在配電網(wǎng)中推行20kV電電壓的可行性研究

陸丹

摘要：為了有效的增進配電網(wǎng)建設(shè)管理工作落實，提升配電網(wǎng)建設(shè)管理質(zhì)量，本文結(jié)合現(xiàn)階段配電網(wǎng)的實際工作特點，以20kV配電電壓為基礎(chǔ)，分析20kV配電電壓的優(yōu)越性，同時對當(dāng)前20kV配電電壓的實際存在問題進行研究分析，以此明確20kV配電電壓在技術(shù)和經(jīng)濟上的可行性特點。但是在現(xiàn)階段的發(fā)展中20kV配電電壓不能在大面積的配電網(wǎng)之中使用，這就需要對相關(guān)的可行性進行系統(tǒng)分析。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);20kV配電電壓;可靠性

在整個電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中，配電網(wǎng)本身就發(fā)揮著承上啟下的工作作用，高質(zhì)量的配電電壓不僅能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的各項功能，也能將電能從發(fā)電場推送的電力負荷中心之中在完成分配，這樣能夠有效地節(jié)省投資支出，滿足實際的運作管理要求，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟收益最大化，因此做好電壓配電管理工作在整個電力系統(tǒng)工作中有著積極的影響作用，而在當(dāng)前的技術(shù)上，20kV配電電壓在整個配電網(wǎng)之中的使用相對較多。

一、在配電網(wǎng)之中使用20kV配電電壓的優(yōu)勢

（一）增加供電半徑，減少資金投入

通過相關(guān)的研究資料分析可知，在同樣的供電半徑基礎(chǔ)條件下，使用相同截面的20kV線路的輸送功率遠超10kv的結(jié)果，在相同負荷密度的基礎(chǔ)要求下，現(xiàn)有的20kV配電電壓本身的半徑是原有配電電壓的一倍有余，供電面積擴大了將近一倍，這樣的情況下，能夠有效地減少配電的個數(shù)，結(jié)合相關(guān)的資料分析可知，在我國一些地區(qū)實施配電網(wǎng)建設(shè)管理的過程中都已經(jīng)開始使用了20kV配電電壓，通過原本配電電壓的轉(zhuǎn)化，全面減少了電網(wǎng)建設(shè)的實際投資費用內(nèi)容。結(jié)合相關(guān)的測算結(jié)果，輸送同等功率大小，這種20kV配電電壓本身可能比原本的技術(shù)損耗減少50%左右，降低了近40%左右的資金投入。

（二）降低電網(wǎng)電壓損失，提高電能質(zhì)量

當(dāng)前我國的全國電網(wǎng)的線損率逐年呈現(xiàn)上升趨勢，通過對相關(guān)研究內(nèi)容進行分析觀察，其產(chǎn)生線損升高的主要因素在于原本的配電電壓下降，相關(guān)的配電設(shè)備增多，產(chǎn)生的配電網(wǎng)線損率的增高。通過相關(guān)的研究分析可知，現(xiàn)階段使用20kV配電電壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的10kv配電網(wǎng)，本身就是減少線損率的一項主要的措施手段，結(jié)合相關(guān)的資料研究分析可知，在重負荷大約為12MW的情況下使用20kV配電電壓電纜線路能夠有效的降低大約1%的電壓損失，而產(chǎn)生線損率也不會超過0.8%。在總負荷為6MW的情況下，若是使用傳統(tǒng)的配電電壓電纜線路所產(chǎn)生的線損率則會超過20kV配電電壓的情況最高產(chǎn)生將近0.9%的線損率，因此使用20kV配電電壓是一種較為高效的配電網(wǎng)電壓選擇模式。

（三）有效的降低電能損耗，提升電網(wǎng)效益

結(jié)合當(dāng)前我國每年的配電網(wǎng)損耗狀態(tài)進行分析，每減少一個百分點，所產(chǎn)生的節(jié)能效果也會更高，可以有效地實現(xiàn)節(jié)能的目的。通過使用20kV配電電壓則能有效地減少配電網(wǎng)的電能損耗，結(jié)合相關(guān)的資料研究分析可知，重負荷一樣的狀態(tài)下，20kV配電電壓和10kv配電電壓之間所產(chǎn)生的損耗中20kV配電電壓的功耗較小。結(jié)合相關(guān)的研究觀察可知，每年減少的電能損耗，可以有效地實現(xiàn)各種資源節(jié)約優(yōu)化，提升電能使用質(zhì)量，實現(xiàn)電網(wǎng)效益的有效增強。

（四）滿足高密度的供電需求

隨著當(dāng)前經(jīng)濟的高速發(fā)展，各種工業(yè)化發(fā)展水平的提升，導(dǎo)致很多大型的城市內(nèi)部的實際產(chǎn)業(yè)負荷壓力較大，出現(xiàn)了很多高負荷的區(qū)域環(huán)境。由于生產(chǎn)管理、經(jīng)營管控，生產(chǎn)環(huán)境等多方面的壓力，負荷密度逐年呈現(xiàn)上升趨勢，一些老城區(qū)因為在市中心階段，實施配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的選址和供電電源的引入難度都相對較大，因此只有通過20kV配電電壓的操作才能有效地應(yīng)對此類問題的產(chǎn)生。

