淺析20kV供電方式的優(yōu)點(diǎn)

梁朝暉

摘要：占地面積小、輸送效率高、相對(duì)能耗少的20kV供電方式，作為破解電網(wǎng)建設(shè)與土地資源利用矛盾的有效手段，將在全國(guó)大部分地區(qū)推廣，20kV電壓等級(jí)的應(yīng)用推動(dòng)了中國(guó)配電網(wǎng)的升級(jí)改造，對(duì)于中國(guó)電網(wǎng)而言是一個(gè)革命性的變化。應(yīng)用20kV供電。降低了供電企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，用戶用電質(zhì)量大幅提升，是建設(shè)“兩型”社會(huì)的一個(gè)非常有力的措施，完全符合科學(xué)發(fā)展現(xiàn)的要求。

關(guān)鍵詞：電力科技；供電方式；中壓配電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM715文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-8136(2009)35-0013-02

20世紀(jì)70年代，中國(guó)完成了將眾多的繁雜的中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)電壓統(tǒng)一為10kV的工作。而隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷猛增。大中城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)10kV供電已經(jīng)不能滿足當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

中壓配電網(wǎng)是連接上游高壓輸電網(wǎng)和億萬(wàn)終端用戶的重要環(huán)節(jié)，目前，中國(guó)主要采用的是10kV、35kV電壓等級(jí)，其中最大量的是10kV配電網(wǎng)絡(luò)。但是隨著近年來(lái)中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，用戶用電需求急劇攀升，原有10kV配電系統(tǒng)顯現(xiàn)出容量小、損耗大、供電半徑短、占用通道、占用土地多等劣勢(shì)，配電網(wǎng)建設(shè)與土地資源利用的矛盾日益突出。

120kV供電方式的優(yōu)勢(shì)

為了落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，中國(guó)明確提出“十一五”時(shí)期單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗要比“十五”期末降低20％左右。中國(guó)供電網(wǎng)絡(luò)目前使用的10kV配電網(wǎng)由于自身特點(diǎn)的限制，不能很好地適應(yīng)用電負(fù)荷的不斷增加。20kV配電網(wǎng)可以克服10kV配電網(wǎng)技術(shù)上的不足，又有投資少、能耗低的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，不僅可以解決目前中壓配電網(wǎng)供電能力不足的問(wèn)題，還有利于電網(wǎng)的節(jié)能降耗，具體的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

(1)能滿足多回路、高可靠性的要求，減少電能損耗。以采用相同導(dǎo)線輸送相同功率電能為例，20kV線路可降低損耗75％，為破解配電網(wǎng)發(fā)展瓶頸，2008年，國(guó)家電網(wǎng)公司將20kV電壓等級(jí)納入了電網(wǎng)系統(tǒng)輸配電序列，并選擇在已取得一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的江蘇(經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、用電量大)進(jìn)行研究和試點(diǎn)。與原有作為城市中壓配電網(wǎng)主力的10kV電壓等級(jí)相比，20kV供電半徑增加60％，供電范圍擴(kuò)大1.5倍，供電能力提高1倍，輸送損耗降低75％，通道寬度基本相當(dāng)，在輸送功率相同的時(shí)候，可以大量減少變電站和線路布點(diǎn)。

(2)對(duì)于較大容量的客戶可以減少投資、節(jié)約土地，并且提供最優(yōu)化的供電方式。資料顯示，到2008年底，江蘇蘇州工業(yè)園區(qū)報(bào)裝容量在6000-10000kV安的用戶有50個(gè)，10000kV安以上的36個(gè)，其中要求雙電源供電的49個(gè)。如果用10kV供電，則無(wú)法滿足其要求，如采用35kV供電，總投資約為20.1億元。而采用20kV供電的總投資只有11.7億元，節(jié)省近一半。據(jù)悉，這85個(gè)大用戶因?yàn)椴捎?0kV供電，還比35kV供電節(jié)約土地約15.84hm²，同時(shí)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用與10kV基本相當(dāng)，給大客戶帶來(lái)的最優(yōu)化的供電方案可見一斑。

按照2020年的電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架，中新區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架采用20kV方案需設(shè)110kV變電站17座，而采用10kV方案需設(shè)110kV變電站32座，可節(jié)省土地約4.39hm²，節(jié)約用地約41％。

(3)送電能力是10kV線路的約2倍，供電范圍是10kV線路的約2.5倍，節(jié)約投資、節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)明顯。

