20kV电压等级在中压配电网中的应用.pdfVIP

第 3 1 卷 第 4期 2 0 0 9年 4月 华 电技 术 hua d i a n te c h n o l o g y vo 1 31 n0 4 ap r 2 0 0 9 2 o k v电压等级在 中压配 电网中的应用 ap p l i c a t i o n o f 2 0 k v v o l t a g e l e v e l i n me d i u m v o l t a g e p o we r d i s t r i b u t i o n n e t wo r k 赵 国祥 zhao gu o x i a n g ( 江苏省灌溉总渠管理处， 江苏 淮安2 2 3 2 0 0 ) ( a d m i n i s t r a t i o n d e p a r t m e n t o f j i a n g s u p r o v i n c e ma i n i r r i g a t i o n c a n a l ，h u m a n 2 2 3 2 0 0 ， c h i n a ) 摘 要 ： 某地 区中压配 电网主要 采用 l 0 k v供 电， 随着电力负荷 密度和供 电范围的增 大， 原有 1 0 k v配电网已 无法满足需求 ， 发展 2 0 k v等级供 电网络在 降低 网损 、 增大输送 容量等方面效 益明显。通过理论 分析并结合 该市 2 0 k v电压等级供 电网的试 点工程 ， 论证 了2 0 k v中压配网的优越性和发展前景 。 关键词 ： 2 0k v电压等级 ； 中压配电网； 变电站 ； 网损 中图分类号 ： t m 7 6 文献标志码 ： b 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 0 9 ) 0 4 0 0 3 2 0 3 ab s t r a c t ： t h e 1 0 k v v o l t a g e l e v e l wa s a d o p t e d b a s i c a l l y f o r p o w e r s u p p l y i n me d i u m v o l t a g e p o w e r d i s t r i b u t i o n n e t wo r k o f s o me a r e a al o n g wi t h t he i n c r e a s i n g o f e l e c t ric l o a d d e n s i t y a n d t he e x p a nd i ng of s e r v i c e a r e a，t he o rig i n a l p o we r di s t rib u t i o n ne t wo r k i s n ot s a t i s f y t he n e e ds for p o we r s up p l y de v e l o pme n t o f 2 0 k v v o l t a g e l e v e l p o we r d i s t ri b u t i o n n e t wo r k s h o u l d b r i n g n o t a b l e b e n e fi t i n r e d u c i n g t r a n s mi s s i o n l o s s e s a n d i n c r e a s i n g t r a n s mi s s i o n c a p a c i t y b a s e d o n t h e o r e t i c a l a n a l y s i s ， c o m b i n i n g w i t h t h e p i l o t p r o j e c t o f 2 0 k v v o l t a g e l e v e l p o w e r d i s t r i b u t i o n n e t w o r k i n t h e c i t y ，t h e a d v a n t a g e s a n d d e v e l o p me n t p r o s p e c t o f 2 0 k v p o we r d i s t rib u t i o n n e t w o r k w e r e d e mo n s t r a t e d ke y wo r d s： 2 0 k v v o l t a g e l e v e l ；me di u m v o l t a g e p o we r di s t rib ut i o n n e t wo r k；s ub s t a t i o n；t r a ns mi s s i o n l o s s e s 0 引言 国家“ 十一五 ( 2 0 0 6 -2 0 1 0年) ” 国民经济发展 规划明确提出要把节约能源作 为基本 国策及“ 十一 五” 时期单位 国内生产总值能源消耗要 比“ 十五” 期 末降低 2 0 左 右的 目标。