二、在配電網(wǎng)中使用20kV配電電壓的可行性

（一）20kV配電電壓配電網(wǎng)的供電可靠性問題分析

20kV配電電壓的工作可靠性主要是結(jié)合兩個方面的主要內(nèi)容進行實現(xiàn)的。一個通過配電網(wǎng)的實際結(jié)構(gòu)來保證，以視界和多種基礎(chǔ)保護來實現(xiàn)保護。為了確保最終20kV配電電壓的可靠性，使用多樣化的集配電網(wǎng)結(jié)合來完成和實現(xiàn)多電源供電拓撲結(jié)構(gòu)，使用多樣化的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以手拉手的方式來滿足供電的穩(wěn)定性需求。一是使用單向線路的合理化劃分，與相鄰的線路之間完成手拉手的形式，逐漸的形成和構(gòu)建一種網(wǎng)格化的結(jié)線模式。二是合理的完成布局規(guī)劃，在線路的柱上設(shè)定斷路器，通過有效的配合變電所的出線開關(guān)和重合閘的控制管理，對故障范圍進行管控。三是選擇較為合適的配網(wǎng)自動化功能，通過明確故障指示儀器、分斷開關(guān)以及分布式的通信功能的有效使用，壓縮故障尋找的時間，以滿足供電的實際需求。通過手拉手的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)，能夠有效的保證配電網(wǎng)不會出現(xiàn)單向受電的孤立線段。多電源供電的拓撲結(jié)構(gòu)形式主要是通過合理地實現(xiàn)線路板規(guī)劃的供電電容來確保各項配電網(wǎng)的自動化控制管理設(shè)備運作，繼而保證供電的質(zhì)量。但是由于我國傳統(tǒng)使用的配電網(wǎng)電壓，20kV配電電壓在使用的過程中往往會出現(xiàn)孤島效應(yīng)，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生也直接影響了20kV配電電壓的供電可靠性推進。20kV配電電壓常見的故障有過電壓、過電流以及單相接地等等，由于單相接地問題的產(chǎn)生在所有故障之中出現(xiàn)的頻率最高，其安全隱患就相對較大，由此觀之若是能夠有效地提升單相接地故障保護，就能有效的滿足20kV配電電壓供電工作要求。

（二）20kV配電電壓的投資問題

20kV配電電壓的使用投資數(shù)量相對較少，當(dāng)前我國的配電電器設(shè)備的實際投資情況如下。一是架空線路，結(jié)合相關(guān)的研究分析和數(shù)據(jù)分析結(jié)果判斷，輸送同等的功率下，20kV配電電壓的有色金屬的消耗較傳統(tǒng)的10kV配電電壓減少了一般，尤其有色金屬價格的增長，導(dǎo)致其本身在工程造價之中的比重增大，因此使用20kV配電電壓可以有效地減少造價費用消耗。二是變壓器，在同樣容量的配電標志中可以看出，20kV的變壓器的平均費用較于10kV增加了28%。若是使用現(xiàn)階段改造方式，只需要將原有的10kv變壓器的導(dǎo)線截面減少一半，匝數(shù)增加一倍。三是開關(guān)、互感器以及避雷器等等，很多開關(guān)廠對于相關(guān)的成本有了一定的分析，認為20kv的開關(guān)成本較于傳統(tǒng)的開關(guān)成本只增加了30%左右，大規(guī)模的生產(chǎn)之后這種成本的實際消耗也會降低。

三、推廣之中存在的實際問題

在20kV配電電壓的推廣使用中存在的主要問題就是試點區(qū)域的選擇，試點區(qū)域的選擇規(guī)劃應(yīng)當(dāng)充分的考慮到其是否具備20kV配電電壓推廣的實際條件，同時也要綜合考慮到試點區(qū)域的實際經(jīng)濟承受狀態(tài)，對于配電網(wǎng)的改造優(yōu)化一般也要考慮到改造之后的供電可靠性。在多數(shù)成熟區(qū)域環(huán)境中，老城區(qū)的配電改造難度較大，而新城區(qū)則較少，因此在實施20kV配電電壓的推廣使用中一般也可以選擇經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)之類的區(qū)域。未來用電負荷會逐漸地增多，變電站的選址和線路的選擇難度也會增大，以此就要適當(dāng)?shù)膶ζ溥M行選擇。在進行20kV配電電壓的使用之后為了有效的滿足不同變電站之間的實際需求，應(yīng)當(dāng)在同一區(qū)域選擇較為集中統(tǒng)一的接地方式，以滿足當(dāng)前的實際需求。若供電區(qū)域中性點接地方式差異，就不要開展合環(huán)運行，不同接地方式的供電區(qū)域之間不要完成互聯(lián)，以此有效的保證20kV配電電壓的正常運作。

四、總結(jié)

配電網(wǎng)工作中使用20kV配電電壓本身能夠有效的增加供電的半徑，降低當(dāng)前電網(wǎng)電壓的實際損失，從而有效的滿足當(dāng)前高負荷密度的實際供電需求。20kV配電電壓在當(dāng)前的技術(shù)手段具備一定的可行性。配電的可行性通過一定的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)保護進行實現(xiàn)。在國內(nèi)之中有很多廠家已經(jīng)具備了生產(chǎn)20kV配電電壓基礎(chǔ)設(shè)備的能力，但是在實際的生產(chǎn)之中仍舊面臨著合適測試區(qū)域的選擇、運作管理問題以及原油10kv配電設(shè)備的再利用和電價的明確制定。為此，我國現(xiàn)階段已經(jīng)具備了有效使用20kV配電電壓的能力，但是綜合原有的10kv配電網(wǎng)在我國運作時間較長，因此大面積地實現(xiàn)20kV配電電壓的使用難度仍然相對較大。

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