城市中压配电网20kV应用可行性研究.doc

城市中压配电网20kV应用可行性研究摘要：由于社会的不断发展，人们对于电力的需求越来越大，绝大部分地区还在使用着10kV的中压配电电压，这对于逐渐发展的城市来说，已经无法满足人们的需求了，并且由于土地以及空间资源的紧张，配电电压的问题会更明显，极大的阻碍了配电网的发展。只有将中压电压的等级提高，才能从根本上解决问题。20kV的中压配电在国外被普遍的应用，在我国只在少数一些地区进行了试点。实践表明，运用20kV的中压配电网可以提高供电的能力，减小损耗，并且对于电能的质量也有所提高，还能够节约资源，最关键的是能够满足城市发展的需要，优化资源的配置。关键词：城市；配电网；20kV；中压；可行性1 城市采用中压配电网20kV的必要性和可行性1.1 能很好适应电网远景发展规划对于建设城市的中压配电网来说，需要选择一块合适开发建设的用地。比如，某区块的负荷密度为21MW左右的话，那它要建设配电网的话就需要建设12座220kV的变电所，55座110kV的变电所，差不多就是每2公里就要设置一座变电所。如果采用了20kV的中压配电网的话，就可以加大容量主变和导截面，那就不需要这么多的变电所和廊道了。这不仅使变电所以及廊道的数量减少了，还能节约资源，优化配置，降低了因为要建变电所而与城市的规划起冲突。1.2 非常适合工业园区内大用户供电对于用电比较大的工业园区来说，一般都是使用的15000kVA的装接装置。一般都是用10kV的配电网，但是10kV的配电网并不能满足这些工业企业的需求，如果建设35kV的配电网，那建设的成本就会提高，并且间隔也会变小，所以，只有建设20kV的配电网才最合适，不仅输送的容量会比较大，而且成本也会降低，并且由于20kV的配电网可以进行多回路，提高了用电的可靠性。2 20kV中压配电电压等级优势在城市中20kV的中压配电网与10kV的中压配电网相比，具有很多的优势，主要有以下几个方面：第一，20kV相较于10kV的来说，变电的层次减少了，而线路传输的容量却变大了，供电的能力能提高1倍；第二，20kV的中压配电网能够减小能耗，提高使用率，降低投资的费用。跟10kV的中压配电网相比，电气设备和征地的费用是差不多的，但是20kV的投入却比10kV的投入要少很多，有实验数据表明，20kV的中压配电网的耗材要比10kV的耗材少一半，投资也要少将近百分之四十；第三，20kV中压配电网相较于10kV的中压配电网来说，对于干扰和谐波的污染的耐受承度会有所增加；第四，20kV中压配电网相比于10kV的中压配电网来说，能够节约空间资源，正适合城市土地资源紧张的现状。3 20kV配电网的技术可行性分析20kV的中压配电电压等级虽然在理论上比10kV的中压配电电压具有优势，但是还是要看实际操作中是否可行，技术是否能够达到，从而确保20kV的中压配电网建设能够顺利进行。首先对于20kV的电气设备来说，要能够承受电压，并且价格还要合理；其次，要提高20kV配电网的管理和运行的水平。以下就对20kV电压的设备和运行进行分析。3.1 20kV设备3.1.1 主变压器我国在进行主变压器制造的时候，无论是从设计还是材料工艺上，都是能够满足配电网要求的。在进行10kV升压到20kV的时候，主变压器是能够继续使用的。但是需要对结线法进行改进，改进的工艺是非常简单的，并且改进的价格只有变压器价格的百分之五。3.1.2 配电变压器在35kV以下的配电网中，运用的绝缘材料是一样的，20kV和10kV配电变压器比较的话，在同种容量下，导线的用量是不变的，因为20kV的电流小，导线截面积也小，但是匝数增加了。20kV出线套管的成本会比10kV的增加百分之五左右。不过将高损耗的变更为低能耗的配电变压器在进行改造的时候并不存在问题。3.1.3 电力电缆12kV到20kV的配电压的电缆都属于中压电缆，都在一个绝缘水平上，国产的电缆就能满足，电缆的数据以及安全的载流量都是相同的，价格也一样。3.1.4 开关设备6kV到24kV的配电压的开关设备都属于中压设备，都在一个绝缘水平上，需要采用进口的开关，结构上是一样的，但是因为20kV的开关间隙比较大所以价格会略高，大概高出百分之五左右，所以投资成本增加的很少。3.1.5 绝缘子绝缘子对于电压的分级要求是很高的，20kV相较于10kV的绝缘子质量会提高1.8倍，价格也会有所增加，但是由于绝缘子的价格比较低，所以增加的成本也不会高。3.1.6 设备供应10kV到20kV之间的电压都属于中压配电，所以在设备设计和制造的技术等方面都是大同小异的，而且国外的20kV的电压配置设备生产技术是很成熟的，如果需求量大的话，国内的生产厂家也是有能力达到生产水平的。总的说来，20kV和10kV的设备支出是有区别的，但是增加的范围不会超过百分之五到百分之十五之间。3.2 20kV运行管理3.2.1 过电压保护根据过电压保护设计中所规定的，20kV电压的中性点不是直接接地的系统，如果要进行单相接地，那么电容的电流尼大于等于10A的时候，要在系统的中性点安装消弧线圈，并且在20kV的母线上用互感器的开口三角形绕组上，并接一个灯泡，这是为了减少铁磁谐振过电压的发生。3.2.2 防雷问题进线段的水泥杆以及铁塔要进行接地。就目前的情况来看，20kV的配电装置一般都在户内，所以防雷措施必须做好。3.2.3 保证供电可靠性在进行配电网建设的时候，需要考虑分层布线，根据客户离变电站的远近，进行分别供电，这就要在分支线上建立开闭所或者是放置重合器以及分段器。这样能使分配更合理，可靠性更高。3.2.4 继电保护方案在对20kV配电网的继电器进行保护时，可以从以下几个方面进行改进：第一，在20kV配电线路中，可以设置自动重合闸，并且运用过流速断为主保护，定是过流作为后备保护；第二，对于主变压器来说，原则上是可以运用原来的中压配电网的保护方案进行；第三，在进行保护极差和配合的时候，由于从原来的10kV到现在20kV，等级有所简化，所以加大了保护的时间差，有利于保护，原来是0.5秒的极差配合，时间上是相当的紧凑，运用20kV的可以降低极差时间，利于配合。结束语综上所述，在我国，要想在城市中建造20KV的中压配电网，就必须加强在输配电及用电工程线路的运行管理，坚持实事求是的原则，加强先进技术的利用，这样才能实现20kV配电网的建设及使用，20kV配电网的建设能够极大的提高土地的利用率，减少资源的浪费，能够合理的优化配置，对于整个城市，整个社会都具有非常重要的意义的。参考文献1马苏龙20kV电压等级在配电网中的应用J电网技术，2008，32(19)：981002王晓博.郑州城区配电网20kV供电方式可行性研究D.硕士学位论文.郑州:郑州大学，2010.3