城市20kV中壓配電網的優(yōu)化研究

【摘要】城市配電網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，直接關系到用戶的用電質量，其安全穩(wěn)定運行關系人民生活質量及城市的經濟發(fā)展狀況，其優(yōu)化規(guī)劃關系重大?；诖?，文章就新形勢下20kV中壓配電網的優(yōu)化設計進行簡要的分析，希望提供一個有效的借鑒，從而更好的促進電網的發(fā)展。

【關鍵詞】新形勢；20kV電網；設計

【中圖分類號】TM715

【文獻標識碼】A

1、城市20kV中壓配電網優(yōu)化規(guī)劃概述

配電網規(guī)劃是指在統(tǒng)計歷史負荷增長并進行未來負荷預計増長的前提下，基于現(xiàn)有網絡架構及負荷分布情況，構建新的網絡連接方式及設備配置方案，滿足一定的技術和經濟指標。也就是在確定所在區(qū)域當前配電網架、電源和負荷分布及未來的發(fā)展趨勢前提下，規(guī)劃設計一個滿足各類約束性條件的配電網絡架構，使得其對應的技術經濟優(yōu)化目標函數(shù)最優(yōu)。其中技術性指標包括電能質量、供電可靠性等。

2、20kV配網的規(guī)劃特征

2.1 由于配電線路的送電能力提高，導致配電線路數(shù)量減少。

按照城網規(guī)劃的原則，按經濟電流密度選擇導線截面。相同導線，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：

導線阻抗（R、X）、供電范圍夾角及負荷密度不變，供電半徑和電壓的關系：

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，以采用相同導線輸送相同功率的電能為例，20千伏線路比10千伏線路的電能損耗可降低75%，明顯改善用戶端的電壓質量。

2.4配網組網形式要求為開關站提供預留的建設空間

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站，這樣的配網組網形式就要求為開關站提供預留的建設空間。

2.5 20千伏開關站應規(guī)劃在區(qū)域負荷中心

20千伏開關站應規(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 20千伏開關站轉供容量宜為20～30MVA

20千伏開關站的出線回路數(shù)和轉供容量應滿足配電分區(qū)的負荷要求，其轉供容量宜為20～30MVA。

3、規(guī)劃實例

以深圳市前海深港合作區(qū)為例，前海的高開發(fā)強度帶來較高的負荷密度，而在高負荷密度地區(qū)采用20千伏供電，能夠較好的解決10千伏配電電壓較低而導致的輸送容量小、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)。

3.1規(guī)劃要點

（1） 主變并列，環(huán)網接線

采用同一變電站不同變壓器之間的環(huán)網接線模式，20千伏配電線路從變電站一臺主變的低壓側母線配出，經過若干用戶后，環(huán)回本變電站另一臺主變的低壓側母線，一進一出，按2路配網出線算。

（2）電源點的20千伏供電半徑按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。

（3）配網應依據(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)，各配網分區(qū)應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。各配網分區(qū)范圍應隨電源點的增加及負荷的增長進行調整，但應合理規(guī)劃，避免重復建設。

（4）前海區(qū)道路是配網建設的依托。每個街坊周邊的道路上應留有電纜的走廊和過路管通道。電纜通道及過路管應根據(jù)規(guī)劃結合道路建設盡量一次建成，建設電纜通道時應同時考慮主網規(guī)劃中的220千伏電纜通道和配電自動化所需的通訊線路的建設。

（5）由于市政管線規(guī)模較大，在前海地區(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。在沒有條件的路段，則根據(jù)單元開發(fā)的特點，及前海地區(qū)道路人行道較窄的實際條件為每個單元預留至少一個市政配電系統(tǒng)接入點。

3.2注意事項

（1）據(jù)其他國家和城市20千伏系統(tǒng)升級改造的經驗，對于配電20千伏的電壓等級的接線形式采用雙環(huán)網或單環(huán)網，而由于主環(huán)上不可能設置過多的用戶分散接入點，只能采用局部集中接入的形式，建議供電部門結合20千伏配網設計對集中接入所用的開關站的設置等相關問題進行考慮，以解決集中接入問題。

（2）建議配網主環(huán)網由供電局進行建設，便于統(tǒng)一建設、統(tǒng)一維護，提高配網的可靠性。

（3）在推廣應用20kV電壓等級的過程中，無論是新建20kV中壓配電網或在10kV配電網基礎上改造，一些基礎性的技術政策應認真對待，如中性點運行方式、配電變壓器的接線方式、配電體制、開關站的配置等。

結語：

電力系統(tǒng)作為生產建設和居民生活的核心產業(yè)，電力行業(yè)也是國家發(fā)展的重要支柱，所以電力設施的規(guī)劃及建設要有一定的預見性，作為電網規(guī)劃人員，我們必須明確城市電網規(guī)劃設計的基本思路、需要遵循的原則以及任務和目標等，分析城市電網規(guī)劃設計中的關鍵技術，為城市電網規(guī)劃提供可靠的依據(jù)。

參考文獻：

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