关于城市20kV中压配电网的优化探析

肖钰　倪尔康

摘 要：城市配电网作为连接城市终端用户及电力发输电系统的桥梁，起着分配电能的作用，直接关系到用户的用电质量，其安全稳定运行关系人民生活质量及城市的经济发展状况，其优化规划关系重大。在当今城市用电负荷日益增长的情况下，增强电网供电能力，提高中压配网电压，简化电压序列成为供电企业迫切解决的问题。本文就城市20kV中压配电网的优化进行了分析。

关键词：城市；20kV；中压；配电网；优化

一、20kV的电压等级重要应用价值分析

第一，采用20kV的电压等级，确保导体内的电流能在相等数值情况下，与10kV的相比20kV电压等级的传输功率明显较快，而且在 同等电路传输功率的情况下，电压的等级也被提上了一倍，电流则在原基础上减少了一半，此时电压与线路的功率损耗会在很大程度上减少；第二，20kV的电压等级低压侧的单台变压器容量有明显提升，比10kV高了一倍。使用20kV的电压等级，能较大程度上减少变电站以及设备的数量，使得我国土地资源的维护以及运行费用有明显的减少；第三，在应用范围方面，20kV的电压等级的供电半径比10kV电压等级长一倍，较10kV电压等级，20kV的电压等级能覆盖到一些电源极稀疏的偏远农村与郊县，也是说20kV的电压等级的覆盖率比10kV等级电压的大三倍，也降低了电路的损耗量；第四，20kV的电压等级的电能质量较好，对于10kV等级电压来说，20kV的电压等级的电路不会因线路过长而出现末端电压较低的情况，而且20kV的电压等级能满足高负荷密度的供电需求。

二、20kV配网的规划特征分析

2.1、由于配电线路的送电能力提高，导致配电线路数量减少

按照城网规划的原则，按经济电流密度选择导线截面。相同导线，供电半相等，电压由10kV提升至20kV，送电能力提高1倍，减少了中压配电线路的数量和线路通道用地。

2.2、增大中压线路的供电半径

假设配电线路的供电范围为夹角的扇形，配电线路的电压降百分数如下式所示：

导线阻抗（R、X）、供电范围夹角（α）及负荷密度（σ）不变，供电半径和电压的关系：

可见，电压由10kV提升至20kV，供电半径大1.587倍，供电面积扩大2.5倍，也就是扩大220kV的供电范围。

2.3、降低电能损耗

节能降損效益可观，以采用相同导线输送相同功率的电能为例，送电线路压降：

相同的线路参数和输送功率，20kV线路和10kV线路压降比：

电压由10kV升至20kV后，送电压降可减少75%，明显改善用户端的电压质量。

2.4、配网组网形式要求为开关站提供预留的建设空间

由于20kV配电电缆比以前10kV电缆的传输容量大，而单个的用户容量有限，为保证电缆的充分利用，将在干线配电电缆末端配置开关站，这样的配网组网形式就要求为开关站提供预留的建设空间。

2.5、20kV开关站应规划在区域负荷中心

20kV开关站应规划在区域负荷的中心为多个建筑提供电源，并注意与市政电力线路的连接及进出线方便。

2.6、20kV开关站转供容量宜为20～30MVA

20kV开关站的出线回路数和转供容量应满足配电分区的负荷要求，其转供容量宜为20～30MVA。

三、规划实例

以某合作区A地为例，A地的高开发强度带来较高的负荷密度，而在高负荷密度地区采用20kV供电，能够较好的解决10千伏配电电压较低而导致的输送容量小、供电半径小、线路通道拥挤、线损大等供电能力不足的问题，从而形成较为稳定、充裕的供电系统。

第一，主变并列，环网接线采用同一变电站不同变压器之间的环网接线模式，20kV配电线路从变电站一台主变的低压侧母线配出，经过若干用户后，环回本变电站另一台主变的低压侧母线，一进一出，按2路配网出线算。

第二，电源点的20kV供电半径按1.5～2.5公里规划，20千伏主干线路长度控制在2.5～3.0公里内。

第三，配网应依据电源点的位置和负荷分布，按地理情况分成若干个相对独立又能互供的分区，各配网分区应有大致明确的供电范围，供电范围互不交叉，一般以主要道路或其他自然环境划界，不交错重叠。各配网分区范围应随电源点的增加及负荷的增长进行调整，但应合理规划，避免重复建设。

第三，A地道路是配网建设的依托。每个街坊周边的道路上应留有电缆的走廊和过路管通道。电缆通道及过路管应根据规划结合道路建设尽量一次建成，建设电缆通道时应同时考虑主网规划中的220kV电缆通道和配电自动化所需的通讯线路的建设。

第四，由于市政管线规模较大，在A地区的部分道路上规划有市政共同沟。中压电缆通道在共同沟有条件的条件下，考虑进沟敷设。在没有条件的路段，则根据单元开发的特点，及A地区道路人行道较窄的实际条件为每个单元预留至少一个市政配电系统接入点。

四、结语

电力行业也是国家发展的重要支柱，所以电力设施的规划及建设要有一定的预见性，电网规划人员必须明确城市电网规划设计的基本思路，分析城市电网规划设计中的关键技术，为城市电网规划提供可靠的依据。

参考文献

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