20KV配电网避雷器、中性点接地的设计与研究.docVIP

武汉大学 2011年7月摘要：伴随着我国国民经济的持续发展，电力供需矛盾不断加剧，现行10KV配电网在供电能力等方存在很多局限性。从国外很多国家的成功经验和我国的试验情况已论证，20电压在技术上是可行的，经济上是优越的。本文从国内外20KV配电网情况出发，针对20V配电网的避雷器设置和中性点接地方式的选择等问题进行设计和研究。关键词：20V配电网，避雷器，中性点接地方式………………………………………………………………………………Ⅱ 1 绪论…………………………………………………………………………………? 1.1 配电网采用10KV等级供电的局限性………………………………? 1.2 配电网采用20KV等级供电的意义…………………………………? 1.3 20KV中压配电在国内外的应用………………………………………??? 1.3.1国外采用20KV配电压的情况…………………………………??? 1.3.2国采用20KV配电压的情况…………………………………? 1.4 20KV全电缆配电网络装设避雷器的必要性………………………3 1.5 20KV全电缆配电网络避雷器的选择……………………………….3 1.5.1避雷器技术参数的选择……………………………………………3 1.6 20KV配电网中性点接地的设计与研究…………………………… 4 1.6.1 20KV配电网中性点接地方式的比较………………………..4 1.6.2 20KV配电网模型与中性点接地方式概述………………….5 1.6.3 20kV配电网的模型……………………………………………….5 1.6.3.1 电网的等值接线图…………………………………………..5 1.6.3.2 电网的参数…………………………………………………….5 1.6.4 20kV配电网电容电流的计算…………………………………..6 1.6.4.1 线路电容电流的计算……………………………………….6 1.6.4.2 不同电网结构下的电容电流……………………………..7 1.6.4.3 不同电网结构下的电容电流……………………………..7 1.6.5 20kV配电网不同线路类型的中性点接地方式选择…….8 1绪论 1.1配电网采用10kV等级供电的局限性 伴随着我国国民经济的持续发民，电力供需矛盾不断加剧，尤其是城乡生活用电和乡镇企业用电迅速增长。现行10kV配电网存在以下局限性： (1)供电半径不足。10KV线路供电半径，在负荷密度为20～30kW/km2时为10～12km；40kW/km2时不足8km。我国农村（东部地区）用电负荷密度平均约60～70 kW/km2,一个县约几百平方公里，用10kV线路供电时，由于受供电半径的限制，将需要建设35kV变电所十余座，除花费大量投资及占地外，每年仅主变压器损耗就有百万千瓦时之多。我国大城市中心负荷密度在11～30MW/km2，每2.3km2就得建一个降压变电站，无论以投资、管理、占地、节能、环境等方面来看，都存在不少问题。 (2)网损大，电能质量差。目前农村10kV配网线损率大都在10%以上。线路过长，末端电压过低，配变长期低负荷运行，故农网早在1984年就提出采用20kV电压等级代替10kV、35kV等级的问题。因此，在用电负荷不断增加、各行各业对用电质量要求越来越高的形势下，采用20kV电压等级，并结合城市电网和农村电网的建设和改造，应列入工程的设计之中。 （3）高负荷密度的供电难以满足。随着经济发展出现了负荷相对集中的地区（工业区、商业娱乐中心、高层建筑等）。导致110kV变电站、10kV变电站布点密度和10kV线路回路数增大，占用太多的站点资源和走廊资源，而在负荷密度较高的城市中心区走廊和站点资源的获取很困难。配变电设备的急剧增长与城市用地紧张之间的矛盾，给配电岗的建设带来了困难。 1.2配电网采用20kV等级供电的意义 国内已对采用20kV为配电电压的可行性（线路升压改造、主变压器及中性点接地方式、避雷器设置等）进行充分调研与论证，证明20kV电压制技术上是可行的，经济上是优越的。从理论上分析，20kV的优越性体现在： (1)提高线路的输送功率，节约有色金属。在导线截面和通过电流一定的情况下，电压越高，输送容量越大，不仅输送容量提高了1倍，而且如果要输送相同的容量，20kV的导线截面比10kV的导线截面可以减少50%，可节约有色金属。 (2)提高中压网络的供电范围。当电压损失率一定时，电力线路负荷和电压的平方成正比，20kV供电比10kV供电负荷矩提高了4倍。因电压提高，供电半径还可以提高1倍。 (3)降低功率损耗。输送相同功率时，（导线截面不变，输送距离相同）20kV线路电流只有10k