摘要：随着电网的迅速发展，20KV配电网的出现可以有效破解电网建设与土地资源利用矛盾，是打破10KV配电网发展瓶颈的一个有效选择，很多西方国家在几十年前意见根据城市规模采取了20KV配电网作为中压配电网，我国1992年将20KV列入标准电压，现在20KV供电已经在国内部分试点取得了成功，获得了良好的运行经验，可在全国大部分地区推广。
关键词：配电网；20kV；规划设计
引言
由于经济的快速发展，区域性电网的电力负荷增长迅速，使得扩容不久就得重新进行新的扩容工程。新政策的实施给电力的升压问题提出了更高的要求。在一些负荷需求增长迅速的区域，一些地区已经开始对20kV进行了推广应用，投运多个供电点以供使用。因此，在保证正常满足供电需求，且满足负荷增长需求的同时，快速实现配电网向20kV过渡工程的实施势在必行。
一、20kV配电网简介
（1）20kV配电网的应用情况
近些年，20kV配电网的一系列相关性问题使得20kV电压只能在少数地区使用，而我国中压配电电压通常主要采用10kV等级。江苏省苏州工业园区于1996年6月开始建设20kV的变电站，是国内第一个将20kV电压配电设置投入运行的省份。
（2）20kV与10kV电压的对比
20kV与10kV电压相比较，其优势主要体现在以下几个方面：
①有色金属消耗及线损的降低。将电压由10kV升至20kV，可以使得在输出相同大小功率的同时，将减少1/2的线路电流，进而降低1/4的线路电能损耗。与此同时，输送相同的功率亦可减少一半有色金属消耗量。
②供电质量的提高。在保证导线及输送电荷的相同时，采用20kV电压可降低3/4的线路电压降，以提高线路末端的电压质量。
③线路供电半径的增大。控制导线及供电半径一样的同时，将升级线路电压至20kV，其送电能力将提升1倍，线路供电半径将提高1.6倍，供电面积也会扩充到先前的2.5倍。
④变电站分布点的减少。在短路电流相同时，于低压侧换成20kV电压，可使主变容量相较于10kV时提升1倍。使得成倍提高变电站的供电能力，进而有效减少变电站的分布点数量。
二、20kV配电网优势及特点
①、多回路、可靠性高、损耗低：在同等导线输送相同功率，与中压配电网主力10kV电压等级相比，20kV供电半径增加60%，供电范围扩大1.5倍，供电能力提高1倍，输送损耗降低75%，在同等通道宽度、输送功率相同的时，可大量减少变电站及线路布点。
②、投资少、节约土地：有关资料显示，采用20kV配电网供电，对于较大容量的客户可以减少投资、节约土地，并且能提供最优化的供电方式，同时运行维护费用于10kV基本相当，给客户带来最优化的供电方案。
③、送电能力大、供电范围广：送电能力是10kV线路的约2倍，供电范围是10kV线路的约2.5倍。节约投资，节约能降耗优势明显。
④、长距离输送：对偏远农村地区供电的优势潜能巨大，采用10kV长距离供电的偏远农村存在损耗和电压将过大的问题，20kV供电还可以发挥在低负荷密度地区长距离输送的优势，本溪市南芬2次配电所的改造就取得很好的效果。
三、现存的配电网情况
根据20kV升压改造目标和我国配电网的现状，供电区域的划分主要分为三类：20kV和10kV混供区域、20kV新建区域、10kV供电区域。
20kV和10kV混供区域是指一些在10kV配电网具备一定的规模，且结构不能再满足负荷增长的区域。在现存的20kV和10kV混供区域中，10kV电压的供电容量已显现出不足，但其完善的配电网结构及20kV供电的搭配使用，亦可减轻供电的需求。
20kV新建区的使用情况主要是在居民小区、新建开发区、旧城区及工业园区等。其区域内配电网异常薄弱或暂无变电站布点，配电网的缺失，使得其一定区域相对独立、完整，负荷密度预测值大。
10kV电压的供电区域主要是一些广大农村地区、老工业区和老城区。改造后的农村配电网，其供电半径和网络结构都有了很大的改善，以辐射式接线为主要的架空线路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆老工业区及老城区的配电线路主要为架空绝缘电缆，其负荷增长的需求基本趋于稳定，拥有开环运行、环网接线的成熟配电系统。
四、配电网的升压问题
在进行升压配电网改造时要考虑下列问题：
（1）运行管理问题。将配电网升压至20kV的过渡期间，难免会出现10kV和20kV两者电压等级并存的情况、用户接入电压的杂乱，都将使配电系统的运行管理有一定的难度。
