20kV電壓等級應用的探討

1、20kV電壓等級應用的討論摘要：介紹了我國現(xiàn)中壓配電網(wǎng)開展狀況，通過對20kv電壓等級經(jīng)濟性分析，指出開展中壓20kv電壓等級較現(xiàn)行的10kv配電制在降低網(wǎng)損、進步送電間隔 和輸送容量、減少線路走廊用地等方面效益顯著。電力部門應積極研究，各地可因地制宜，根據(jù)詳細情況，逐步過渡。關(guān)鍵詞：20kv中壓配電電壓等級1目前我國中壓配電網(wǎng)普遍采用10kv電壓等級供電。這是在我國電力負荷程度較低的背景下逐步形成的。多年的運行理論說明在特定開展階段是合適我國國情的，對促進電力工業(yè)的開展、保障平安供電起到了較大作用。隨著我國經(jīng)濟的高速開展，電力負荷呈迅猛增長態(tài)勢。經(jīng)濟興旺地區(qū)及城市工業(yè)區(qū)附近的負荷密度迅速增高

2、，越來越明顯地暴露出我國現(xiàn)有大中城市供配電網(wǎng)絡己不適應經(jīng)濟開展和城市現(xiàn)代化建立的需要。目前，在我國的一些大中城市，負荷密度己達3050/k2甚至更高。在這種情況下，繼續(xù)采用10kv配電網(wǎng)供電顯得勉強：1.1受負荷大小與供電半徑約束，每平方公里需要建12座110kv降壓變電所。部分地區(qū)原有配電網(wǎng)絡的供電才能缺乏，亟待擴建配電變電站，在電力負荷增長較快地區(qū)，負荷的增加導致擴建配電變電站成為必須。1.2受供電電壓與導線截面約束，10kv配電線路數(shù)目宏大。因此在設備投資、基建占地、線路走廊、網(wǎng)架構(gòu)造、運行管理以及降損節(jié)能等方面都不可防止地出現(xiàn)許多難題。1.3配電網(wǎng)損耗過高。隨負荷的迅速增加。損耗呈快速

3、增加態(tài)勢。此外，城鄉(xiāng)電網(wǎng)的不斷擴大及密度的迅猛增加，逐漸暴露電網(wǎng)配網(wǎng)等級、變電層次、布局構(gòu)造等方面的不適應與不合理性?，F(xiàn)行的配電系統(tǒng)從供電才能、供電間隔 及線路損耗等方面均難以適應負荷開展的需求。2國內(nèi)外20kv配網(wǎng)運行的概況目前，世界上已有數(shù)十個國家和地區(qū)將20kv電壓等級作為中壓配電網(wǎng)的標準電壓，并已列人國際電工委員會標準，具有非常成熟的技術(shù)和經(jīng)歷。1948年開場美國部分地區(qū)采用20kv電壓，法國和德國自20世紀60年代開場統(tǒng)一采用20kv配電網(wǎng)，其他歐洲國家如意大利、奧地利、保加利亞、波蘭、匈牙利等(占歐洲80%)也大都采用2025kv作為中壓電。在亞洲，包括新加坡、韓國、我國臺灣等國家

4、和地區(qū)已采用20kv中壓配電。在我國，20kv電壓等級早在1993年就已經(jīng)被納入我國的標準電壓等級，而且一直以來國內(nèi)很多專家學者都呼吁把大中城市的配電電壓晉級到20kv的電壓程度，但是迄今為止該電壓等級還沒有得到很大的應用，只有在部分地區(qū)應用。如遼寧省本溪市南芬區(qū)農(nóng)電局自2022年4月至2022年4月，對南芬變電站原66/10kv進展了升壓至66/20kv的改造。1996年6月至2022年底，江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)中已建有2個220kv變電站(220/110/20kv)和3個110kv變電站(110/20kv)，總?cè)萘繛?161va。上海軌道交通、地鐵和輕軌均采用20kv中壓配電電壓等級。以上工程

5、從當初的籌劃，到設備的選用，再到如今的運行，可以說一切進展都比擬順利，事故率低、可靠性高、網(wǎng)損率也較低。320kv配電網(wǎng)的經(jīng)濟性與傳統(tǒng)的中壓配電網(wǎng)相比，20kv配電網(wǎng)具有以下優(yōu)勢。3.1簡化電壓層次由于增加變電層次會導致建立投資及網(wǎng)絡損耗的增加有分析與計算結(jié)果顯示，每經(jīng)過一次變壓，有功損失會增加2%3%，因此很多城市都在力求減少變壓層次，如很多城市已經(jīng)在限制35kv電壓等級的使用。假如采用20kv電壓等級的話，就可以直接用220/20kv或者110/20kv降壓，從而減少變壓層次。隨著20kv電壓等級的推行，對于城網(wǎng)配電來說，還可以考慮逐漸把10kv甚至35kv電壓簡化掉，把電壓等級簡化為22

