浅析20kV电压等级在中压配电网中的运用

摘要：随着国内经济的快速发展，20kV能满足城市日益增长和对供电可靠性的要求，解决现存的用地紧张矛盾，经济效益突出，并且符合国家建设资源节约型、环境友好型社会的政策，具有广阔的应用前景。在进行城网改造和城市高负荷密度新区的电网建设中，应该会发挥巨大的作用。同时也应该注意到，城市电网电压等级的调整是一个长期过程，不能急于求成，要因地制宜，充分论证，分阶段有效实施。

关键词：配电网；20 kV 电压等级；优势

前言

我国配电网的现状不能满足我国城市电力负荷的增长趋势,而升压改造不仅可缓解供电的日趋紧张,减少配电网的损耗和压力,更能带来可观的经济效益和社会效益。城网改造中将10 kV电压等级升压成20 kV不仅可行,也是一种必然趋势,不仅节约了配电网建设的成本，且显著提升了电网运行的效率。

1、20kV电压等级的优势

随着经济的快速发展，用户负荷密度增大，以往的10 kV配电网容载比不能满足负荷的增长速度，会严重影响到供电可靠性，此时必须增加新的电源点才能满足负荷需求。为了进一步优化配电网的应用效率，在国内推广 20 kV 电压等级是一种科学的选择，其在经济、节能、效率等方面的应用优势十分突出。主要表现为：

①优化电网结构。当配电网中的变压层结构过于复杂时，会大大提高电网建设的成本投资，例如：35 kV 电压等级配电网的变压层数多，成本造价要比其他等级高30%。20 kV 电压等级能显著减小变压层次，通过 220/20 kV、110/20 kV 实现电压调控，这就优化了配电网内部的结构。

②降低电能消耗。电能消耗过多一直是配电网建设的难点，20 kV 电压等级运用于配电网时，其容载指标要比 10 kV、35 kV 电压等级高出 1～2 倍，提高了电能传输的容载量。这一优势能显著减少配电网运行的电能耗损，节省了电网建设期间需要使用的材料消耗量，也降低了造价成本投入。

③维持供电正常。20 kV 电压等级具有较强的使用性能，其能够显著扩大配电网的供电半径，如：若导线截面、架设结构相同时，20 kV 与 10 kV、35 kV 相比，供电速率要上升 1 倍。并且，在配电网需要投入的电能消耗上，20 kV 电压等级的能量消耗仅为 10 kV 的 50%，在维持正常供电的同时也改善了电压质量。

④简化基础设施。配电网运用到的基础设备包括杆塔和变电站等，10 kV、35 kV 配电网中基础设施分布的密度较大，这既增加了基础设施的数量，也占用了大量的土地面积。如果选择 20 kV 电压等级，则能减少基础设施的数量，如：原先每隔 100 m 埋设杆塔，20 kV 配电网只需每隔 200 m 架设即可。

⑤运用范围广泛。从使用范围角度看，20 kV 配电网的电能传输面积更广，且送电能力为10 kV 线路的 2 倍，供电范围为 10 kV 线路的 3 倍。20 kV 电压等级的这一优势使得配电网能逐渐推广于农村地区。农村配断网采用20 kV 之后能实现远距离的供电传输，显现出其在低负荷密度地区长距离输送的优点。

2、推广 20 kV 配电网的条件限制

尽管 20 kV 配电网投入实际运用具备多个方面的优势，但就国内目前的状况而言，20 kV 电压等级在配电网中的推广运用还存在诸多条件限制。这些限制因素涉及到了经济、人才、技术、管理、维护等多个方面，电力部门在认识到 20 kV 电压等级优势的同时，也必须要为其创造良好的使用环境，使城市配电网的运行更加畅通。

①推广资金多。20 kV电压等级作为一种改良的配电网模式，在国内市场上的运用尚未达到普及的状态。

我国配电网模式集中在10 kV、35 kV电压等级，若要全面改造为20 kV显然要消耗巨大的经济投资。

②电力设备旧。新型配电网的全面推广必须要对电力设备更新，由此才能满足高效率的电能传输需要。而将原始电能转变成 20 kV 配电网的标准，则必须要用电客户对设备更新处理，而之前采用的设备在 20 kV 中显得落后，旧设备运用于新模式，两者之间很难配合运用起来。

③技术水平低。经过长期的电力研究，我国掌握的20 kV 电压配电技术取得了一定的改进，这也是 20 kV配电网得以小范围使用的因素。如果要在城市、农村各地区推广这类新型电网，则很多细节上的技术还存在问题，如：变电站中性点运行方式、配电变压器的接线方式等技术水平低。

④人才资源少。电力行业工作环境较差，配电网建设多数是在野外作业，这种状况造成国内电力人才缺乏。一是技术人才缺乏，能熟练掌握 20 kV 配电网技术的人员较少，20 kV 电压等级在组装时难度较大；二是管理人才缺乏，20 kV 配电网全面推广后，如何维护保养是一大难点。

3、20 kV配电网运用的注意事项

随着社会电力技术、电力设备的更新，全面运用 20kV配电网是未来社会供电的必然趋势。为了让 20 kV 电压等级在配电网中得到充分运用，电网企业应创造良好的运行环境。使用这一新型电网时要根据电网的地理位置、气候条件、供电需求等因素综合考虑，并非所有的地方都适合采用 20 kV 配电网。需要注意以下几点：

①参照区域。城市地区，根据区域内负荷密度高低选择配电网的电压等级，负荷密度较高的城市多数选择20 kV 电压等级，如工业园、市中心等；农村地区，对负荷密度低的地方则倡导使用 20 kV 配电电压，如农田灌溉、农机收割等，这样可以降低农工生产成本。

②考虑收益。一些地理位置特殊的区域，在选择配电网等级时可以重点考虑经济收益情况，如：20 kV配网的边缘地区或与10 kV配网的交界处，具体选择什么样的级别，则必须要按照配电网创造的经济效益大小衡量，以保证配电网改造具有现实意义。

③实际勘察。

根据电网勘察结果，对现有的配电网体系深入分析。

若有的城市地区长期以来均采用10 kV电压等级，且使用效率比较理想，供电性能较为稳定的，这些配电网则无需再强行改造成20 kV配网，以免造成成本增大、资源耗费等。

④故障维修。当配电网中某个组成部分出现故障后，电力企业必须要尽快安排技术人员抢修，以免配电网中断运行给用户的用电造成影响。维修时应该注意20 kV 电压等级的测量，弄清线路连接后逐步排查处理，对存在故障的设备及时维修或更换。

4、结 语

总之，长期以来国内一直采用的是 10 kV、35 kV 电压等级，这种级别对我国配电网运行起到了很好的维护作用。但随着城市现代化建设进度的加快，企业、个人对配电网供电性能提出了更高的要求，我们必须要不断更新配电网的电压等级，积极推广 20 kV 配电网，这样才能在降低成本消耗的同时，也提升电网的供电效率。■

参考文献

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[3] 殷红旭，张建华.我国20 kV配电电压等级的历史沿革及应用综述[J].电气技术，2010(6)：1-4.