电力工业作为 国民经济 中主要能源行业 ， 在供给用电客户大量电能的同时 ， 在生产传输过程中 自身要消耗一定数量的能源 ， 因 此， 电力行业加强 自身的节约降耗对发展循环经济 ， 加快建设资源节约型社会 ， 促进经济发展意义重大。 随着国民经济高速发展和人民生活用电需求的 增长 ， 用电负荷 日益提高， 降损节能纳入了电力可持 续发展的首要任务。我国目前采用的电压等级 已经 不能满足电力发展的需求 ， 必须通过技术改造 ， 优化 电压等级 ， 提高供电能力， 最大限度地满足用户需求 的同时减低线损 ， 节约能源。电力行业在发展 1 0 0 0 收稿1 3 期 ： 2 0 0 81 ll 9 k v及以上特高压配电网的同时 ， 正积极研究优化 中 压等级并发展 2 0 k v中压等级配电网。 1 国 内、 外 2 0 k v电压等级 的使用 国外的中压 电 网已普遍 采用 了 2 0 k v电压 等 级。法国巴黎从 2 0世纪 7 0年代 中期发展到 2 0世 纪 9 0年代末期 ， 2 0 k v配电网所占比例由 4 2 上升 到 9 8 5 。巴黎电网采用的 2 2 5 2 0 0 4 k v电压系 列是 目前世界上 电压等级最简化 的系列 ， 其可靠性 、 经济性和运行灵活性方面的优势非常突 出。此外 ， 2 0 k v电压等级 目前在 日本 、 新加坡 、 英 国、 德 国、 意 大利等很多国家都得到 了应用。2 0 k v电压等级作 为中压配电网的标准电压 ， 已列入 i e c ( 国际电工委 员会) 标准。 在国内 ， 苏州是我 国最早采用 20 k v电压等级 供电的城 市。苏 州 工业 园负 荷密 度达 到 3 o5 0 m wk m ， 初建时， 用 电方 案是外商投资所考虑 的 重要 因素 。 为了适应招商 引资的需要 ， 经调研论证 第4期 赵 国祥： 2 0k v电压等级在中压配电网中的应用 3 3 后 ， 苏州供电公 司率先在苏州工业园采用了 2 o k v 电压等级供 电。多年的运行 实践表明， 2 0 k v 电压 等级配电网相对 1 0 k v的电压等级配电网， 在高密 度区域具有供电能力大 、 电压质量高 、 电网损耗低等 明显的优势。 2 发展 2 0 k v中压配 电的必要性 南京市是江苏省的电力负荷中 t k , 之一 ， 2 0 0 7年 夏季最高负荷 已达到 5 3 0 0 m v a， 并将在 “ 十一 五” 期间持续快速发展。南京城区 目前中压配网多 采用 1 0 k v电压等级。 现有的 1 0 k v配电模式存在着不少问题。 ( 1 ) 1 0 k v供 电半 径不足。1 0 k v线 路供 电半 径 ， 在负荷密度为 2 03 0 k w k m 时为 1 01 2 k m， 在 4 0 k w k m 时不足 8 k m。农村地 区用电负荷密 度平 均约 6 0 7 0 k w k m ， 一个 县几百 平方 千米 ， 用 l 0 k v线路供电时， 由于受供电半径的限制 ， 就要建 设 1 0余所 3 5 k v变 电站 ， 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。 ( 2 ) 网损大， 电能质量差。目前农村 1 0 k v配网 线损率大都在 1 0 以上。线路过长使末端 电压过 低， 配网变压器长期低负荷运行， 随着负荷的越来越 大， 已经无法保证供电质量。 ( 3 ) 高负荷密度的供 电难 以满足。随着南京地 区经济的快速发展 ， 出现了新街口中心商务区， 山西 路商业休闲街， 龙江大型居住区， 江宁开发区等高密 度负荷的用户 ， l 0 k v配电网络容载 比较低 ， 严重影 响了供电可靠性 ， 必须增加新的电源点。但 由于这 些区域所处位置的局限性 ， 使站点 、 线路路径和上级 电源的选取都非常困难。 2 0 k v配电系统相对于 1 0 k v配电系统来说 ， 不 仅是电压等级的提高， 更关键的是 电网输送能力的 成倍提升和电网输送半径的扩大。在输送相同容量 时 ， 电压的等级越高， 导线所需截面积越小， 从而大 量减少了线路 的投资。由此看出， 2 0 k v电压等级 的应用对于提升南京中压配电网的供电能力和适应 性， 降低网损和供 电成本 ， 减少 电力设施 占地资源 等， 都有着不可估量的作用。 3 南京地区2 0 k v电压等级应用及发展 为了满足 日益增长的电力需求和克服变电站用 地难以解决的困难， 南京市供电公司按照“ 增容、 换 代、 升压 、 优化通道” 的发展思路， 决定大规模推广 2 0 k v电压等级供电网。2 0 0 8年， 南京地区 2 0 k v中压 配电网的建设拉开了帷幕。当年 8月， 采用 2 0 k v等 级替代 1 0 k v的 2座变电站 ： 1 1 0 k v龙凤变电站和 1 1 0 k v九乡河变电站， 相继成功投运。现以 1 1 0 k v九 乡河变电站为例， 介绍该工程的应用概况。 ( 1 ) 电气主接线。