城市电网改造和中压配电电压选择探析

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[摘要]近年来，随着社会经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，城市电网改造工作也将面l临着新的挑战，尤其是中压配电电压的选择更是一个非常棘手的问题。本文将对这一问题进行研究，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。

[关键词]城市电网；改造；中压配电；电压选择；研究

近年来，随着社会经济建设的快速发展和城市化建设进程的不断加快，人民生活水平不同提高的同时也对生活电气化的程度要求提高了，城市用电量大幅度提高，城市配电网的压力越来越大。在城市电网配备过程中，中压配电网的作用非常大，起着中间桥梁的作用；然而，中压配电网的电压等级选择也已经经历了一个漫长的发展过程，而这种发展过程也随着社会经济发展必将成为主流趋势。

1.城市电网改革与配电电压提升

随着我国社会经济的快速发展，很多地区尤其是城市的负荷密度在不断的增大，在供电能力、距离以及线路损耗保护等方面将面临着新的挑战。由于原有的电网系统难以满足当前如此巨大的负荷要求，因此城市电网改革成为一种必然的趋势。

从实践来看，城市电网输电规模的不断扩大以及用电来量的迅猛增加，明显的暴露出了当前我国城市电网配网的等级和变电层次，甚至是结构布局都已经不再适应发展的要求。在实践中，主要表现在以下几个方面：1、现行的电网相邻的电压级差跨距普遍偏小，从而导致电压级的容量因为重复过多，不能及时的释放出来。据研究表明，级差跨距一般应当大于三倍为最佳；如果级差太偏小，一定会增加变电层次，增大电力系统建设的投资以及增大网络上的损耗，且对加强电网管理及其维护非常的不利；2、配电电压太低或者配网的供电能力存在着明显的不足，不仅使变电所的布设点和出线的回路数量增多，而且还加大了电网线路的电压损失以及配电网上的能耗。一般而言，配电网上的耗资非常的大，资金的损耗严重影响了电力电网的迅速发展，尤其是中压配电电压太低所引发的各种不利影响，成为阻碍我国电力事业发展的主要桎梏。在这种情况下，加强城市电网改革和提升中压配电电压可谓势在必行。

2.几种中压配电电压方案的选择

根据当前我国的电压制度及多地区已经建立了220KV主网架这一事实，目前最常见的电网结构方案主要有220／110／10／0.4KV、220／110／20／0.4KV和220／110／35／10／0.4Kv，分别分析如下：

2.1第一种方案（220／110／10／0.4KV）是当前我国使用最广的一种模式

两台220KV的电源线，分别引入一座两台型号为220／110／35KV变电站，同时再加上一座两台110／35／10KV的主变压器，除此之外还有两座两台35／10KV型号的主变压器变电站，从而形成了四块相邻的IOKV供电区。

2.2第二种方案（220／110／20／0.4KV）是当前我国大多数城市电网的用电模式

它也是由一座两台型号为220／110／10Kv主变压器变电站，同时还要加上三座两台110／10Kv的主变压器变电站，从而形成了四块相邻的10KV供电区。

2.3第三种方案（220／110／35／10／0.4KV）是工业园区最常用到的配电模式

该种方案时目前讨论最多的一种模式，它是有一座两台型号为220／110／20Kv主变压器变电站，再加上三座两台110／20KV的主变压器变电站，从而形成了四块相邻的20KV供电区。

为了方便比较三种方案，暂且假设该供电区域中的负荷密度是50，面积是4平方千米，三种方案中的中压配电线路长度一般都在一千米以内。通过分析可得出以下结论：第一，供电可靠性。虽然三种方案都可以达到一定的水平，但就减少变电的层次、安全和设备简便程度上看，方案一要明显的比其他两个方案差。第二，工程投资。方案一的主变压器总容量最高，且投资也最大，而其他两个方案的容量比较接近，且投资相差并不是很大。因此可以断定，在高中压配电装置这一块，方案一的总造价是最高的。第三，在运行维护和电能损耗两个方面，方案一无论在复杂度还是在电压的损耗方面都要明显的大于其它方案。综上所述，在现代城市配电网改革过程中，最好选择方案二和方案三，对于满足发展的需要和长远的目标实现非常重要。

3.中压配电电压方案的可行性研究

通过以上分析可知，在当前城市电网改造过程中选择10KV和20KV的中压电压是最为合适的，其可行性主要表现在技术可行性和经济可行性两个方面，具体分析如下：

3.1技术可行性分析

目前来看，10KV和20KV电压都属于中压电压配电范畴，而且二者的各项技术要求也都基本上属于同一类，实际上并没有太大的差异性。据调查显示，目前我国很多的工业园区早在上世纪末就开始使用20KV中压配电了。就目前我国的《电力工业技术管理法规》与《电业安全工作规程》的要求而言，其中对20KV的电压级已经做出了相对比较具体的一些规定。由此可见，使用20KV的电压作为配电电压，在当前我国城市电网运行中是完全有技术支撑的；同时国家及相关部门也相继颁布了城市电力电网技术和配电电压标准，并对20KV等级电压在城市电力系统中的应用均做出了具体的要求，因此在当前城市电网改革过程应用20KV的电压在技术上不会存在太大的问题。

3.2经济可行性分析

将20KV的电压作为配电电压，可以采用110／20／0.4KV的供电模式，这样比较有利于降低送变电网工程建设的投资及输电线路上的能力耗损，尤其在负荷密度比较大、输电线路比较长的情况下，其经济效益表现的就越明显。通过计算可知，若采用110／20KV的电压，则一个电网电站可辐射的辖区面积可以达到1600平方千米；若采用35／10KV的电压，则一个电网电站可辐射的辖区面积可以达到，400平方千米。因此采用110／20KV的电压，一个站点就相当于建设四个35／10KV的电压供电点，同时可节约输电电线6万米左右，节约建设开支1100万元。节省如此一笔巨大的开支，也是采用20KV电压经济可行性的一种重要表现。对于低负荷密度地区而言，可采用升压方案，其经济可行性主要体现在该方案可以有效的节约一大笔输变电工程建设的投资；对于较高负荷密度地区而言，才用升压方案，其经济可行性主要表现在全网的节能效果方面。从实践来看，110／20／0.4KV型号的电压，大大减少了降压的层次，并且使整个电网的结构更加的简单化，无论是操作还是维护方面都更加的人性化和简便化，这在很大程度上也有效的节约了资金的投入和开支，同时也是采用20KV的电压作为配电电压经济可行性的一种重要表现。

4.结语：

本文主要对城市电网改革的必要性及配电电压选择的必要性进行了分析，但需要说明的是本文所研究的配电电压方案并不一定适合所有的城市和地区；城市电网的结构和配电电压的选择原则是技术先进、可行，实际运行中又经济、合理，因此根据不同地区的实际情况进行改革和选择才是最重要的。