城市配电网10kv升压20kv可行性探究

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1、城市配电网10kV升压20kV可行性探究　　摘要：进入21世纪以来，我国城市电力需求迅速增长，城区电力负荷密度不断增大，供电范围不断扩大，10kV配电网已越来越不能适应高负荷密度区域的发展需求。在中压配网中，相比于10kV配电网，发展20kV电压等级供电具有明显的技术和经济优势。本文将从国内外的发展趋势及必要性和效益等方面对城网10kV电压等级改造为20kV的可行性进行分析研究，并探讨合适的过渡方案。关键词：城市配电网20kV升压改造可行性中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：一、概述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

2、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10kV电压等级升压成20kV不仅可行，也是一种必然趋势。二、10kV电压配电网存在的问题(一)网架结构薄弱，供电能力受限据相关数据可知，10kV线路供电半径，在负荷密度为20-30kW／km2时为10-12km；40-70kW／km2时不足86km。以南方某城市中心区为例，2010年总负荷为170万千瓦。全区用电量85亿千瓦时；2010年110kV变电站容载比为1.67，220kV变电站容载比为2.37；2010年人均电量9660千瓦时，负荷密度2.19万kW／km2。每2、3km2就得建1个降压变电

3、站，从投资、管理、占地、节能和环境等方面来看，都存在成本过高，效益低下的问题。再以浙东某副省级市的农村地区为例，2007年至2010年，农业用电量增长76.44%，农村用电负荷密度由每平方公里65千瓦增至122千瓦。用l0kV线路供电时，由于受供电半径的限制，将需要建设35kV变电所10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。从上可见，10kV配电网络网架结构十分薄弱，倘若遇到不确定的负荷变化或者自然影响，对国民经济造成的影响不可估量。(二)网损比较大，电能质量差长期以来，我国电网的线损率偏高，2007年我国电网线损率为6.97%，虽比我国1977

4、年的10.19%下降3.22个百分点，节约将近0.468亿吨标煤，但仍与发达国家的水平有差距。全国城市电网110kV及以下高、中、低压配网线损电量约占总线损电量的60％，而l0kV及以下中、低压网络线损占城网线损的比重在不断上升，有些城市由45％左右上升到50％-56％。以东南沿海某地级供电局提供的线损率为例，该供电局范围内110kV及以下线损率为6％左右，其中l06kV线损率为2.72％，0.4kV为1％左右，其余2.38％左右为35kV和110kV的线损率。表1为某市采用10kV和20kV混合供电的工业园20kV配电网和城区10kV配电网总线损率比较。表1配电网总线损率比

5、较从表l及前述计算中可以看出，与10kV配电网相比，20kV电压等级配电网的线损率有较大幅度的降低。三、10kV升压改造成20kV的可行性分析(一)从电网稳定运行的角度分析1.电网配电容量提升，供电传输能力成倍提高对于目前的城市而言，中心城区的电力负荷密度是相当大的，目前其采用的10kV配电网络容载相对而言较低，这影响到了地区的供电可靠性。我们知道，在中压配电网络的输送容量中，按照城网规划的原则，依经济电流密度选择导线截面A(mm2)，输送功率(kW)：（1）式中：UN——中压配电网额定电压；Il——线路导线在环境条件下的持续载流量。6在载流量不变的情况下，导线的规格也不变，

6、即A不会改变。那么，当电压等级由10kV升压到20kV时，线路输送容量相对应地增加1倍。当中压电压升高后，主变容量增加，高压/中压变电站和中压馈线的供电能力也相应提高，若电力负荷保持不变，则其容载比也可提高1倍。2.供电范围大幅增加由（2）可得供电半径：（3）式中：ro,Xo%——导线单位长度电阻、电抗。在相同配电容量条件下，当电压从10kV升至20kV，在其它不变的情况下，供电半径可增加1倍，即意味着供电输送距离可以增加1倍，根据不同的电网连接方式，供电范围大致可以提高1.5倍左右。3.改善电压质量，优化电压级差线路的电压降百分数为：（4）式中：R,X——线路的电阻、电抗；

7、S,φ——线路传输的视在功率、功率因数角6在线路参数和输送功率不变的前提下，电压降百分数与电压的平方成反比。当中压配电电压等级由10kV升到20kV后，用相同导线输送相同负荷，线路电压降可减少75％，即使在负荷升高1倍时，电压损失也可减少50％，线路末端的电压质量得到了改善。因此，在对电压质量要求比较高的地区，20kV配电电压等级更能显示出其电压质量高的优越性。合理的电压级差有利于上下级电网主变容量的协调，有利于将短路电流控制在合理的范围内。理想情况下，从超高压降压时，两个电压等级之间的电压级差一般大于