在配電網(wǎng)中推行20kV配電電壓的問題研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

在配電網(wǎng)中推行20kV配電電壓的問題研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力在人們生活中的作用愈發(fā)重要，與人們的聯(lián)系也愈發(fā)緊密，配電網(wǎng)的重要性也就毋庸置疑。本文主要對(duì)配電網(wǎng)內(nèi)推動(dòng)20kv配電電壓相關(guān)問題進(jìn)行分析，研究其優(yōu)越性與可行性，并找出其中存在的主要問題，以便為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);20kv配電電壓;優(yōu)越性;可行性

引言

在國內(nèi)電力系統(tǒng)內(nèi)，中壓配電網(wǎng)的作用非常重要，不僅可以發(fā)揮出配電網(wǎng)系統(tǒng)的功能，把電能由發(fā)電廠送至負(fù)荷中心進(jìn)行再分配，還能夠降低運(yùn)行與投資的成本，提升整個(gè)配電網(wǎng)的效益，為此建設(shè)高質(zhì)量的中壓配電網(wǎng)也就愈發(fā)重要。其中，20kv配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)性等比較好，在國外也有著廣泛的應(yīng)用，法國、德國、意大利等國家也都使用20-25kv配電網(wǎng)，但國內(nèi)20kv配電網(wǎng)的發(fā)展相對(duì)較慢，目前應(yīng)用的范圍也比較少，只在少數(shù)區(qū)域中應(yīng)用。

一、在配電網(wǎng)中采用20kV配電電壓的優(yōu)越性

1、提升供電的半徑，降低配電網(wǎng)的成本與投資

在相同供電半徑的基礎(chǔ)上，使用20kv的線路，其輸送的功率超過10kv的一倍，而在負(fù)荷密度一致的情況下，20kv供電半徑則是10kv的1.26被，面積是其1.6倍，這樣就能有效降低變電所的數(shù)量。不僅是整個(gè)配電網(wǎng)的投資得到降低，還節(jié)省了用地，縮減了運(yùn)行成本，而且20kv線路有色金屬的消耗量也比10kv的少一半，大大降低了整個(gè)運(yùn)行的成本。

2、降低電網(wǎng)電壓損失與線損率，提升電能的質(zhì)量

近些年，國內(nèi)電網(wǎng)線損率不斷上升，根據(jù)研究，其中10kv以下配電網(wǎng)的線損率是其主要原因，而使用20kv配電網(wǎng)就是降低線損率的有效措施之一，相關(guān)資料顯示，如果總負(fù)荷是12MW時(shí)，20kv配電網(wǎng)電纜和架空線路電壓的損失分別是1.2%與0.6%，線損率則是0.82%與0.405%，而如果總負(fù)荷是1MW時(shí)，10kv電纜與架空線路電壓損失則是1.5與0.76%，線損率則是0.95%與0.47%，所以，使用20kv供電線路，其電能的質(zhì)量也比10kv線路的高。

3、滿足高負(fù)荷密度供電需求

國內(nèi)城市化的發(fā)展，使得不少大城市電力負(fù)荷快速增加，出現(xiàn)不少高負(fù)荷的地區(qū)，一些工業(yè)園的負(fù)荷最高可達(dá)到12.5MW/kv㎡，而上海虹橋開發(fā)區(qū)早在2003年負(fù)荷就到了115.35MW/kv㎡，而且不少地區(qū)的負(fù)荷密度還在不斷上升。而且不少工業(yè)園或開發(fā)區(qū)位于城市的中心位置，引入上級(jí)供電的電源、站點(diǎn)的選址以及線路走廊等方面也都存在不少問題，這就需要20kv電壓進(jìn)行解決。

二、在配電網(wǎng)中采用20kV配電電壓的可行性

1、20kv配電網(wǎng)供電的可靠性

這里可以從兩方面出發(fā)，第一，用配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行保障，第二，借助各種保護(hù)手段進(jìn)行保障。為了確保20kv配電網(wǎng)可靠性，可以從配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)進(jìn)行改造，①借助單條線路對(duì)其進(jìn)行分段，使相鄰的線路之間手拉手，進(jìn)而組成網(wǎng)格型結(jié)線。②對(duì)線路中柱上斷路器進(jìn)行分布，借助變電所的重合閘和出線的開關(guān)對(duì)故障進(jìn)行有效控制。③使用合理的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，借助相關(guān)儀器或設(shè)備，降低查找故障的時(shí)間，進(jìn)而滿足與提高供電的可靠性。此外，還可以借助其他手段提升可靠性，可以使用快速消弧加快速選線模式，進(jìn)而有效避免在選線技術(shù)內(nèi)出現(xiàn)的問題，還可以使用消弧線圈并聯(lián)小電阻模式，解決跳閘頻率比較高的問題。

