摘要：近几年，20kV中压配电是一个热门的话题。许多电力设计院在做相关规划。部分地方供电局在新建20kV中压配电系统或做10kV配电的升级改造，设备制造商争相研发20kV配电设备。与10kV中压配电相比，20kV中压配电输送能力大。并能相应减少线损。提高城乡电网供电能力和电能质量，优势十分明显，本文介绍它的发展现状和趋势。
关键词：20kV中压配电；发展趋势
电力工业是国民经济建设的支柱，为适应国民经济和社会发展的需要，加快电力工程建设，适时调整电力网络的结构与布局，合理选择与适时提高电网电压等级尤其是中压配电电压等级，缓解当前电力供应紧张局面，切实促进电力工业的健康有序发展是至关重要的。现阶段我国大都采用10kV中压配电网作为联系与沟通高低压配电网的中间电网，尽管10kV中压配电网在我国电网的发展过程中确实起过重要的促进作用，但随着经济的发展我国各大城市用电量迅速增加，10kV中压配电网已经暴露出很多缺点，不能满足用户日益增长的用电需求。如何提升配电网供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源已逐步成为电力发展的一项重要课题。
1、20kV中压配电系统分析
通过亚洲这些后工业化国家的发展历程可以看出，当负荷密度增大到一定程度，提升配电网电压等级能保证对电力用户经济有效的供电。现有供电模式是在我国电力负荷水平较低的背景下逐步形成的，多年的运行实践表明，在特定发展阶段适合我国国情，对促进电力工业的发展、保障安全供电起到了较大作用。随着我国经济的高速发展，电力负荷呈迅猛增长态势，经济发达地区及城市工业区附近的负荷密度迅速增高，原有的10kV配电网络的种种弊端逐步呈现出来，主要表现为以下方面：
（1）部分地区原有配电网络供电能力不足。在电力负荷增长较快地区，负荷的增加导致扩建配电变电站成为必然。然而，城区扩建配电装置存在场地、线路走廊等条件制约，困难重重，代价很大；
（2）配电网损耗过高。损耗与送出功率的平方成正比。因此，随负荷的迅速增加，损耗呈快速增加态势。随着经济的飞速发展带来的城市用电水平的高速增长，越来越明显地暴露出当前我国中压配电网的种种弊端。
此外，城乡电网的不断扩大及密度的迅猛增加，逐渐暴露电网配网等级、变电层次、布局结构等方面的不适应性与不合理性。现行的配电系统从供电能力、供电距离及线路损耗等方面难以适应负荷发展的需求。
2、20kV中压配电的发展趋势分析
2.1、20kV中压配电的优势
既然是10kV升压，为什么采用20kV而非35kV的电压等级呢？因为20kV线路耐压绝缘绝缘要求和安全距离相比35kV低了很多。20kV与10kV在设备体积、成本、重量及生产、施工和维护技术等方面相差较小。而35kV则相差较大。与10kV升压到35kV相比，10kV升压到20kV在投资经济性、改造工作量和线路走廊利用方面有明显的优势。
20kV中压配电比10kV中压配电有如下优势：
（1）线路输电的容量更大：线路的输送容量与电压等级成正比，20kV配电线路的输送容量是10kV的2倍。在“寸土寸金”的高密度负荷城网中能显著提高线路的供电能力。
（2）线路损耗和电压降更小：线路输送功率相同时。线路的功率损耗与电压的平方成反比。20kV线路损耗是10kV线路的25％：相同参数和长度的配电线路在输送相同容量的负倚时。电压降大小与电压平方成反比。在负荷水平相同的情况下。20kV线路的电压降是10kV的25％；若满足相同的电压降落限值，输送相同功率负荷时，20kV的输送距离可达到10kV的4倍；这在农网中解决了线路损耗和电压降较大的问题。相当于延长了农网输电的距离。
（3）短路容量大。在干扰、谐波等污染负荷接人时承受能力更强。提高了电能的质量。
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3、20kV中压配电系统可行性分析
3.1、20kV设备