（2）用电设备及配电设备问题。将配电网升压至20kV，就要将之前的10kV设备全部更换为20kV设备，对于公用配电变压器的更换可由电力部门出资，但属于用户资产的设备的更换将会在一定程度上加大用户负担。
（3）配电网杆线问题。在如此长的时间内，如何在保证用户正常用电的同时，将10kV电压等级升压为20kV，其10kV线杆的更换及投资问题都是一大难题。
（4）保证供电可靠的问题。新建的20kV电源变电站实施区域为试验品，用户需认真考虑再进行申请接入20kV系统。
（5）20kV电源点问题。在10kV供电区域及其他无20kV电压供电区域，如何提供20kV供电，满足用户报装需求。一些新申请接人20kV中压配电系统的用户，用电时间与20kV电源变电站建设周期存在矛盾时，需考虑过渡期间用电接入方案。
五、统一规划分区渐进式建设
（1）统一规划
为了尽快实现将配电网10kV升压为20kV电压等级的变更，避免投资和建设中的浪费，实现升压期间平稳过渡，就必须对配电网进行全面统一的规划。在20kV升压改造过程中应以20kV电压等级为导向，无论是在10kV供电区域、20kV新建区域或者20kV和10kV混供区域。在10kV供电区域中，其完善的网络结构和现有杆线可以加以有效利用，一旦电源点建成即可将20kV投入运行；20kV新建区域中的配电网升压改造也应将规划和建设目标投向20kV电压等级；在20kV和10kV混供区域中，应该有计划的将10kV供电网络将其改造成20kV电压等级，进而逐步增大20kV供电范围。
（2）分区渐进式建设
分区渐进式建设是指根据统一规划要求，对配电网不同供电区域采用不同方法逐步实施20kV配电网的建设。20kV新建区域着重建设配电网络的构架，满足新增用户的用电需求。20kV和10kV混供区域配电网建设逐步将10kV杆线改造20kV电压等级，缩小10kV供电区域，延伸20kV线路，扩大20kV供电区域。10kV供电区域配电网建设以杆线改造为主，在满足现有用户用电的情况下适时建设20kV配电网。
20kV和10kV混供区域，逐步扩大20kV供电范围，并将10kV供电网络在技改工程中有计划地将其改造成20kV电压等级。用户新申请用电以20kV电压接人，不再提供10kV电源接人，老用户逐步引导其通过20kV供电。在20kV和10kV共存期间，将运行寿命到期的10kV设备逐步更换成20kV设备，通过不断缩小10kV配电网的供电区域，最终完成20kV中压配电网的搭建。
20kV新建区域的配电网规划建设可以按照常规的配电网进行，可按电源点建成前后两个阶段进行建设。在20kV电源点建成前，新建区域的配电网按20kV电压等级进行建设，用户以20kV接人，20kV电源可考虑通过I 0120kV联络变提供。当电源点建成后，可将先前建设的线路直接接人20kV电源点，从而完成10kV至20kV的过渡。在20kV单电源点情况下，可考虑通过10/20kV联络变与就近10kV线路构成“手拉手”线路，提高供电可靠性。
10kV供电区域的配电网建设改造以20kV电压等级为目标，应充分利用其完善的网络结构和现有杆线，以20kV电压等级标准实施其改造工程，当电源点建成时即可调整为20kV运行。供电区域内新增用户用电接人以20kV电源接人为最终方案，专变用户的配电变压器选用20/10/0.4 kV双抽头式变压器，先以10kV运行，专线用户的线路按20kV电压等级进行建设，降压10kV运行，便于日后接人20kV配电系统。根据目前10kV架空线路升压20kV运行试验表明，原10kV架空线路仍可有条件继续使用，节省改造建设费用和周期。
结束语
在20kV配电网规划设计方面，不仅仅要重视供电的可靠性及安全性，同时，还要重视规划方案的灵活性及可调整性。在城市发展过程中，实际的负荷会出现很大的变化，规划设计方案应能够适应这种变化，满足区域的供电需求。规划设计过程中要广泛听取各方意见。同时，应在经过验证以后才进行实施，避免在实施过程中出现不良影响。
参考文献：
[1] 陈生《阐述电力配网规划》 2011.5
[2] 刘密《浅析配电网规划中的负荷预测》 2013.6
论文作者:廖浩评
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
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