探究与分析20kV配电网规划的必要性

探究与分析20kV配电网规划的必要性
发布时间：2022-09-26T08:37:05.265Z 来源：《当代电力文化》2022年第10期作者：陈秋燕
[导读] 城市的发展建设离不开稳定的用电支持，人们的生产生活也与稳定可靠的用电紧密相连。

陈秋燕
广州中恒城市规划勘测设计有限公司，广东广州510000
【摘要】城市的发展建设离不开稳定的用电支持，人们的生产生活也与稳定可靠的用电紧密相连。

配电网在电力系统中扮演着重要角色，比如输电、配电等。

目前，我国正在大力发展城市化建设，随之面临的是土地资源紧缺与电网建设的问题。

20kV配电网的出现，可以缓解电网建设与土地资源紧缺之间的矛盾；在技术上是突破10kV配电网瓶颈的关键。

配电网今后应朝着稳定电压、降低电能损耗等方面提高供电可靠性，这样子才能满足人们的用电需求。

本文从规划的角度，阐述20kV配电网对电网建设的重要性，希望为今后的工作提供借鉴。

【关键词】10kV；20kV；配电网；电网建设；电网规划
就电力系统来说，配电网的本质上是一个联系用电用户与变电站的桥梁，是一个集合运行、用户管理等方面为一体的管理系统。

配电网在整个电力系统里面承担着对电能进行科学分配的重要作用。

随着城市的发展建设，用电需求越来越大，为了满足用电需求，20kV配电网规划与建设被提上了议事日程。

通过建设20kV配电网，优化供电电压模式，改善配电网络结构，能够以最大的适应性来满足负荷的发展需求。

本文首先阐述我国现状的配电网网络结构，接着对20kV配电网的发展建设必要性展开论述。

1现状配电网网络结构
1.1 10kV配电网系统
上世纪50年代中期开始至70年代末期结束，这个时间段内我国对电网进行了改造、电压升级等建设，将当时我国使用的多种配电电压，统一到了当时制定的标准配电电压；即10kV电压等级。

目前，我国仍然采用10kV中压配网作为高、低压电网的中间枢纽。

在配电网中，10kV配电网的确定以及推广使用，促进了我国电力行业的发展进步，在保障安全供电方面起到了重要作用。

由于10kV配电网是我国处于电力负荷水平较低时形成的产物，随着经济的快速发展，负荷密度与用电量需求的不断变大，10kV配电网是适配性愈发低下。

其主要表现为以下方面：
①受到配电距离与供电能力的限制，需要新建上级变电站。

现有的10kV配电网不能很好的适应负荷密度较高的地区的需求。

对于负荷密度较高的城市中心，往往110kV变电站的主变容量需要选择的比较大；甚至于较大的主变容量仍然无法满足需求，则需要在几平方公里外，增设一个变电站，这样子的布点方式，使得电力设施占据大量的城市土地资源，同时也约束了城市电网的发展。

②10kV配电网线损耗过高。

对于负荷密度较低的偏远地区或者城市郊区，10kV配电网的短板也尤其明显。

那就是长距离输送电。

长距离供电，使得在输送过程中，电损耗过高，容易造成用电末端低电压，不利于用电的稳定性。

由此可见，在过去的用电需求中，10kV配电网起到了重要的作用；但随着改革开放，城乡用电事业的大力发展，10kV配电网的不适性愈发明显；为了满足城市中大量的负荷增长需求以及日后的发展需要，20kV配电网登上了电力系统的舞台。

