城市20kV中压配电网的优化研究

文/ 姚春印　深圳市前海开发投资控股有限公司　广东深圳　518054

城市20kV中压配电网的优化研究

文/ 姚春印深圳市前海开发投资控股有限公司广东深圳518054

城市配电网作为连接城市终端用户及电力发输电系统的桥梁，起着分配电能的作用，直接关系到用户的用电质量，其安全稳定运行关系人民生活质量及城市的经济发展状况，其优化规划关系重大。基于此，文章就新形势下20kV中压配电网的优化设计进行简要的分析，希望提供一个有效的借鉴，从而更好的促进电网的发展。

新形势；20kV电网；设计

1、城市20kV中压配电网优化规划概述

配电网规划是指在统计历史负荷增长并进行未来负荷预计増长的前提下，基于现有网络架构及负荷分布情况，构建新的网络连接方式及设备配置方案，满足一定的技术和经济指标。也就是在确定所在区域当前配电网架、电源和负荷分布及未来的发展趋势前提下，规划设计一个满足各类约束性条件的配电网络架构，使得其对应的技术经济优化目标函数最优。其中技术性指标包括电能质量、供电可靠性等。

2、20kV配网的规划特征

2.1由于配电线路的送电能力提高，导致配电线路数量减少。

按照城网规划的原则，按经济电流密度选择导线截面。相同导线，供电半相等，电压由10kV 提升至 20kV，送电能力提高1倍，减少了中压配电线路的数量和线路通道用地。

2.2增大中压线路的供电半径

假设配电线路的供电范围为夹角的扇形，配电线路的电压降百分数如下式所示：

导线阻抗（R、X）、供电范围夹角及负荷密度不变，供电半径和电压的关系：

可见，电压由 10kV 提升至 20kV，供电半径大 1.587倍，供电面积扩大 2.5 倍，也就是扩大 220kV的供电范围。

2.3降低电能损耗

节能降损效益可观，以采用相同导线输送相同功率的电能为例，20千伏线路比10千伏线路的电能损耗可降低75%，明显改善用户端的电压质量。

2.4配网组网形式要求为开关站提供预留的建设空间

由于20kV配电电缆比以前10kV电缆的传输容量大，而单个的用户容量有限，为保证电缆的充分利用，将在干线配电电缆末端配置开关站，这样的配网组网形式就要求为开关站提供预留的建设空间。

2.520千伏开关站应规划在区域负荷中心

20千伏开关站应规划在区域负荷的中心为多个建筑提供电源，并注意与市政电力线路的连接及进出线方便。

2.620千伏开关站转供容量宜为20～30MVA

20千伏开关站的出线回路数和转供容量应满足配电分区的负荷要求，其转供容量宜为20～30MVA。

3、规划实例

以深圳市前海深港合作区为例，前海的高开发强度带来较高的负荷密度，而在高负荷密度地区采用20千伏供电，能够较好的解决10千伏配电电压较低而导致的输送容量小、供电半径小、线路通道拥挤、线损大等供电能力不足的问题，从而形成较为稳定、充裕的供电系统。

3.1规划要点

（1） 主变并列，环网接线

采用同一变电站不同变压器之间的环网接线模式，20千伏配电线路从变电站一台主变的低压侧母线配出，经过若干用户后，环回本变电站另一台主变的低压侧母线，一进一出，按2路配网出线算。

图1　主变并列运行配网典型接线图

（2）电源点的20千伏供电半径按1.5～2.5公里规划，20千伏主干线路长度控制在2.5～3.0公里内。

（3）配网应依据电源点的位置和负荷分布，按地理情况分成若干个相对独立又能互供的分区，各配网分区应有大致明确的供电范围，供电范围互不交叉，一般以主要道路或其他自然环境划界，不交错重叠。各配网分区范围应随电源点的增加及负荷的增长进行调整，但应合理规划，避免重复建设。

（4）前海区道路是配网建设的依托。每个街坊周边的道路上应留有电缆的走廊和过路管通道。电缆通道及过路管应根据规划结合道路建设尽量一次建成，建设电缆通道时应同时考虑主网规划中的220千伏电缆通道和配电自动化所需的通讯线路的建设。

（5）由于市政管线规模较大，在前海地区的部分道路上规划有市政共同沟。中压电缆通道在共同沟有条件的条件下，考虑进沟敷设。在没有条件的路段，则根据单元开发的特点，及前海地区道路人行道较窄的实际条件为每个单元预留至少一个市政配电系统接入点。

3.2注意事项

（1）据其他国家和城市20千伏系统升级改造的经验，对于配电20千伏的电压等级的接线形式采用双环网或单环网，而由于主环上不可能设置过多的用户分散接入点，只能采用局部集中接入的形式，建议供电部门结合20千伏配网设计对集中接入所用的开关站的设置等相关问题进行考虑，以解决集中接入问题。

（2）建议配网主环网由供电局进行建设，便于统一建设、统一维护，提高配网的可靠性。

（3）在推广应用20kV电压等级的过程中，无论是新建20kV中压配电网或在10kV配电网基础上改造，一些基础性的技术政策应认真对待，如中性点运行方式、配电变压器的接线方式、配电体制、开关站的配置等。

结语：

电力系统作为生产建设和居民生活的核心产业，电力行业也是国家发展的重要支柱，所以电力设施的规划及建设要有一定的预见性，作为电网规划人员，我们必须明确城市电网规划设计的基本思路、需要遵循的原则以及任务和目标等，分析城市电网规划设计中的关键技术，为城市电网规划提供可靠的依据。

［1］张蕾.20kV中压配电网项目规划方案设计及综合评价研究［D］.华北电力大学，2014.

［2］石帅.中压配电网采用20kV电压等级的技术经济研究［D］.天津大学，2009.

［3］陈晖.20kV中压配电网建设与改造在客户侧的思考［J］.中华民居，2011，08：102-104.

TM715

A