对城市中压配电电压选用20 kV等级的探讨
摘要：随着城市电力负荷密度和供电范围的增大，10kV配电网容载比越来越低。为了适应这种配电网的需要，出现了20kV配电电压等级。该文对中压配电电压引入20kV等级，从国内外的发展趋势及其必要性和效益等方面进行了分析探讨。
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关键词：中压配电网；20kV电压等级；容载比 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串2
为进一步抓好南方电网公司系统配电网管理工作，早在2005年公司就开展了《公司城市配电网技术导则》科技项目研究和20kV供电电压问题的研究工作。在城市中压配电中选择20kV电压等级已经纳入南方电网公司城市配电网建设的日程。
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随着城市经济的迅速发展，电力负荷大幅增加，城市电力负荷密度随之增大，供电范围也不断扩大。因此，增大配电网容量是目前城市电网突出的问题。在城市电网建设方面，采取了提高和简化城市电网电压等级，根据地区用电特点选择合适的电压等级等重要措施。对高压配电电压，全国各个大、中城市根据自身特点，选择自己的高压配电电压等级。北京采取了在城区逐步取消35kV电压等级，保留110kV电压等级的方案；天津则逐步取消110kV，保留35kV；上海保留了35kV和110kV电压等级，要求不同区域因地制宜选用两电压等级之一。对于中压配电电压，20kV电压等级的出现，是为了提高中压配电电压，适应负荷密度增长和电网发展的需要，它取代10kV直接向0.38kV供电。本文主要对中压配电电压引入20kV等级，从国内外的发展趋势及其必要性和效益两个方面进行探讨。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串2
1国内外20kV配电电压等级的发展趋势
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随着经济的发展，负荷的增长，为了寻求最低支出和最高经营利润，美国早在1948年就部分采用了20.8～24.9kV电压；法国和德国在20世纪60年代初开始发展20kV电压等级；80%的欧洲国家，如意大利、奥地利、保加利亚、波兰等，中压配电均采用20～25kV；同期，前苏联几乎将所有大城市的10kV改造成20kV。目前，在14个亚洲国家和地区中，已有9个采用20kV作为中压配电电压等级。在国内，苏州工业园已选用20kV电压等级的中压配电电压。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串6
2发展20kV中压配电的必要性
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320kV中压配电电压的效益分析
3.1提高了中压配电网的容量 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串7
配电容量 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串6
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式中UN——中压配电网额定电压；
Ij——线路导线在环境条件下的持续载流量。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串8
当20kV取代10kV中压配电电压，原来线路导线线径不变，则 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串7
即升压后的配电容量可以提高一倍，其配电网容载比也可提高一倍。
3.2降低了线路上的电压损失
电压损失百分数(%)为
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式中R、X——配电线路的参数；
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P、Q——配电线路的有功、无功功率。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串3
20kV与10kV电压损失比为 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串8
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在负荷不变的情况下
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即电压损失是10kV的25%；
在负荷升高1倍时
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即电压损失是10kV的50%。
3.3增大了中压配电网的供电半径
由 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串7
可得供电半径
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当电压由10kV升至20kV，在一定的情况下，供电半径可增加1倍。
3.4降低线损
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功率损耗为
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则△P=P2R/(U2Ncos2φ)，说明在负荷不变的情况下，电压由10kV升至20kV，功率损耗降低至原来的25%，即降低了75%。
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4具体实施 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串5
根据技术经济比较，20kV中压配电电压等级在技术上的合理性和经济上的优越性都被国内外认可。但是，10kV电压等级的长期存在和发展，如果全部升压到20kV，困难非常大。参考国外经验，通常是在负荷密度高的地区，采用20kV电压等级。其他地区可以根据情况和规划，因地制宜，10kV和20kV配电电压等级同时存在。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串7
从具体实施过程中经济角度考虑，由于减少了配电单元、电缆长度、变电站数量及征地费用等，因而采用110kV/20kV电压供电能减少总投资和运行费用。天津地区也曾对３种供电方式进行了比较，同样证明采用20kV供电的方案最为优越。所以，担心采用20kV会加大建设投资的问题事实上并不存在。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串1
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，无论是新建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。
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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，相应地确定了中压配电网的保护方案。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串5
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组别方式应确定为20/0.4kV-△/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。
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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。
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5结束语 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串2
中压配电电压等级引入20kV，从城市电网发展及负荷增长的角度，具有一定的必要性，能够满足配电网发展的需求。从提高中压配电网的容量，降低线路上的电压损失，增大中压配电网的供电半径，降低线损等方面分析，都比10kV等级具有很大的优势。但是，配电电压等级的选用涉及面非常广，会影响到其运行、维护、设备选型等，因此，在具体实施前，应认真调查、进行全面规划，让技术先进、经济合理的20kV配网发挥出其潜在的优势。 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串8
参考文献 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串8
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[4]中国电机工程学会农电学会课题组.关于县级城市配电网自动化建设的初步意见.农村电气化,1998,(11). 山东照明网 http://www.lightingsd.com字串1
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