1.2 20kV配电网系统
在新中国成立之初，20kV配电网也曾在我国电力系统中存在过。

我国电力部曾在1959年颁布过与20kV电压等级相关的条款规定。

但由于当时的技术水平不足以及统一标准电压的要求，在1976年颁布的相关规定与标准中把20kV相关内容删除了。

随着用电水平的不断提高，电力负荷密度的不断增大，中压配电网的电压也应随之提高。

20kV中压配电系统在世界各国尤其是经济发达地区取得了广泛的应用。

目前，我国的部分地区也建立了20kV配电网系统，比如苏州工业园，广州中新知识城部分地区，上海轨道交通、地铁以及轻轨等。

2 20kV配电网建设的必要性
电力是国民经济的重要支柱和先行行业。

电力系统网络的结构与布局，电网电压等级的确定与组合，对国家的经济建设发展，有着深远的战略意义，同时也承担着现实的作用。

它们在某种程度上决定了电力系统的投资以及国民经济的整体布局。

电压等级的确定由多个方面共同决定也相互制约，包含着技术经济性以及方针政策性的综合研究课题。

在大规模基础建设的当下，建设以及优化电网结构已经势在必行。

进入20世纪90年代以后，上海、北京、广州等经济率先发展的城市，市内特别繁华区负荷密度迅速增加，已到达(30～80)MW/km2。

根据相关资料显示，广州市2010年的平均负荷密度已到达了18.3MW/km2，市中心的平均负荷密度约为35MW/km2以上。

深圳市在2000年是平均负荷密度达到了11.8MW/km2。

随着负荷密度的增大，为了解决用电问题，就需增设更多的上一级变电站。

这样子使得国家对电力设备投资，基建占地、线路走廊等问题都需要加大投入；从绿色节能，低碳生活的角度来说，这并不利于电网结构的优化升级。

以建设110kV变电站，分别采用10kV配电网以及20kV配电网来论证。

新建一座110kV变电站，采用10kV配电网系统时，主变可设3台31.5MV A变压器，则10kV出线约为24回路；根据可供容量“N-1”的原则，可用容量则为63MV A。

但是若采用20kV配电网系统时，主变则可采用63MV A变压器，出线回路仍为24回；同样根据可供容量“N-1”的原则，可用容量则为126MV A。

相较与10kV配电网的可用容量，增加1倍。

换言之，相同可用容量，采用20kV配电网系统，则可以减少建设变电站，节约电网投资；有利于提高经济效益。

与10kV配电网系统相比，20kV配电网可减少一级降压等级的变损，降低线损，从而提高供电能力。

在相同容量、相同截面以及相同距离的情况下，20kV的供电线损对比10kV而言，降低近一倍。

根据供电半径的定义及计算得知，同种电压等级输电中，电压跌落情况小，供电半径大。

相比较来说：在同能负载情况下，在输送相同的电功率时，20kV的供电半径要比10kV的供电半径大，线路的经济负荷也可增大。

根据规范标准资料显示，10kV线路的输送功率只有300～2000kW，一般供电距离为3～15km。

但当其经济供电半径在负荷密度为20kW/km2～30kW/km2时，供电距离就仅为10～12km；当负荷密度超过40kW/km2～50kW/km2时，供电距离就不足8km。

而20kV线路的输送功率可达到800～5000kW，一般供电距离为15～35km。

其经济供电半径在负荷密度为25kW/km2～35kW/km2时，供电距离为18～20km；即使负荷密度达到60kW/km2～70kW/km2时，供电距离也还
可以达到14～15km。

由上得知，在相同的条件下，20kV配电网的供电距离更长。

采用20kV配电网比10kV配电网可减少设置变电站数量，节约经济成本，减少占用城市用地。

降压等级次数的减少，减少运行成本，同时也可以有效减少变损，提高有效功率；20kV配电网更适合长距离供电，可有效减少对城市土地空间的占用，减少用地成本。

3结束语
综上所述，展望未来，配电网系统是整个电力系统的重要组成部分。

在当今社会建设发展的浪潮中，20kV配电网能更好的适应发展需求，也有广阔的前景。

对10kV配电网的改造升级，20kV配电网的技术与设备更新，能为电力行业未来的发展提供可靠的保障。

在大数据发达的时代背景下，在建设20kV配电网的同时，应用科学的力量完善20kV配电网的自动化系统，以保障后续20kV配电网运行的电网安全。

新一轮电网改造即将开始，20kV配电网的推广和运用，将更适应我国当下电力负荷发展的需求。

参考文献
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