江蘇省揚(yáng)州市現(xiàn)有20kV在役線路20回，運(yùn)行和正在升壓改造并于今年夏季用電高峰期投產(chǎn)的全20kV出線變電站各一座。20kV電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)踐表明，在送電距離相等的情況下，相同導(dǎo)線的20kV線路的送電能力是10kV線路的2倍，供電范圍是10kV線路的2.5倍。

江蘇蘇州工業(yè)園區(qū)110／20kV變電站每千伏安的造價(jià)比110／10kV變電站低24.5％，而容量大1.58倍；20kV設(shè)備雖比10kV設(shè)備貴1.1～1.2倍，但按容量考慮，除了配電變壓器外，其他設(shè)備每千伏安的價(jià)格都較10kV的少；20kV供電方案的線損率比10kV方案降低0.723個(gè)百分點(diǎn)，以2010年蘇州20kV供電區(qū)域預(yù)計(jì)年用電量66.75億kV時(shí)計(jì)算，則每年可以減少電能損耗4826萬(wàn)kV時(shí)。相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1.9萬(wàn)t?？梢姡瑧?yīng)用20kV供電節(jié)約投資、節(jié)能降耗效益可觀。

2007年10月，江蘇省電力公司在南京三江口工業(yè)園進(jìn)行20kV配電網(wǎng)試點(diǎn)規(guī)劃。經(jīng)比較，20kV線路代替10kV線路供電，園區(qū)內(nèi)可減少110kV變電站2座、10kV變電所9座，節(jié)約投資1.49億元，節(jié)約土地資源6000m³。此外，與10kV線路相比，20kV線路電能損耗可減少75％，客戶端的電壓質(zhì)量得到明顯改善。由于輸送同等功率，20kV線路的有色金屬損耗量可減少50％，相當(dāng)于減少了40％的建設(shè)費(fèi)用。

(4)對(duì)偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)供電的優(yōu)勢(shì)潛能巨大，采用10kV長(zhǎng)距離供電的偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)存在損耗和電壓降過(guò)大的問(wèn)題，20kV供電還可以發(fā)揮在低負(fù)荷密度地區(qū)長(zhǎng)距離輸送的優(yōu)勢(shì)，遼寧本溪供電公司的南芬2次變電所就是最好的佐證。

2002年，遼寧本溪供電公司對(duì)所轄的南芬變電所66／10kV線路進(jìn)行了升至66／20kV的改造。南芬變電所20kV配電線路全部采用架空線。局管部分線路長(zhǎng)38.3km,農(nóng)網(wǎng)部分線路長(zhǎng)40.1km。重建后有6條20kV配電線路運(yùn)行，新增2條線路，新增低壓臺(tái)區(qū)67處，設(shè)備增加，但故障率大大下降，且電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值要求。變電所操作靈活、可靠。2臺(tái)主變壓器及199臺(tái)配電變壓器全部采用低損耗型，年減少損失23萬(wàn)元；線路減少損失396萬(wàn)kV時(shí)，兩項(xiàng)合計(jì)創(chuàng)造效益203.5萬(wàn)元。

220kV供電是中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的必由之路

20kV配電電壓將近20年的實(shí)踐證明是成功的。20kV供電是中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的必由之路，這是中國(guó)電力工業(yè)一條重要的技術(shù)路線。

作為全國(guó)首個(gè)全面推廣應(yīng)用20kV供電的省份，江蘇的中壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)優(yōu)化初見成效。2008年，全省13個(gè)地市建成投產(chǎn)49個(gè)20kV項(xiàng)目，據(jù)了解，目前，試點(diǎn)客戶均表示。應(yīng)用20kV供電，降低了運(yùn)營(yíng)成本，用電質(zhì)量有了大幅提升。

20kV配電網(wǎng)的推廣，歐洲地區(qū)經(jīng)歷了30年的艱難過(guò)渡。估計(jì)中國(guó)也要進(jìn)行比較長(zhǎng)時(shí)間的推廣。20kV供電在具體實(shí)施上可以采取長(zhǎng)期規(guī)劃、分步實(shí)施的策略。在新開發(fā)工業(yè)園區(qū)和新建小城鎮(zhèn)地區(qū)，可以直接采用20 kV配電電壓。在農(nóng)村中新建和擴(kuò)建電源時(shí)?？刹辉龠x用35／10kV降壓方案，而直接選用110／20kV降壓方案，新增用戶負(fù)荷由20kV配電，允許20 kV供電和10kV供電長(zhǎng)期并存。