6、0/110/20/0.4kv四級電壓。3.2電網(wǎng)容量、電損耗、供電半徑、材料節(jié)省的優(yōu)勢。從理論上說，20kv與10kv配電電壓相比擬，在其它條件不變情況下，其配電網(wǎng)容載比可進步一倍。3.3進步電壓質(zhì)量經(jīng)過計算可知，在同樣輸送功率條件、同等導線截面和架設方式下，20kv電壓損耗較10kv減少一半，可保證更好的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量。3.4進步供電才能，增加供電半徑經(jīng)過簡單計算可知，在同等導線截面和架設方式下，20kv配電供電才能較10kv進步1倍。其次在同等容量情況下，供電半徑可擴大一倍。3.5減少桿塔和變電站的布點密度，節(jié)約土地資源在額定電流與短路電流分別一樣的條件下，采用20kv比采用10kv可擴大

7、變電站1倍的容量，在同一地區(qū)可使降壓變電站的數(shù)量減半，從而減少投資本錢。同時變電站配電出線回路數(shù)也可減半，可防止由于出線過多帶來的通道途徑困難問題，也減少城網(wǎng)的桿塔數(shù)及其占地數(shù)量。20kv與10kv電壓同處于中壓電壓等級，技術(shù)要求并無多大差異，僅線間間隔 及導線對橫擔或桿塔等的要求略大些，施行起來并不困難，僅需將線間間隔 由0.9增至1.15，在升壓改造時只需調(diào)換瓷瓶與橫擔即可。新建線路按20kv電壓等級標準選擇瓷瓶、橫擔、配電變壓器，增加費用不大，但經(jīng)濟效益、節(jié)能效果顯著。對需要新建變電站的地方應建110kv變電站，選用110/20kv變壓器，直接降至04kv電壓，可防止35/10/04kv

8、兩次降壓，減少了變電層次，降低電能損耗，節(jié)約設備投資、年運行費及維護工作量，減少電力設施所占的通道及土地面積。4推行20kv配電網(wǎng)的制約因素配電電壓等級的選用涉及面非常廣，受本地區(qū)電網(wǎng)歷史開展的影響很大，同時也受配電網(wǎng)現(xiàn)有運行維護技術(shù)和管理人員思路等方面的限制，受到的制約因素很多。4.1中壓配電網(wǎng)在電網(wǎng)中起著承上啟下的橋梁作用，在負荷密集區(qū)引入20kv電壓就要對對110kv變電站主變和中壓配電室進展更換改造。但是在高密度負荷中心區(qū)，如此規(guī)模的改造在經(jīng)濟上是不可行的。在技術(shù)上做好過渡方案也是難以保證的。4.2配電網(wǎng)是電網(wǎng)的末端環(huán)節(jié)。要過渡到20kv電壓等級，用電客戶的設備資產(chǎn)改造勢在必行，讓客戶

9、自身投資進展改造難度太大，因此20kv電壓等級推行單位可能要出臺相關(guān)政策或由電力公司投資對客戶設備進展改造。4.3國內(nèi)缺乏20kv電壓等級建立運行經(jīng)歷。雖然20kv電壓配電技術(shù)成熟，但仍有一些根底性的技術(shù)問題如變電站中性點運行方式、配電變壓器的接線方式等需要進展應用研究。電網(wǎng)大規(guī)模過渡到20kv電壓是一件極為困難的事，即使如今下決心推廣也可能需要比擬漫長的時間才能實現(xiàn)過渡，過渡過程只能是由小區(qū)域逐步擴大供電面積。5結(jié)語20kv配電具有非常優(yōu)越的經(jīng)濟性、技術(shù)性，是配電網(wǎng)開展趨勢之一，雖然新增加一個電壓等級的制約因素很多。但近年來國民經(jīng)濟的快速開展和電力負荷的迅猛增長，各地區(qū)各類型開發(fā)區(qū)的不斷建立以及電網(wǎng)公司電網(wǎng)建立投資規(guī)模的加大。20kv配電設備的小型化等為20kv電壓等級的應用提供了歷史機遇。但是需要注意以下方面：針對城市負荷密度比擬高(如工業(yè)園區(qū)、市商業(yè)中心等)和農(nóng)村負荷密度低且較分散的情況，宜采用20kv配電電壓。對于20kv配網(wǎng)的邊緣地區(qū)或與10kv配網(wǎng)的交界處，采用哪種配電電壓，應根據(jù)經(jīng)濟效益來確定，不要按區(qū)域“一刀切。城市電網(wǎng)已建成10kv配網(wǎng)，特別是通過近幾年的城網(wǎng)改造，供電才能已強的地區(qū)，無必要再將10kv配網(wǎng)改