關(guān)于城市20kV中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化探析

肖鈺　倪爾康

摘 要：城市配電網(wǎng)作為連接城市終端用戶及電力發(fā)輸電系統(tǒng)的橋梁，起著分配電能的作用，直接關(guān)系到用戶的用電質(zhì)量，其安全穩(wěn)定運行關(guān)系人民生活質(zhì)量及城市的經(jīng)濟發(fā)展狀況，其優(yōu)化規(guī)劃關(guān)系重大。在當今城市用電負荷日益增長的情況下，增強電網(wǎng)供電能力，提高中壓配網(wǎng)電壓，簡化電壓序列成為供電企業(yè)迫切解決的問題。本文就城市20kV中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化進行了分析。

關(guān)鍵詞：城市；20kV；中壓；配電網(wǎng)；優(yōu)化

一、20kV的電壓等級重要應(yīng)用價值分析

第一，采用20kV的電壓等級，確保導(dǎo)體內(nèi)的電流能在相等數(shù)值情況下，與10kV的相比20kV電壓等級的傳輸功率明顯較快，而且在 同等電路傳輸功率的情況下，電壓的等級也被提上了一倍，電流則在原基礎(chǔ)上減少了一半，此時電壓與線路的功率損耗會在很大程度上減少；第二，20kV的電壓等級低壓側(cè)的單臺變壓器容量有明顯提升，比10kV高了一倍。使用20kV的電壓等級，能較大程度上減少變電站以及設(shè)備的數(shù)量，使得我國土地資源的維護以及運行費用有明顯的減少；第三，在應(yīng)用范圍方面，20kV的電壓等級的供電半徑比10kV電壓等級長一倍，較10kV電壓等級，20kV的電壓等級能覆蓋到一些電源極稀疏的偏遠農(nóng)村與郊縣，也是說20kV的電壓等級的覆蓋率比10kV等級電壓的大三倍，也降低了電路的損耗量；第四，20kV的電壓等級的電能質(zhì)量較好，對于10kV等級電壓來說，20kV的電壓等級的電路不會因線路過長而出現(xiàn)末端電壓較低的情況，而且20kV的電壓等級能滿足高負荷密度的供電需求。

二、20kV配網(wǎng)的規(guī)劃特征分析

2.1、由于配電線路的送電能力提高，導(dǎo)致配電線路數(shù)量減少

按照城網(wǎng)規(guī)劃的原則，按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。相同導(dǎo)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(shù)量和線路通道用地。

2.2、增大中壓線路的供電半徑

假設(shè)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(shù)如下式所示：

導(dǎo)線阻抗（R、X）、供電范圍夾角（α）及負荷密度（σ）不變，供電半徑和電壓的關(guān)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(jié)能降損效益可觀，以采用相同導(dǎo)線輸送相同功率的電能為例，送電線路壓降：

相同的線路參數(shù)和輸送功率，20kV線路和10kV線路壓降比：

電壓由10kV升至20kV后，送電壓降可減少75%，明顯改善用戶端的電壓質(zhì)量。

2.4、配網(wǎng)組網(wǎng)形式要求為開關(guān)站提供預(yù)留的建設(shè)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(guān)站，這樣的配網(wǎng)組網(wǎng)形式就要求為開關(guān)站提供預(yù)留的建設(shè)空間。

2.5、20kV開關(guān)站應(yīng)規(guī)劃在區(qū)域負荷中心

20kV開關(guān)站應(yīng)規(guī)劃在區(qū)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。

2.6、20kV開關(guān)站轉(zhuǎn)供容量宜為20～30MVA

20kV開關(guān)站的出線回路數(shù)和轉(zhuǎn)供容量應(yīng)滿足配電分區(qū)的負荷要求，其轉(zhuǎn)供容量宜為20～30MVA。

三、規(guī)劃實例

以某合作區(qū)A地為例，A地的高開發(fā)強度帶來較高的負荷密度，而在高負荷密度地區(qū)采用20kV供電，能夠較好的解決10千伏配電電壓較低而導(dǎo)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(wěn)定、充裕的供電系統(tǒng)。

第一，主變并列，環(huán)網(wǎng)接線采用同一變電站不同變壓器之間的環(huán)網(wǎng)接線模式，20kV配電線路從變電站一臺主變的低壓側(cè)母線配出，經(jīng)過若干用戶后，環(huán)回本變電站另一臺主變的低壓側(cè)母線，一進一出，按2路配網(wǎng)出線算。

第二，電源點的20kV供電半徑按1.5～2.5公里規(guī)劃，20千伏主干線路長度控制在2.5～3.0公里內(nèi)。

第三，配網(wǎng)應(yīng)依據(jù)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(qū)，各配網(wǎng)分區(qū)應(yīng)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(huán)境劃界，不交錯重疊。各配網(wǎng)分區(qū)范圍應(yīng)隨電源點的增加及負荷的增長進行調(diào)整，但應(yīng)合理規(guī)劃，避免重復(fù)建設(shè)。

第三，A地道路是配網(wǎng)建設(shè)的依托。每個街坊周邊的道路上應(yīng)留有電纜的走廊和過路管通道。電纜通道及過路管應(yīng)根據(jù)規(guī)劃結(jié)合道路建設(shè)盡量一次建成，建設(shè)電纜通道時應(yīng)同時考慮主網(wǎng)規(guī)劃中的220kV電纜通道和配電自動化所需的通訊線路的建設(shè)。

第四，由于市政管線規(guī)模較大，在A地區(qū)的部分道路上規(guī)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(shè)。在沒有條件的路段，則根據(jù)單元開發(fā)的特點，及A地區(qū)道路人行道較窄的實際條件為每個單元預(yù)留至少一個市政配電系統(tǒng)接入點。

四、結(jié)語

電力行業(yè)也是國家發(fā)展的重要支柱，所以電力設(shè)施的規(guī)劃及建設(shè)要有一定的預(yù)見性，電網(wǎng)規(guī)劃人員必須明確城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基本思路，分析城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)，為城市電網(wǎng)規(guī)劃提供可靠的依據(jù)。

參考文獻

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