周国发
上海浦海求实电力新技术股份有限公司 上海市200090
摘要：中心城市供电实行网规格化是以供电客户为基本单位，将供电辖区按照以地区控制性详细规划文件所提供的用地属性、负荷密度、片区分块等资料为边界条件划分成为单元网格。将复杂的网架改造，转化为相对独立的各供电单元内部的标准化网架，并以此为蓝图，推进安全可靠、网络清晰、调度灵活、运行经济的智能配电网。
1．系统部分
1.1电网现状
供电能力方面：
1、2018年迎峰度夏期间，110千伏随港站全站负载率22.48%，临近轻载，其中1号主变（39.71%）、2号主变（19.46%）。110千伏兴旺站全站负载率51.87%，其中1号主变（49.3%）、2号主变（54.44%）。
改造前电系图如下：
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网架结构方面：
相邻单元内有在建110千伏马厂站，2019年年底投运，为优化网格内10千伏网架结构提供了条件。
1.2工程建设必要性
供电能力方面：
1、自110千伏马厂站新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至正茂路鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”及“随34鸿音乙”10千伏进线电缆至鸿音开关站，双环网供电的结构。
2、自水岸开关站新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆沿新元南路向南至韶华路，再沿韶华路向西至云端开关站，双环网供电的结构。
3、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”10千伏进线电缆至110千伏兴旺站，双环网供电的结构。
4、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆沿鸿音路向南至琼阁路，再沿琼阁路向西至琼阁路灯甲箱变，单环网供电的结构。
工程实施后110千伏马厂站及110千伏兴旺站下供负荷能满足正常状态下“N-1”校验。
网架结构方面：
1、开关站可直供平均单路装接容量<6000千伏安且>800千伏安的用户；环网站10千伏出线可供平均单路装接容量应≤800千伏安的10千伏用户；
2、10千伏电缆网以开关站为核心节点，形成单环网、双环网接线结构。除少量负荷较高的直供用户、电缆环网及规定应由变电站直供的重要用户外，变电站10千伏电缆出线只供给开关站，再由开关站转供环网站、用户的网络接线模式。
10千伏开关站调整进线电源方向，实现双环网供电模式。单元内电缆网对关键节点配置智能分布式配电终端，以实现配网自动化。
建成后将使得本区域配电自动化应用具备了规模效应，配电自动化的实用性将更强，今后在10千伏网架合理的基础之上，若建成全面的配电自动化，不仅可通过网络重构等功能第一时间恢复非故障段的供电，减少故障停电时间，同时也能够为决策人员提供详细的用户负荷信息等，为停电安排提供可靠依据。配电自动化系统的建成，将充分发挥合理、规范的10千伏网架的功能，并且有效地提升计划停电管理水平。可以提升110千伏马厂站及110千伏兴旺站负荷转移能力，10千伏站点和用户的供电可靠性得到有效提高，保证了电网的安全，并满足目标网架。
2．电缆线路部分
（一）共计新放两种电缆其中ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆3.56km，ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆2.38km。
（二）光缆部分
本工程要满足配电自动化通讯要求，新增光配架17面（含72芯光配线单元1个），分别安装在街坊站及箱变站内，新增72芯光配线单元3个，安装在110千伏马厂站、水岸及云端开关站站内已有（新放）的光配架屏内，共计新放24芯光缆9.45km。
3变电部分
3.1工程概况