（1）配电变压器
35kV及以下的配变采用同样的绝缘材料，10kV或20kV配变在同一容量时后者电流小，导线截面积减少一半，但匝数增加一倍，所以导线用量不变，铁芯大小也差不多。但出线套管用20kV级，成本略有增加，成本增加在5%的范围之内。
（2）电力电缆
12-20kV同为中压电缆，采用同一个绝缘水平。例如国产电缆中广东电缆厂的YJV22型电力电缆规格为12/20，绝缘厚度都是5.5mm，产品数据和安全载流量都一样，成本价格也一样。
（3）开关设备
6-24kV同处于中压开关设备的范畴，采用同一个绝缘水平。进口开关的结构基本相同，但20kV开关的电气间隙稍大，价格稍高5%左右，对基建投资成本无大增加。
（4）绝缘子
绝缘子电压分级比较明显，P-10T与P-20T相比20kV绝缘子质量增加1.18倍，价格明显增加。但绝缘子价格较低，相对增加的总额有限。
（5）设备供应
10-20kV处于中压配电等级内，设备的设计、制造技术基本上是类似的，且国外20kV设备的生产技术比较成熟。如果国内需求增加，依靠国内水平生产供应20kV设备是完全有保障的。
总体来说，20kV设备的造价比10kV设备略有增加，但其技术优势却比10kV大幅提高。在设备生产能力上，如果需求增加，国内水平完全可以保证20kV设备的供应。
3.2、20kV运行管理
（1）过电压保护
考虑到过电压保护设计技术规程的规定：20kV中性点非直接接地系统，若单相接地电容电流IC≥10A时，系统中性点应装设消弧线圈。为了减少铁磁谐振过电压的发生，在20kV母线上监视系统绝缘用电压互感器的开口三角形绕组上应并接一个30W的灯泡。
（2）防雷问题
规程规定，3-20kV进线段保护不需采用避雷线。除木杆外，对水泥杆和铁塔架设的3-20kV进线段，不采用管型避雷器。对3-20kV进线段水泥杆或铁塔必须接地。在目前情况下，20kV系统的配电装置以户内式为主，防雷保护也应在这个前提下考虑。
（3）保证供电可靠性应注意的问题
应在110/20kV（220/20kV）变电站的分支线上设立开闭所或设置重合器和分段器，对离变电站距离不同的用户分别供电，即分层布线。这样负荷分配更加合理，供电可靠性增高。
3.3、中压配电网发展趋势
城市配电网采用20kV电压等级是当今世界上的一种发展趋势。世界各国城网供配电的实践证明，越来越明确的趋势是提高电压等级，减少电压层次，对于我国，随着经济的发展，生活水平的提高，地区负荷密度随之上升，特别是人口密集、经济发达的城镇，中压配电网电压等级会直接影响到电网的供电质量、能量损耗、建设投资和年运行费用等一系列问题。因此，当地区负荷密度发展到一定程度时，对中压配电网电压等级的选择确定，必须认真对待，以取得最大的经济效益。
结束语：
总而言之，随着经济的发展，人们的生活用电以及工业用电、商业用电量都在不断的增加。根据区域内的负荷情况，如城市负荷较高的工业园区、商业中心等以及农村地区负荷密度分散等情况，合理建设20kV中压配电线路。对于已经改造过的10kV配电网，供电能力极强的地区无需再对其进行20kV中压配电线路的改造。对于20kV中压配电网的边缘区域与10kV配电网供电区域的交界处，要从经济角度合理分析采用何种配电电压，切忌出现“一刀切”的现象。
参考文献：
[1]中国电力科学研究院系统所。20kV中压配电理论研完与工程实践[M]。北京：中国电力出版社。2017.
[2]范明天，张祖平，用莉梅[用莉梅？？？]。中压配电电压等级优化与改造：20kV电压等级的论证及实施[M].北京：中国电力出版社。2016.
论文作者:黄文彦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：中压论文; 电压论文; 负荷论文; 线路论文; 配电网论文; 等级论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第19期论文;