城市20kV中壓配電網的優化研究

文/ 姚春印　深圳市前海開發投資控股有限公司　廣東深圳　518054

城市20kV中壓配電網的優化研究

文/ 姚春印深圳市前海開發投資控股有限公司廣東深圳518054

城市配電網作為連接城市終端用戶及電力發輸電系統的橋梁，起著分配電能的作用，直接關系到用戶的用電質量，其安全穩定運行關系人民生活質量及城市的經濟發展狀況，其優化規劃關系重大。基于此，文章就新形勢下20kV中壓配電網的優化設計進行簡要的分析，希望提供一個有效的借鑒，從而更好的促進電網的發展。

新形勢；20kV電網；設計

1、城市20kV中壓配電網優化規劃概述

配電網規劃是指在統計歷史負荷增長并進行未來負荷預計増長的前提下，基于現有網絡架構及負荷分布情況，構建新的網絡連接方式及設備配置方案，滿足一定的技術和經濟指標。也就是在確定所在區域當前配電網架、電源和負荷分布及未來的發展趨勢前提下，規劃設計一個滿足各類約束性條件的配電網絡架構，使得其對應的技術經濟優化目標函數最優。其中技術性指標包括電能質量、供電可靠性等。

2、20kV配網的規劃特征

2.1由于配電線路的送電能力提高，導致配電線路數量減少。

按照城網規劃的原則，按經濟電流密度選擇導線截面。相同導線，供電半相等，電壓由10kV 提升至 20kV，送電能力提高1倍，減少了中壓配電線路的數量和線路通道用地。

2.2增大中壓線路的供電半徑

假設配電線路的供電范圍為夾角的扇形，配電線路的電壓降百分數如下式所示：

導線阻抗（R、X）、供電范圍夾角及負荷密度不變，供電半徑和電壓的關系：

可見，電壓由 10kV 提升至 20kV，供電半徑大 1.587倍，供電面積擴大 2.5 倍，也就是擴大 220kV的供電范圍。

2.3降低電能損耗

節能降損效益可觀，以采用相同導線輸送相同功率的電能為例，20千伏線路比10千伏線路的電能損耗可降低75%，明顯改善用戶端的電壓質量。

2.4配網組網形式要求為開關站提供預留的建設空間

由于20kV配電電纜比以前10kV電纜的傳輸容量大，而單個的用戶容量有限，為保證電纜的充分利用，將在干線配電電纜末端配置開關站，這樣的配網組網形式就要求為開關站提供預留的建設空間。

2.520千伏開關站應規劃在區域負荷中心

20千伏開關站應規劃在區域負荷的中心為多個建筑提供電源，并注意與市政電力線路的連接及進出線方便。

2.620千伏開關站轉供容量宜為20～30MVA

20千伏開關站的出線回路數和轉供容量應滿足配電分區的負荷要求，其轉供容量宜為20～30MVA。

3、規劃實例

以深圳市前海深港合作區為例，前海的高開發強度帶來較高的負荷密度，而在高負荷密度地區采用20千伏供電，能夠較好的解決10千伏配電電壓較低而導致的輸送容量小、供電半徑小、線路通道擁擠、線損大等供電能力不足的問題，從而形成較為穩定、充裕的供電系統。

3.1規劃要點

（1） 主變并列，環網接線

采用同一變電站不同變壓器之間的環網接線模式，20千伏配電線路從變電站一臺主變的低壓側母線配出，經過若干用戶后，環回本變電站另一臺主變的低壓側母線，一進一出，按2路配網出線算。

圖1　主變并列運行配網典型接線圖

（2）電源點的20千伏供電半徑按1.5～2.5公里規劃，20千伏主干線路長度控制在2.5～3.0公里內。

（3）配網應依據電源點的位置和負荷分布，按地理情況分成若干個相對獨立又能互供的分區，各配網分區應有大致明確的供電范圍，供電范圍互不交叉，一般以主要道路或其他自然環境劃界，不交錯重疊。各配網分區范圍應隨電源點的增加及負荷的增長進行調整，但應合理規劃，避免重復建設。

（4）前海區道路是配網建設的依托。每個街坊周邊的道路上應留有電纜的走廊和過路管通道。電纜通道及過路管應根據規劃結合道路建設盡量一次建成，建設電纜通道時應同時考慮主網規劃中的220千伏電纜通道和配電自動化所需的通訊線路的建設。

（5）由于市政管線規模較大，在前海地區的部分道路上規劃有市政共同溝。中壓電纜通道在共同溝有條件的條件下，考慮進溝敷設。在沒有條件的路段，則根據單元開發的特點，及前海地區道路人行道較窄的實際條件為每個單元預留至少一個市政配電系統接入點。

3.2注意事項

（1）據其他國家和城市20千伏系統升級改造的經驗，對于配電20千伏的電壓等級的接線形式采用雙環網或單環網，而由于主環上不可能設置過多的用戶分散接入點，只能采用局部集中接入的形式，建議供電部門結合20千伏配網設計對集中接入所用的開關站的設置等相關問題進行考慮，以解決集中接入問題。

（2）建議配網主環網由供電局進行建設，便于統一建設、統一維護，提高配網的可靠性。

（3）在推廣應用20kV電壓等級的過程中，無論是新建20kV中壓配電網或在10kV配電網基礎上改造，一些基礎性的技術政策應認真對待，如中性點運行方式、配電變壓器的接線方式、配電體制、開關站的配置等。

結語：

電力系統作為生產建設和居民生活的核心產業，電力行業也是國家發展的重要支柱，所以電力設施的規劃及建設要有一定的預見性，作為電網規劃人員，我們必須明確城市電網規劃設計的基本思路、需要遵循的原則以及任務和目標等，分析城市電網規劃設計中的關鍵技術，為城市電網規劃提供可靠的依據。

［1］張蕾.20kV中壓配電網項目規劃方案設計及綜合評價研究［D］.華北電力大學，2014.

［2］石帥.中壓配電網采用20kV電壓等級的技術經濟研究［D］.天津大學，2009.

［3］陳暉.20kV中壓配電網建設與改造在客戶側的思考［J］.中華民居，2011，08：102-104.

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