本期工程选取10kV鸿音开关站、水岸开关站、云端开关站、云端鸿街坊站、水岸苑金街坊站、水岸苑水街坊站、云端鸿音丙箱变、云端鸿音赤箱变、云端鸿音紫箱变、云端鸿音金箱变、云端鸿音木箱变、云端鸿音橙箱变、云端鸿音黄箱变作为关键节点。
对双环网K站节点流变不满足接入要求的更换，并配置线路光纤纵差保护，与对侧配套。
根据收资情况，P型站关键节点（云端鸿街坊站、水岸苑金街坊站、水岸苑水街坊站）环网柜均具备电操机构，站内已配置智能分布式DTU（含FA控制单元），本期可不作改造。
箱变关键节点（云端鸿音丙箱变、云端鸿音赤箱变、云端鸿音紫箱变）环网柜不具备电操机构，无自动化设备。新增电操机构、DTU装置、纵向加密装置、光以太网交换机等设备。
3.2电气二次
3.2.1开关站配电自动化
开关站光纤以太网通讯，站内设自动化屏，自动化屏内设置智能主控单元实现遥测、遥信、遥控。开关站自切及拓展备自投需远方投切控制。同时配置网络设备来满足10千伏开关站接入调度SCADA的要求。
3.2.2主要元件保护配置原则
本期涉及的双环双链接10kV开关站与对侧变电站或开关站之间配置10kV光纤纵差保护。
3.2.3配电自动化
本期工程对于鸿音开关站10kV一段-云端鸿街坊站10kV一段-云端鸿音甲箱变-云端鸿音丙箱变-云端鸿音丁箱变-云端鸿音乙箱变-云端鸿街坊站10kV二段-鸿音开关站10kV二段，选取云端鸿街坊站及云端鸿音丙箱变作为关键节点（考虑负载率后供电总容量达到2MW设为关键节点）。
对于水岸开关站10kV一段-水岸苑甲街坊站10kV一段-水岸苑乙街坊站10kV一段-水岸苑乙街坊站10kV二段-水岸苑甲街坊站10kV二段-水岸开关站10kV二段环，涉及的2座配电站配变容量均为2×800kVA，且无其它用户出线。则4×800×0.4=1280kW，小于2MW，故不设置关键节点。
对于水岸开关站10kV一段-水岸苑丙街坊站10kV一段-水岸苑丁街坊站10kV一段-水岸苑丁街坊站10kV二段-水岸苑丙街坊站10kV二段-水岸开关站10kV二段环，涉及的2座配电站配变容量均为2×800kVA，且无其它用户出线。则4×800×0.4=1280kW，小于2MW，故不设置关键节点。
对于水岸开关站10kV一段-水岸苑金街坊站10kV一段-水岸苑木街坊站10kV一段-水岸苑水街坊站10kV一段-水岸苑水街坊站10kV二段-水岸苑木街坊站10kV二段-水岸苑金街坊站10kV二段-水岸开关站10kV二段环，选取水岸苑金街坊站、水岸苑水街坊站作为关键节点。
对于云端开关站10kV一段-云端鸿音金箱变-云端鸿音水箱变-云端鸿音土箱变-云端鸿音赤箱变-云端鸿音火箱变-云端鸿音木箱变-云端开关站10kV二段环，选取云端鸿音金箱变、云端鸿音木箱变及云端鸿音赤箱变作为关键节点。
对于云端开关站10kV一段-云端鸿音橙箱变-云端鸿音绿箱变-云端鸿音蓝箱变-云端鸿音紫箱变-云端鸿音青箱变-云端鸿音黄箱变-云端开关站10kV二段环，选取云端鸿音橙、云端鸿音黄及云端鸿音赤箱变作为关键节点。
3.2.3.110kV鸿音开关站
10kV鸿音开关站原旺21、随34仓位出线本期改接至110kV马
厂变电站相应10kV馈线仓位。两仓断路器额定电流为1250A，开断电流25kA，流变变比600/5，电气一次设备满足本期接入要求。
原旺21、随34进线仓位保护测控装置为RCS-9611C，在2015
年改造项目中已新增纵差保护装置CSD-213（立屏安装），与上级电源马厂变电站的10kV馈线保护装置LCS-5513A-G不配套，故本期需拆除原纵差保护装置CSD-213，转备品备件。新增线路纵差保护装置2台，单一来源选择山东鲁能LCS-5513A-G装置，安装在原纵差保护屏内。
10kV鸿音开关站50水岸甲、60水岸乙仓位本期环接10kV水岸开关站。两仓断路器额定电流为630A，开断电流25kA，流变变比400/5，本期需更换断路器、流变，新上断路器额定电流1250A，流变变比为600/5。
50水岸甲、60水岸乙原保护装置为RCS-9611C，本期在50水岸甲、60水岸乙仓位开关柜面板上各加装1台线路纵差保护装置，仅提供纵差保护功能，测控与后备保护利用原来的RCS-9611C。新增的纵差保护需与对侧10kV水岸开关站50鸿音甲、60鸿音乙进线保护配套。