2、國內(nèi)制造20kv設(shè)備的能力

20kv電網(wǎng)設(shè)備主要有架空線路、電纜、環(huán)網(wǎng)柜與真空開關(guān)柜，而國內(nèi)已完全掌握了相關(guān)設(shè)備的制造工藝與技術(shù)，不管是變壓器還是開關(guān)，國內(nèi)都有廠家生產(chǎn)這些設(shè)備，且不少設(shè)備在電力系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用比較廣泛，設(shè)置銷往國外。

三、在配電網(wǎng)中推廣20kV配電電壓存在的主要問題

1、選擇合適的試點(diǎn)地區(qū)

對(duì)試點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行選擇，首先要考慮到這一地區(qū)是否具備推廣20kv配電網(wǎng)的相關(guān)條件，還要考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與承受能力，配電網(wǎng)的改造還要考慮到后續(xù)的可靠性。對(duì)一些城市區(qū)域來說，對(duì)老區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行改造有較大困難，而新區(qū)新建的配電網(wǎng)進(jìn)行改造則相對(duì)簡單，所以試點(diǎn)的選擇要先考慮新建的地區(qū)，比如開發(fā)區(qū)、高新區(qū)等，這些區(qū)域當(dāng)前電網(wǎng)相對(duì)薄弱，發(fā)展空間也比較大，對(duì)20kv配電網(wǎng)也比較合適。對(duì)一些已經(jīng)成型的10kv配電網(wǎng)比較強(qiáng)的區(qū)域，如果未來用電的負(fù)荷會(huì)有較多增加，線路走廊與變電站的站址選擇比較困難時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行升壓改造，但因?yàn)槭┕さ碾y度相對(duì)較大，周期也比較長，升壓改在需要的時(shí)間也會(huì)比較久。對(duì)農(nóng)村來說，因?yàn)樨?fù)荷密度相對(duì)較低，線路的供電半徑也比較大，使用10kv配電網(wǎng)很難滿足電壓的質(zhì)量，使用35kv配電網(wǎng)后續(xù)也會(huì)遇到電壓提升的問題，為此，使用20kv配電網(wǎng)，這樣不僅能降低電網(wǎng)的投資，還能提高電網(wǎng)的建設(shè)彈性，有效提升農(nóng)村電網(wǎng)的效益。

2、對(duì)原10kv配電網(wǎng)的設(shè)備再利用的問題

如果對(duì)原來的設(shè)備進(jìn)行在利用，就能夠降低投資，還能夠有效解決設(shè)備的閑置問題，當(dāng)前，10kv配電網(wǎng)的大多數(shù)架空和電纜線路都能夠在20kv配電網(wǎng)內(nèi)使用，但還需要對(duì)架空線路進(jìn)行簡單的改造，具體如下：要提高桿塔的距離，要從0.9米增加到1.15米，對(duì)瓷瓶和橫擔(dān)進(jìn)行調(diào)換。大多數(shù)變壓器也可以在20kv中使用，但也要進(jìn)行改造，對(duì)2臺(tái)相同容量和參數(shù)的設(shè)備進(jìn)行一次、兩次側(cè)并聯(lián)。

3、升級(jí)改在后需要注意的問題

首先，需要按照20kv配電網(wǎng)線路的架設(shè)方法對(duì)供電的區(qū)域進(jìn)行劃分。其次，為了方便不同變電站間的線路聯(lián)絡(luò)，滿足轉(zhuǎn)供負(fù)荷需要，在相同供電區(qū)域中要盡可能對(duì)變電站的主變中壓側(cè)中性點(diǎn)的接地方式進(jìn)行統(tǒng)一，如果中性點(diǎn)接地方式不同的，就盡量不能合環(huán)運(yùn)行。最后，如果接地方式是不同的供電區(qū)域，他們之間盡量不要進(jìn)行互聯(lián)，比如使用小電阻接地方式的區(qū)域盡量不和消弧線圈方式的區(qū)域進(jìn)行互聯(lián)，也不能和不使用接地方式的區(qū)域進(jìn)行互聯(lián)，但在實(shí)際情況中，不同接地方式的區(qū)域有時(shí)也可以進(jìn)行短時(shí)間的互聯(lián)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行區(qū)分。

4、其他問題。除以上問題外，20KV相關(guān)產(chǎn)品的廠家與產(chǎn)品的質(zhì)量還存在一些問題，一些廠家的產(chǎn)品沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，生產(chǎn)廠家的數(shù)量也相對(duì)較少，備品的備件比較少，質(zhì)量有時(shí)無法保證。而且，配電網(wǎng)中推動(dòng)20kv電壓還與施工人員與施工工藝有著緊密聯(lián)系，但實(shí)際上施工人員的專業(yè)水平參差不齊，不少人員對(duì)相關(guān)工藝不熟悉，進(jìn)而影響整個(gè)配電網(wǎng)的質(zhì)量。此外，整個(gè)招投標(biāo)過程也存在一些問題，招投標(biāo)中的腐敗現(xiàn)象也屢禁不止，需要引起重視。

結(jié)束語