1 1 0 k v九乡河变电站地处南 京仙林大学城地区 ， 建设规模是远景 3台主变压器， 该期 2台主变压器； 1 1 0 k v 2 0 k v电压等级。1 1 0 k v 采用线变组接线 ， 2 0 k v采用单母线六分段环形接 线 ， 每台变压器都联接 2段母线 ， 当其中任一台变压 器停运时， 都能保证所有 2 0 k v出线供电的连续性。 这种主接线方式最大程度地保证了供电的可靠性和 灵 活性 。1 1 0 2 0 k v九 乡河 变 电站 的投运 极 大地 缓 解南京仙林大学城的用电紧张状况。 ( 2 ) 电气设备选择。根据 目前 1 1 0 k v 2 0 k v电 力变压器的制造水平和该工程实际情况 ， 从减少用 户维护工作量和提高运行可靠性方面考虑 ， 选用三 相双绕组 自冷有载调压降压变压器， 分体式布置。 额定 电压 1 1 08 x 1 2 5 2 1 1 0 5 k v( 平 衡 绕 组) ， 接线组别 y n ， y n 0， d l 1 ， 阻抗电压按校核主变压 器 2 0 k v侧三相短路 电流不大于 2 0 k a进行选择。 主变压器容量根据南京仙林大学城的区域负荷密度 选择为 6 3 mv a。 1 1 0 k v配电装置采用 g i s成套设备。该设备安 装工作量小 ， 一般 2 0年免维护 ， 断路器为单列排放， 布置紧 凑灵 活， g i s气管 较短 ， 有效 减 少 了 占地 面积 。 2 0 k v配电装置采用户 内金属铠装移开式真空 开关柜。目前2 0 k v开关柜最大额定电流可达 2 5 0 0 a， 受其限制， 2 o k v主变压器进线调 整为双分支开 关进线 方式 。 ( 3 ) 2 0 k v接地方式。该站 2 0k v馈线采用电缆 供电， 其绝缘层的绝缘被击穿不具有 自恢复能力 ， 当 系统发生单相接地故障时希望故障线路及时断开 ， 避免馈线 由于带故障运行而使单相接地故障演变为 更为恶劣的相间故 障， 从而使故障扩大。故 2 0 k v 采用小电阻接地方式。 目前 ， 除了以上作为 2 0 k v技术试点的 2个 变 电站运行 良好 ， 还有多所应用 2 0 k v电压等级的变 电站分别处于可行性研究 、 设计和施工阶段 ， 2 0 k v 电压等级技术正在南京新建的城区电网中大力推广 和发展 。 4 需要进一步探讨的问题 目前 ， 2 0 k v 电压等级在南京地区实际推广应用 3 4 华 电 技 术 第 3 1卷 中还存在一些 问题需要进行更深入的研究和论证 。 ( 1 ) 中性点接地方式 的选择 。中性点接地方式 对 2 0 k v配电系统及其设施运行的安全可靠性和经 济性有较大影响。对于全电缆出线或者少数绝缘架 空出线 ， 可以选择 2 0 k v中性点经小电阻接地 ， 配 电 网绝缘水平为5 0 k v 。在架空出线较多的地区， 考虑 到供电可靠性 的要求 ， 2 0 k v中性点需经过消弧线 圈接地。根据国际要求 ， 此时设备对地绝缘水平将 提升到 6 5 k v， 这意味着全配电网绝缘水平 的提高 ， 从而使设备成本大幅上涨。 ( 2 ) 电网等级改造的难度。由于 1 0 k v配 电网 在南京城市改造和农村电网建设 中已形成规模 ， 用 户多且分布广泛 ， 一次性彻底 改造为 2 0 k v配电网 难度大。在短时问内2 0 k v配 电网还不能形成网状 结构 ， 导致 2 0 k v线路互供 的灵活性较低 ， 对供电可 靠性将会有一定 的影响。所以， 中压配电网的电压 等级由 l 0 k v过渡到 2 o k v是一个长期的、 循序渐进 的过程 性 ， 降低配电网损耗和供电成本 ， 减少电力设施 占地 资源等方面意义重大。推行 2 0 k v电压等级符合国 家建设资源节约型， 环境友好型社会 的国策 ， 有利于 降损节能 、 节约耕地和避免 出线走廊过于拥挤的矛 盾 ， 利国利民。但城市电网电压等级的调整是一个长 期的过程， 需要结合城市发展和电网实际 ， 考虑 电网 发展、 兼容问题 ， 将 电压等级调整与电网改造结合起 来进行论证 ， 确定最优方案 ， 因地制宜 ， 分阶段实施。 参考文献： 1 米建华 “ 十一五” 电力能效影响因素分析 j 中国电力 企业 管理 ， 2 0 0 6 ( 4 ) ： 3 1 3 2 2 王世阁， 崔广富， 鲍利， 等 2 0 k v供 电系统在电网改造中 的应用 j 电力设备 ， 2 0 0 4 ( 9 ) ： 4 7 4 9 3 孙西骅 ， 樊祥荣 城市中压配 电网改造首选 2 0 k v电压等 级 j 浙江电力 ， 1 9 9 6 ( 6 ) ： 61 0 ( 编辑 ： 白银 雷 ) 5 结论 1乍 者 简介： 赵国祥 ( 1 9 7 1 -)， 男 ， 江苏淮安人 ， 江苏省灌溉 总渠管理处 工程 2 0 k v电压等级对提升配电网的供电能力和适应 师， 从事输变电 技术 应用方面 的工作。 ( 上接第 2 2页) “ 加快冷却降低缸温” 时， 采用温度匹配法滑参数停 4 滑 参 数 停 机 时 应 注 意 的 事 项 盖 萎 基 主 ( 1 ) 保证主 再热蒸汽的过热度要大于 8 0 c。 用 ，为更好地完善 s 1 0