10kV鸿音开关站已配置自动化设备SEDA-MU1。本期新增1面FA控制器屏，屏内安装2台FA控制单元、1台FA协调器。
3.2.3.210kV水岸开关站
10kV水岸开关站50鸿音甲、60鸿音乙仓位环接10kV鸿音开关站，两仓断路器额定电流为1250A，开断电流25kA，流变变比600(400)/5，满足本期接入要求。
10kV水岸开关站27备用、28备用仓位本期环接10kV云端开关站。两仓断路器额定电流为1250A，开断电流25kA，流变变比400(200)/5。不满足接入要求，需更换变比为600/5。
50鸿音甲、60鸿音乙、27备用、28备用仓位原保护装置均为CSD-211，不具备纵差保护功能，本期需在50鸿音甲、60鸿音乙、27备用、28备用仓位开关柜面板上各加装1台线路纵差保护装置，仅提供纵差保护功能，测控与后备保护利用原来的CSD-211。50鸿音甲、60鸿音乙仓的纵差保护装置需与对侧10kV鸿音开关站50水岸甲、60水岸乙纵差保护装置配套。27备用、28备用仓纵差保护装置需与对侧10kV云端开关站原21云端鸿甲、22云端鸿乙纵差保护配套。
10kV水岸开关站已配置自动化设备SEDA-MU1。本期新增2台FA控制单元、1台FA协调器，安装在原有的FA屏内。
3.2.3.310kV云端开关站
10kV云端开关站旺44、旺86仓上接110kV兴旺变电站旺44、旺86馈线仓，本期接线不变。两仓的断路器额定电流为1250A，开断电流25kA，流变变比600/5，满足本期接入要求。
21云端鸿甲、22云端鸿乙仓位原接至云端鸿街坊站，本期改接至水岸开关站备用仓位。两仓断路器额定电流为1250A，开断电流25kA，流变变比400/5，更换流变，变比为600/5。
云端开关站旺44、旺86、21云端鸿甲、22云端鸿乙仓原保护装置为RCS-9611C，不具备纵差保护功能，本期在旺44、旺86、21云端鸿甲、22云端鸿乙仓开关柜面板上各加装1台线路纵差保护装置，仅提供纵差保护功能，测控与后备保护利用原来的RCS-9611C。旺44、旺86保护与对侧110kV兴旺站旺44、旺86纵差保护配套。21云端鸿甲、22云端鸿乙保护与对侧10kV水岸开关站27备用、28备用仓纵差保护配套。
10kV云端开关站已配置自动化设备SEDA-MU1。本期新增4台FA控制单元，1台FA协调器，安装在原有的FA屏内。
3.2.3.410kV云端鸿街坊站
站内环网柜采用空气绝缘负荷开关柜，配电动操作机构。站内设自动化屏1面，屏内安装智能分布式配电终端（P型站，含FA控制单元）2台。本站电气一次及自动化设备满足本期接入要求。
3.2.3.510kV水岸苑金街坊站
站内环网柜采用空气绝缘负荷开关柜，配电动操作机构。站内设自动化屏1面，屏内安装智能分布式配电终端（P型站，含FA控制单元）2台。电气一次及自动化满足接入要求。
3.2.3.610kV水岸苑水街坊站
站内环网柜采用空气绝缘负荷开关柜，配电动操作机构。站内设自动化屏1面，屏内安装智能分布式配电终端（P型站，含FA控制单元）2台。电气一次及自动化满足接入要求。
3.2.4箱变配电自动化
3.2.4.110kV云端鸿音丙箱变
箱变环网柜型号为RM6，不带电操结构，无自动化设备。本期10kV云端鸿音丙箱变作为关键节点，需加装电操机构，更换箱变外壳，并新增DTU装置、纵向加密装置、光模块等设备，实现配电自动化接入要求。
3.2.4.210kV云端鸿音金箱变、云端鸿音木箱变、云端鸿音赤箱变
箱变环网柜型号为RM6，不带电操结构，无自动化设备。本期10kV云端鸿音金箱变、云端鸿音木箱变、云端鸿音赤箱变作为关键节点，需加装电操机构，更换箱变外壳，并新增DTU装置、纵向加密装置、光以太网交换机等设备，实现配电自动化接入要求。
3.2.4.310kV云端鸿音橙、云端鸿音黄及云端鸿音紫箱变
箱变环网柜型号为RM6，不带电操结构，无自动化设备。本期10kV云端鸿音紫箱变作为关键节点，需加装电操机构，更换箱变外壳，并新增DTU装置、纵向加密装置、光模块等设备，实现配电自动化接入要求。
