影響中壓電壓等級選擇的因素分析

徐慶華++穆永保++王攀++羅謙++陳寧++章璨

【摘 要】我國電網經過長時間的電壓等級提升、調整和簡化過程，逐步形成了相對統(tǒng)一的電壓等級序列，對我國電網建設發(fā)揮了重要作用，促進了經濟社會的發(fā)展，但隨著經濟發(fā)展，用戶用電水平提高，負荷密度上升，我國中壓配電網有必要對電壓序列進行調整與優(yōu)化。本文通過分析影響中壓電壓等級選擇的因素，歸納總結了分析結論，可為我國各級電網公司開展電壓序列優(yōu)化工作提供參考。

【關鍵詞】中壓配電網 電壓序列 特性

合理配置電壓序列、簡化電壓序列不僅可以提高城市電網的整體供電能力，擴大電網對不同性質及不同密度負荷的適應性，同時也可以降低網絡損耗，節(jié)省有限的空間資源，減少電網建設和運行成本。本文分析了影響中壓電壓等級選擇的主要因素，可為中壓電壓序列優(yōu)化研究和應用提供參考。

1 影響中壓電壓序列選擇的主要因素

1.1 供電能力需求

電網運行的主要目標是保證電網具有充分的供電能力，合理的電網電壓序列應能適應并滿足各類用電負荷增長的需要，能夠適應供電區(qū)域內經濟社會發(fā)展要求，即能滿足用戶電力、電量及電能質量的需求?？蓾M足負荷短期、長期增長的能力，這主要表現(xiàn)在供電裕度問題，既要滿足負荷短期、長期增長的需要，又要滿足經濟的投資要求，支持區(qū)域經濟的發(fā)展。因此，對負荷需求增長速度和潛力的準確預測是合理選擇電壓序列的基礎。負荷密度和新增供電區(qū)域范圍可以作為衡量供電區(qū)域負荷發(fā)展的主要指標，同時也是考慮采用何種電壓序列的主要判斷依據。

1.2 現(xiàn)有電網影響

電網的建設和發(fā)展大多數(shù)是在已有電網基礎上改造、擴建。因此電網電壓序列的選擇和配置不僅要考慮到未來負荷發(fā)展的需求，還應該充分結合現(xiàn)有電網的基本狀況，保持電網在擴建或改造期間的連續(xù)穩(wěn)定運行，充分考慮對現(xiàn)有電網資產的利用，能否合理利用現(xiàn)有電網設備、站點和走廊資源對改造成本將產生直接影響。因地制宜地進行升級過渡，在某一區(qū)域，選擇電壓序列配置并不是絕對的，應根據實際情況，幾種電壓序列配置并存是允許的。

1.3 電氣設備技術水平影響

電壓等級序列方案應首先滿足技術可行性，即在遵照電網規(guī)劃和運行相關規(guī)定前提下，滿足各種技術約束條件，包括電網運行安全可靠性、對用戶的供電質量等。其中，電氣設備主要技術條件包括電壓降和短路電流，合理的電壓序列應能保證正常運行條件下電壓降和短路電流不超過標準限值。

為了取得合理的經濟和社會效益，需要對電網各級電壓短路容量進行規(guī)范，而電壓等級序列的合理選取則是重要的控制手段之一，應與網絡設計、變壓器容量、阻抗選擇、運行方式等方面相結合，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩(wěn)定電流得以配合。

隨著城鄉(xiāng)居民用電增加，變、配電設施和負荷密度大幅度增加，致使10kV電網線路損耗增加。雖然近幾年國家加大了城鄉(xiāng)電網建設，很多大、中城市110kV和220kV高壓電源直接引入負荷中心。這些措施雖然對增強電網的供電能力、提高可靠性、降低線損有重要的作用，但也使10kV電網的短路容量大大增加，對電網安全運行帶來了負面影響。如有一些地區(qū)在將高壓引入到了負荷中心之后，在10kV側屢屢發(fā)生大范圍開關爆炸著火事故。究其原因，就是在城市電網和農村電網的建設和改造中，偏重于提高輸電電壓，而不注重中低配電網的升壓改造。用電高峰時段，向用戶直接配電的10kV電網的負荷電流很大、電壓水平低，中、低壓往往出現(xiàn)配電設備、用電設備的熱穩(wěn)定不夠而燒壞的情況。同時，一次側電源容量加大，當二次側發(fā)生短路故障時，短路電流超過了斷路器的開斷能力，必然造成開關的無選擇性動作，甚至發(fā)生爆炸，所以不提高配電側二次電壓，即使把220kV變電站線路引入負荷中心，也只不過是增強了配電電源的供電能力，對降低線損來說是作用不大的。

另外，變壓器、電纜、開關等設備的制造能力以及為解決防雷、環(huán)境保護及安全問題所采取的技術措施，也會對電壓等級序列的選擇產生影響。

1.4 土地資源

近年來，隨著經濟社會的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，特別是經濟發(fā)達地區(qū)，用戶集中，負荷密度大，且企業(yè)的規(guī)模不斷擴大，大型賓館、酒店、商場、商務辦公樓以及高層住宅層出不窮，大工業(yè)、用戶等大容量點負荷不斷增加，土地資源緊缺現(xiàn)象更加突出，上地資源已經成為決定電網建設的重要因素。

目前我國大部分城市都存在土地資源緊張問題，變電站站址及線路通道走廊獲取困難、規(guī)劃審批手續(xù)繁瑣、線路路徑賠償?shù)葐栴}。變電站站址、線路走廊等土地資源問題，將影響電壓序列的選擇，在經濟發(fā)達、人口密度大的中心城區(qū)，甚至會成為決定性的制約因素。

因此，為避免電力送出困難等現(xiàn)象的發(fā)生，在滿足安全可靠供電的前提下，努力提高土地的利用率，盡量減少占地面積，配置合理的電壓序列，減少變電層次，對于緩解電網建設與土地資源約束之間的矛盾顯得尤為重要。

2 結語

綜上，城市中壓電壓等級的選擇除滿足一般的基本原則和標準外，還應滿足以下原則：（1）電網電壓序列應選用符合國家制定的電壓標準；（2）電壓序列不宜過多，避免重復降壓，減少變電重復容量；（3）同一地區(qū)可因地制宜的選擇電壓序列，可允許多種電壓序列形式并存；（4）配置電壓序列時，應保證設備技術的支持。

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