程亦可考慮按照桿型、橫擔(dān)（含絕緣子、防雷）、導(dǎo)線（導(dǎo)線及連接金具）、拉線（拉線及連接金具）、設(shè)備（開關(guān)設(shè)備、臺架及鐵附件）、柱上配電終端（FA、連接金具盒、通信模塊）等實現(xiàn)模塊化設(shè)計和成套化采購。
配電設(shè)備通用性和互換性將不斷加強，未來典型設(shè)計成果將力求做到不同設(shè)備供應(yīng)商的同類設(shè)備通用互換。2016版典設(shè)成果針對金屬移開式開關(guān)柜進行了嘗試，在統(tǒng)一柜體尺寸的基礎(chǔ)上，給出了饋線柜、母線設(shè)備柜、站用變柜、分段設(shè)備柜等電氣安裝接口、母線排列方式、高度和間距等推薦參數(shù)，力求做到不同設(shè)備供應(yīng)商的同種設(shè)備通用互換。未來典型設(shè)計編制將進一步規(guī)范戶外環(huán)網(wǎng)箱、預(yù)裝式箱式變電站、環(huán)網(wǎng)柜、柱上負(fù)荷開關(guān)、柱上斷路器等設(shè)備電氣安裝參數(shù)，同時設(shè)計規(guī)范化的土建、支架等，進而提高設(shè)備及其附屬鐵件的通用互換。
應(yīng)用三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)將推動典設(shè)成果不斷進步。2016版典型設(shè)計確定柱上變壓器臺設(shè)計方案時，運用三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，設(shè)計成果一目了然，能夠比較直觀地模擬變壓器高低壓樁頭接線、跌落式熔斷器、避雷器、接地環(huán)等設(shè)備的電氣距離，極大地提高設(shè)計方案成果的準(zhǔn)確性。
4、結(jié)語
10kV配電網(wǎng)工程典型設(shè)計是配電網(wǎng)“三通一標(biāo)”的主要組成部分。未來配電網(wǎng)工程典型發(fā)展將圍繞統(tǒng)一性與差異化發(fā)展需求，伴隨新技術(shù)、新材料、新工藝進步，設(shè)備通用互換，模塊化物資和一體化采購等技術(shù)要求，借助數(shù)字化技術(shù)等先進工具和方法不斷推陳出新。典型設(shè)計成果改進和持續(xù)完善對滿足經(jīng)濟社會發(fā)展、提升配電網(wǎng)工程建設(shè)質(zhì)量和效率、支撐國家配電網(wǎng)建設(shè)改造起到積極的促進作用。
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