1﹑概述

在电力网中﹐中压配电网起着承上启下的桥梁作用。中压配电网电压等级的选择经历了一个发展过程。这是随着经济发展而形成的自然趋势。

当前我国的中压配电网电压等级基本上为10kV及以下的电压等级﹐包括3kV级﹑6.6kV级及10kV级﹐但随着经济的发展﹐生产﹑生活电气化程度的提高﹐地区负荷密度(kW/km2)随之上升﹐特别是人口密集﹑经济发达的城镇﹐确定合理的中压配电网电压等级就会直接影响到供电质量﹑电网的能量损耗﹑电网建设的投资和电网的年运行费用等一系列问题。因此﹐当地区负荷密度发展到30~50MW/km2时(预计负荷)﹐对中压配电网电压等级的选择确定﹐必须认真对待﹐以取得最大的经济效益。

20世纪70年代﹐我国完成了将众多的繁杂的中压配电电压(2.3kV﹑3.3kV﹑5.2kV﹑6kV﹑13.2kV等)统一为10kV的工作。在我国﹐中压配电网10kV电压等级的确定﹑采用及推广﹐在电网发展的过程中﹐确实起了重要的促进作用。20世纪70年代末开始的改革开放政策﹐大大地促进了我国国民经济的发展。城镇的现代化建设和人民生活水平的提高﹐使得对电力需求大幅度增长。

2﹑20kV电压等级相对于10kV电压等级的优越性

2.1增加供电能力

输送相同的功率﹐应用相同截面的导线﹐在保证电压质量条件下﹐输送距离可以远1倍﹐即供电半径大1倍﹐供电范围(面积)可增加4倍。如果在同样的供电半径条件下﹐应用相同截面的导线﹐可以增加输送功率1倍。

2.2保证电压质量

高科技企业客户对电压质量有着严格的要求﹐保证电压质量是电力部门对客户服务的基本条件之一。电压损耗﹐在同样输送功率条件下﹐应用20kV电压比10kV电压等级可保证电压质量。

2.3降低电网的电能损耗

全国电网的线损率(线路电能损耗占输送容量的百分比)最近几年呈上升趋势﹐据有关部门研究分析﹐线损升高主要是10kV及以下配电网线损的增加。据计算我国中压配电网年损耗达180亿kW．h。如将中压配电网电压由10kV升为20kV﹐在输送同样功率条件下﹐线路电流可减少50％﹐则线路电能损耗可降低75％。

2.4节省电网的建设费用

自20世纪90年代以来﹐城镇电力负荷增长很快﹐市区负荷密度大幅度增加﹐一些城镇的市区繁华地区最大负荷密度已达30~50MW/km2﹐一些城镇在进行电网建设与改造规划中﹐预计城镇中心地区负荷密度到2010年可达40～50MW/km2﹐为满足城镇的用电需求﹐必然要修建更多的降压变电所。

例如﹐在市区建一座110/10kV配电用变电所﹐设变压器31.5MVA×3﹐总量为94.5MVA﹐正常负载率按65％计﹐为保证供电可靠性﹐还需要满足N－1准则(即在变电所内任何设备在停运一台的情况下﹐不影响正常供电)﹐变电所可供容量为63MVA﹐负荷功率因子按0.85计﹐可带负荷53.6MW。如地区负荷密度为30MW/km2可供面积为1.78km2﹐供电半径为0.75km﹔如地区负荷密度为50MW/km2﹐则可

供面积1.1km2﹐供电半径为0.35km。如将变电所的变压器增至50MVA×3时﹐可带负荷85MW﹐如地区负荷密度为30MW/km2时﹐供电面积也只有2.83km2﹐供电半径0.9km﹔如地区负荷密度为50MW/km2时﹐供电面积只有1.7km2﹐供电半径只有0.5km。也就是说﹐当地区负荷密度增至30~50MW/km2时﹐每隔1~2km就要修一座110/10kV配电变电所。而建设110/20kV(220/20kV)变电所可选用63MVA变压器3台或80MVA变压器3台。当地区负荷密度达到30~50MW/km2时﹐供电面积可达3~4.5km2﹐供电半径可达1.25km以上﹐可大大减少变电所的分布密度﹐从而减少了建设投资。

从经济效益分析结果来看﹕

(1)电网总的建设费用在地区负荷密度为5MW/km2时﹐采用10kV电压等级与采用20kV电压等级的配电网﹐其总建设费用相差不大﹐当负荷密度逐渐加大时﹐两者的建设费用相应逐渐加大﹐当负荷密度增至50MW/km2﹐总建设费用相差达20％。

(2)年运行费的计算结果与建设费用的情况相似。当负荷密度为50MW/km2时﹐电网年运行费用采用20kV电压等级比采用10kV电压等级要低20％﹐负荷密度到达50MW/km2以上时﹐采用20kV电压等级的优越性更明显。

(3)经济效益分析计算还对不同电压等级的降压方式进行了比较﹐计算说明大﹑中城镇配电网以110/20kV(220/20kV)为最佳方案。

(4)城镇电压配电网采用20kV电压等级是发展的必然趋势﹐势在必行。城镇电压配电网随着地区负荷密度的增加﹐采用20kV电压等级作为配电网的电压势在必行﹐改造现有的10kV配电网﹐过渡到20kV电压﹐将是一项庞大的和长期的系统工程。

 

3﹑当前应当认真研究的几个问题

(1)20kV电压等级电气设备和装置的生产条件和能力﹐且已有产品供应﹐一些外资厂家或中外合资厂家也引进了20kV电压等级的电气设备和配电装置﹐但这些设备的技术条件﹑绝缘配合﹑测试标准等均引用国外产品标准﹐还没有适应我国具体条件的相关标准。

(2)应用20kV电压等级中压配电网的一些技术政策问题﹐在推广应用20kV电压等级的过程中﹐无论是开新文件20kV中压配电网或在10kV配电网基础上改造﹐一些基础性的技术政策应认真对待﹐如﹕

◆中性点运行方式﹕电力电缆网的建设和绝缘导线的应用﹐中压配电网的中性点运行方式已逐步趋向于中性点直接接地或经小电阻接地。中性点运行方式的确定﹐相应地确定中压配电网的保护方案。

◆配电变压器的结线方式﹕在20kV电压等级的中压配电网的配电变压器联结群群群组方式应确定为20/0.4kV－Δ/Y即D.yn11。

◆配电体制﹕在20kV电压等级的中压配电网中应尽量减少照明和动力用电混合型配电制式﹐实行照明和动力用电分开﹐对居民用电采用单相制供电﹐同时减少配电变压器单台容量﹐缩短低压配电线供电半径﹐提高电压质量。

◆推行箱式配电站﹕在市区繁华街道或住宅街区推广使用箱式配电站。

 

4﹑退出语

综上所述﹐解决城镇中心区高负荷密度地区供电困难的出路﹐只能是提高中压配电网的电压等级﹐城镇中压配电网选用20kV电压等级﹐在技术上是合理的﹐经济上是优越的﹐过去由于没有很好地研究中压配电网合理电压等级的选择﹐以致当前再需过渡到20kV电压已成为极为困难的事。各地针对配电网存在问题﹐对采用20kV电压等级应根据各地具体情况﹐因地制宜另订实施规划﹐逐步过渡。

（长沙国奥电力科技有限公司）

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