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[中高壓力纜] 20kV電壓等級在城市中壓配電網中的應用
P:2009-03-03 12:01:10
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當前，電力作為國民經濟中主要能源，在供給用電客戶大量電能的同時，在生產傳輸過程中自身要消耗一定數(shù)量的能源，因此，電力行業(yè)加強自身的節(jié)約降耗對發(fā)展循環(huán)經濟，加快建設資源節(jié)約型社會，促進經濟發(fā)展意義重大。隨著國民經濟高速發(fā)展和人民生活用電需求的增長，用電負荷13益提高，降損節(jié)能納入了電力可持續(xù)發(fā)展的首要任務。我國目前采用的電壓等級已經不能滿足電力發(fā)展的需求，必須通過技術改造，優(yōu)化電壓等級，提高供電能力，在最大地滿足用戶需求的同時減低線損，節(jié)約能源。電力行業(yè)在發(fā)展1000 kV及以上特高壓的同時，正積極研究優(yōu)化中壓等級并發(fā)展20kV中壓電壓等級。 1、國內外20 kV電壓等級的使用國外的中壓電網已普遍采用了20kV電壓等級。法國巴黎從20世紀己70年代中期到90年代末期，20kv配電網所占比例由42％上升到98.5％。此外20kv電壓等級目前在日本、新加坡、英國、德國和意大利等很多國家及地區(qū)都得到了應用。20kV電壓等級作為中壓配電網的標準電壓，已列入IEC(國際電工委員會)標準。 在國內，蘇州是我國最早采用20kV電壓等級供電的城市。蘇州工業(yè)園負荷密度達到30~50MW/km2，初建時，用電方案是外商投資所考慮的重要因素。為了適應招商引資的需要，經調研論證后，蘇州供電公司率先在蘇州工業(yè)園采用了20 kV電壓等級供電。多年的運行實踐表明，20kV相對10kV在高密度區(qū)域，具有供電能力大、電壓質量高以及電網損耗低等明顯的優(yōu)勢。 2、城市發(fā)展20kV中壓配電的必要性城市中心區(qū)域，人口居住密集，高樓林立，負荷密度大。目前我國城區(qū)中壓配網多采用10kV電壓等級。現(xiàn)有的10 kV配電模式存在著以下幾點問題。(1)10kV供電半徑不足10kV線路供電半徑，在負荷密度為20～30kW／km2時為10～12km；40 kW／km2時不足8km；農村地區(qū)用電負荷密度平均約60～70kW／km2，一個縣幾百平方公里，用10kV線路供電時，由于受供電半徑的限制，就要建設10余所35kv變電站，除花費大量投資及占地外，每年僅主變壓器損耗就有百萬千瓦時之多。(2)網損大，電能質量差目前，農村10 kV配網線損率大都在10％以上。線路過長，末端電壓過低，配變長期低負荷運行，隨著負荷的越來越大，已經無法保證供電質量。(3)高負荷密度的供電難以滿足隨著城市經濟的快速發(fā)展，出現(xiàn)了中心商務區(qū)、大型居住區(qū)及開發(fā)區(qū)等高密度負荷的用戶，10kV配電網絡容載比較低，嚴重影響了供電可靠性，必須增加新的電源點。但是由于這些區(qū)域所處位置的局限性，使站點、線路路徑和上級電源的選取都非常困難。 而20kv配電系統(tǒng)相對于10kV配電系統(tǒng)，不僅是電壓等級的提高，更關鍵的是電網輸送能力的成倍提升和電網輸送半徑的擴大。而且在輸送相同容量時，電壓的等級越高，導線所需截面面積越小，從而大量節(jié)省了有色金屬的消耗，節(jié)省了線路的投資。由此看出，20kV電壓等級的應用對于提升城市中壓配電網的供電能力和適應性，降低網損和供電成本，減少電力設施占地資源，都有著不可估量的作用。3、20kV接地方式20kV饋線大多采用電纜供電，其絕緣層的絕緣被擊穿不具有自恢復能力，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時希望故障線路及時斷開，避免饋線由于帶故障運行而使單相接地故障演變?yōu)楦鼮閻毫拥南嚅g故障，從而使故障擴大。故20kV采用小電阻接地方式。 目前，20kV電壓等級在城市的實際推廣應用中還存在一些問題，需要進行更深入的研究和論證。(1)中性點接地方式的選擇中性點接地方式對20kV配電系統(tǒng)及其設施運行的安全可靠性和經濟性有較大影響。對于全電纜出線或者少數(shù)絕緣架空出線，可以選擇20kV中性點經小電阻接地，配電網絕緣水平為50kV。但是如果在架空出線較多的地區(qū)，考慮到供電可靠性的要求，此時20 kV中性點需經過消弧線圈接地。根據(jù)國際要求，此時設備對地絕緣水平將提升到65kV，這意味著全配電網絕緣水平的提高，從而使設備成本大幅上漲。 4、結束語20kV電壓等級對提升配電網的供電能力和適應性，降低配電網損耗和供電成本，減少電力設施占地資源方面意義重大。推行20kV電壓等級符合國家建設資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會的國策，有利于降損節(jié)能，節(jié)約耕地和避免出線走廊過于擁擠的矛盾，利國利民。 但是，城市電網電壓等級的調整是一個長期的過程，需要結合城市發(fā)展和電網實際，考慮電網發(fā)展、兼容問題，將電壓等級調整與電網改造結合起來進行論證，確定最優(yōu)方案，因地制宜，分階段分步實施。
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