kV电压等级在配网中应用的优势与实践.docVIP

20kV电压等级在配网中应用的优势与实践 [摘 要] 合理的中压配电网电压等级会直接影响到供电质量、电网的能量损耗、电网建设的投资和电网的年运行费用等一系列问题。近年来，随着经济的发展，生活、生产的用电需求日益增加，负荷的密度随之增大，10kv配电网的容载比越来越低，因而20kv电压等级的配电网开始在江苏省内城镇逐步推广，本文比较10kv配电系统和20kv配电系统的技术经济性，指出对于负荷密度较高的地区20kv配电系统具有更大的优势。其供电质量高，供电半径大，同等容量的情况下变电所占地面积小。虽然基本建设费用稍高于10kv系统，但运行总体经济性更佳。并以南京九乡河变电站为例，分析20kv配电系统运行的特点。 [关键词] 配电网 20kv电压等级 小电阻接地 1.引言 20世纪70年代，我国完成了将众多的繁杂的中压配电电压(2.3kv、3.3kv、5.2kv、6kv、13.2kv等)统一为10kv的工作。在我国，中压配电网10kv电压等级的确定、采用及推广，在电网发展的过程中，确实起了重要的促进作用。20世纪70年代末开始的改革开放政策，大大地促进了我国国民经济的发展。城镇的现代化建设和人民生活水平的提高，使得对电力需求大幅度增长。而今，为了满足日益增大的城市电力负荷密度，根据地区特点，采取了提高和简化电压等级的措施，进而中压配电网引入了20kv电压等级。 追溯20kv的发展背景是这样的，美国早在1948年由于负荷的增长，为了寻求最低支出和最高经营利润，就部分采用了20.8～24.9kv电压；法国和德国在20世纪60年代初开始发展20kv电压等级；80%的欧洲国家，如意大利、奥地利、保加利亚、波兰等，中压配电均采用20～25kv；同期，前苏联几乎将所有大城市的10kv改造成20kv。目前，在14个亚洲国家和地区中，已有9个采用20kv作为中压配电电压等级。[1]在国内，苏州工业园区的配电系统选择了20kv电压等级，这是我国目前出现的惟一的20kv电压供电的配电系统。 2.20kv和10kv配电系统的技术优势比较 20kv和10kv电压相比较，具有较多的优势，本节将从传输容量、电压降落、电能损耗、提高供电半径等方面进行比较。 2.1提高传输容量 在导线截面和通过电流一定的情况下，如式： 可知，电压越高，容量越大。那么20kv比10kv的输送容量大一倍。 2.2降低电压降落 一条线路，如为始端电压，为末端电压，为线路末端有功，为线路末端无功，那么 略去第三项，电压损失 在负荷不变的情况下，。 2.3减少线路损耗 电能损失 [2] （5） 在负荷不变，相同时间情况下，,由此可见，20kv的电压损失是10kv电压损失的50%，相比10kv，电压质量就可得到更好的保证。电能损失是10kv的25%，损失减少了75%。那么在相同输入电能情况下，线损率就会随之减小。 2.4增加供电半径 自20世纪90年代以来，城镇电力负荷增长很快，市区负荷密度大幅度增加，一些城镇的市区繁华地区最大负荷密度已达30～50mw/km2，一些城镇在进行电网建设与改造规划中，预计城镇中心地区负荷密度到2010年可达40～50mw/km2，为满足城镇的用电需求，必然要修建更多的降压变电所。[3]20kv电压等级在输送相同的功率，应用相同截面的导线，在保证电压质量条件下，输送距离比10kv等级可以远1倍，即供电半径大1倍。可大大减少变电所的分布密度，从而减少了建设投资费用。 2.5变电所建设费用比较 在进线为110kv的情况下，出现分别为20kv和10kv进行比较，其中a类指负荷密度为30mw/km2 ，b类指负荷密度为50mw/km2 可带负荷即在变电所内任何设备在停运一台的情况下，不影响正常供电，负荷功率因数按0.85计算得出的。 当地区负荷密度增至30～50mw/km2时，，每隔2km就要修1-2座110/10kv配电变电所。每隔2km修0-1座110/20kv配电变电所，减少变电站的分布密度。据有关文献统计，当负荷密度逐渐加大时，两者的建设费用相应逐渐加大，当负荷密度增至50mw/km2，总建设费用相差达20％。 那么在建设费上用20kv电压等级具有优越性。 3.对系统的影响 3.1中性点接地方式 电力系统中性点与大地间的电气连接方式，称为电力系统中性点接地方式。电力系统的中性点接地方式是一个涉及到短路电流大小、供电可靠性、过电压大小及绝缘配合、继电保护和自动装置的配置及动作状态、系统稳定、通信干扰等多方面的综合性技术问题。根据国家规定，电力系统中性点接地方式分为有效接地系统和非有效接地系统，系统中的零序电抗x0与正序电抗x1的比值大于3，零序电阻r0与正序电抗x1的比值大于1，称为有效接地系统，反之为非有效性接地方式。[4]中性点直接接地系统及经低电阻