3.3上级电源仓
3.3.1本期110kV马厂变电站10kV馈线下供10kV鸿音开关站1#、2#进线。根据收资情况，10kV馈线保护的物资分配为山东鲁能LCS-5513A-G线路纵差保护。下级10kV鸿音开关站1#、2#进线保护需与马厂变电站10kV馈线保护配套。
3.3.2110kV兴旺变电站10kV旺44、旺86仓分别下供10kV云端开关站旺44、旺86进线仓，原保护装置型号为SEL35151，不带纵差保护功能。本期拟在旺44、旺86仓位开关柜面板上各加装1台线路纵差保护装置。旺44、旺86两仓的测控用原来的SEL35151，新增的保护装置仅提供纵差保护功能，下级10kV云端开关站旺44、旺86进线仓保护需与之配套。
4输电部分
4.1线路概况
1、自110千伏马厂站（在建）新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至正茂路鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”及“随34鸿音乙”10千伏进线电缆至鸿音开关站。
2、自水岸开关站新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆沿新元南路向南至韶华路，再沿韶华路向西至云端开关站。
3、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”10千伏进线电缆至110千伏兴旺站。
4、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆沿鸿音路向南至琼阁路，再沿琼阁路向西至琼阁路灯甲箱变。
共计新放ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆3.56km，ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆2.38km。
4.2推荐路径方案
1、自110千伏马厂站（在建）新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至正茂路鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”及“随34鸿音乙”10千伏进线电缆至鸿音开关站。
2、自水岸开关站新放2回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆沿新元南路向南至韶华路，再沿韶华路向西至云端开关站。
3、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2双拼电缆至鸿音路割接部分现状鸿音开关站“旺21鸿音甲”10千伏进线电缆至110千伏兴旺站。
4、自云端开关站新放1回ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆沿鸿音路向南至琼阁路，再沿琼阁路向西至琼阁路灯甲箱变。
共计新放ZA-YJV-8.7/10-3×400mm2电缆3.56km，ZA-YJV-8.7/10-3×240mm2电缆2.38km。
改造后电系图如下：
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改造后电系图
总结:通过对城市原来供电区域内的电网进行优化，把原来的供电网格内的单环网，对开关站的电源和馈线进行重新梳理改造为双环双链接，大大的提高了对原有负荷的供电可靠性，真真做到对运行设备的实时监控和信息管理。
参考文献：
配电网规划设计技术导则Q/GDW738-2012
国家电网公司城市电力网规划设计技术导则
国网上海市电力公司配电网网格化规划设计技术细则
上海电网规划设计技术导则
10千伏双环接线模式自愈系统技术原则（国网上海电力公司）
作者介绍：
周国发（1967年09月）；性别：男；民族：汉，学历：本科，职称：高级工程师：研究方向：城市配电网规划与设计；单位：上海浦海求实电力新技术股份有限公司。