基于某地級市配電網35kV發展方式的探究

孫彬

摘 要：我國主要的高壓配電電壓等級有110kV、66kV、35kV，針對35kV高壓配電網的供電作用正逐步縮小，文章首先分析了國內35kV電網現狀，然后建立了高壓配電網需求分析模型，并進行實例分析，最后得出結論：某市B類供電區域2020年9-13個110kV高壓布點最合適，35kV布點建議退出。

關鍵詞：高壓配電網；35kV；布點需求；規劃

中圖分類號：TM715 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）30-0046-02

Abstract： The main voltage grades of high voltage distribution in our country are 110kV， 66kV， 35kV. In view of the fact that the power supply function of 35kV high voltage distribution network is gradually shrinking， this paper first analyzes the present situation of domestic 35kV power network， and then establishes the demand analysis model of high voltage distribution network. Finally， the conclusion is drawn that 9-13 110kV high-voltage distribution points in a class B power supply area in 2020 are the most suitable， and 35kV distribution points are suggested to withdraw.

Keywords： high voltage distribution network； 35kV； distribution demand； planning

1 概述

電壓等級不僅影響電網結構和布局，而且影響電器設備、電力設施的設計與制造及電力系統的運行和管理，直接影響各類用電項目的電力投資和電費支出。簡化電壓序列，避免重復降壓是城市電網電壓序列發展的總體趨勢[1]。如表1所示，世界發達國家大多數采用五級電壓系列，一些高負荷密度城市采用四級電壓系列[2]。

我國電壓等級標準GB156-2007《標準電壓》規定我國電網的標稱電壓為1000、750、500、330、220、110、66、35、20、10、6、0.4kV。

除西北、東北和少數城市，大部分地區城市電壓等級為4-5級，主要電壓等級序列為500/220/110/10/0.4kV，農村地區電網電壓等級為5-6級，電壓序列以（500）/220/110/35/10/0.4kV為主[3]。

近年來，20kV電壓等級得到廣泛研究[4-6]，其具有提高供電能力、降低損耗的優點，很多大城市已經開始采用20kV電壓等級。國網公司明確要求各地在城市電網中推廣采用20kV電壓等級。但20kV僅作為中壓配電電壓使用。

目前，我國主要的高壓配電電壓等級有110kV、66kV、35kV，其中66kV只在東北等地使用。絕大多數城市電網的高壓配電電壓為110kV，35kV仍廣泛存在于農村地區。長期以來，針對35kV電壓等級的存廢存在較大爭議。近年經濟快速發展，110kV已延伸到鄉鎮一級成為其高壓配電電壓，而35kV正逐漸萎縮，只在更偏遠的農村或山區繼續存在。未來35kV電網如何處理，與上下級電網之間關系如何協調與發展成為電網建設工作的重要課題。

在以上文獻基礎上，本文分析了國內35kV電網現狀，結合實際情況，建立了高壓配電網需求分析模型，并以某地市為例進行B、C、D三類供區35kV和110kV規劃布點需求分析，對于地市高壓配電網規劃具有較實際的指導意義。

2 供電主干線和電壓降計算模型

2.1 供電主干線長度計算

根據負荷密度，對區域內變電站布點的供電主干線長度、電壓降進行分析測算。區域相關假設條件包括：

（1）區域形狀為圓形。

（2）區域負荷分布均勻。

（3）考慮變電站布點與供區圓心存在偏移，取變電站最遠供電半徑R為圓形供區半徑r的1.3倍。

（4）B類、C類多為城區、工業園，線路曲折系數k取1.2；D類區域多為山區，線路曲折系數k取1.3。

在上述條件下，已知區域負荷密度σ，容載比取η，一個高壓配電站布點的容量為S，功率因素cosφ，則該變電站的供區面積為：

圓形供區的半徑和供電半徑分別為：

已知線路供電半徑，則B類、C類線路的主干線長度計算得：

同理，D類線路的主干線長度計算得：

2.2 電壓降計算

根據計算的線路主干線長度，計算電壓降。其中，10kV線路的負荷中心點取線路主干線長度的60%處：

參數r和x分別為線路單位電阻和單位電抗。結合實際情況，下述計算中采用兩種導線型號及參數如下表1所示。

表1 導線參數表

3 B類供電區域35kV與110kV電網發展需求分析

3.1 B類供電區域的供需情況

根據配電網規劃設計導則，B類區域的供區劃分標準是地市級市中心區或負荷密度在6≤σ<15（MW/平方公里）之間的供電區域。

B類供區主要供需問題在于區域內地價昂貴，可利用的空間有限，電網最終規模和可用規劃站址基本都已確定。因此，B類供電區域重點需要考察現有網絡的供電容量充裕性，尤其需要考察是否存在某種潛力來增加供電容量、提高現有送電通道的充裕性。

3.2 B類供電區域規劃供電半徑和電壓降分析

以某地市電網為例，B類供電區域的面積為86.5平方公里，預計2020年負荷密度為7.2MW/平方公里，容載比取2.0，功率因數取0.95。供電線路各參數取值如下：

（1）線路計算電壓等級取10kV，線路首端電壓U=10.5kV。

（2）考慮故障檢修時轉供相鄰線路負荷，因此線路總長度L取上表中供電線路主干線長度的2倍，負荷中心點取在0.6L處。

（3）B類供電區域廊道資源緊張，10kV線路平均負荷取值5MW，同時考慮故障檢修時轉供相鄰線路負荷，有功功率P取單條線路負荷的2倍。

計算單個高壓布點供電線路主干線長度、所需布點數量和電壓降情況如下表2所示。

可知，單個高壓布點的容量越小，則所需的布點數量越多。由于35千伏變電站單個布點供電面積過小，以其為主供方式，所需布點數量過多，不適應B類供電區域發展需求。負荷密度為7.2MW/平方公里時，B類供電區單個110kV布點總容量在100MVA-150MVA的高壓布點不會產生電壓降超標問題。

綜合考慮，2020年9-13個110kV高壓布點最適合該B類供電區域實際情況。110kV變電站建設近期應以布點為主，主變總容量不宜選擇一次性選擇過大，在負荷密度上升后，再擴建變電站。35kV布點已經不能適應區域發展需求，建議選擇退出。

4 結束語

本文介紹了國內外電壓等級配置現狀及35kV電網現狀，建立了高壓配電網需求分析模型，并針對某市B類供區進行規劃需求分析，得出結論：B類地區電網建設應以110kV為主，35kV電網將逐步退出。

參考文獻：

[1]劉令富.電網電壓等級序列研究[D].華北電力大學（北京），2009.

[2]范宏，高亮，周利俊，等.城市電網不同電壓等級系列的技術經濟比較[J].華東電力，2013，03：491-496.

[3]陳楊，王現法，楊麗徙，等.我國電壓等級演變及配網電壓等級提升的必要性[J].河南教育學院學報（自然科學版），2014，03：41-45.

[4]肖白，張屹，穆鋼，等.配電網電壓等級的合理配置[J].東北電力大學學報（自然科學版），2009，02：5-11.

[5]吳濤.配電網中壓電壓層級適用范圍研究[D].廣東工業大學，2013.

[6]殷紅旭，張建華.我國20kV配電電壓等級的歷史沿革及應用綜述[J].電氣技術，2010（06）：1-4.