20千伏推动配电网的升级改造

2009年国家能源局颁布的《20千伏及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》和《20千伏及以下配电网建设工程预算定额》开始实施。这标志着20千伏配电网工程的编制和审核，有了规范的基础依据和国家标准，相关标准的出台和政策的明确为20千伏供电的推广奠定了基础。

在持续稳定发展中压配电网的历史条件下，提高配电网运行电压、简化电压等级、减少变电次数是加快配电网建设，推进“两型”社会建设的有力措施。这不仅有利于城乡电网的统筹发展，而且还有利于推进城乡一体化建设，在农村电网推行20千伏配电系统更具有事半功倍的效果。为此，在中压配电网的升级改造中，20千伏电压等级的推广应用，这是配电网发展的必由之路。

一、10千伏电压等级的历史作用

在我国已具规模的城乡电网中，大多采用220/110/35/10/0.4千伏级的电压制，以10千伏作为中压配电电压，以220 /380伏作为低压电压。在广大城乡电网中均以10千伏作为联系和沟通高、低压的中间环节电压。10千伏电压等级的确定。采用与推广，在配电网的发展与建设中确实起到过重要的历史作用。

20世纪50年代，各地配电网电网电压等级不仅偏低而且繁杂混乱，为简化电压等级、降低损耗，提高供电能力，便于中压配电网运行广阔。原电力工业部于1956年2月曾以设计刘字131号文向全国发布了《关于在大城市推行10千伏高压配电的命令》。自命令颁布之后，20世纪60~70 年代，全国各地配电网均以10千伏等级完成升压改造工作。这不仅避免了中压配电网电压偏低而混乱的局面，而且统一以10千伏作为标准，使配电网电气设备的生产有了统一的电压标准，这在特定的历史时期确实起到过加快配电网自身建设的积极作用。

然而事物的发展过程中都有它一定的内在规律，凡在一定历史条件下起过积极作用的，当历史发展到更高阶段或层次时，其消极不利或限制作用的另一面也会显现出来的。10千伏电压等级在电网发展过程中的作用也是如此。

自改革开放以来，随着城乡经济的快速发展，各项工作重心都转到以经济建设为中心上来，用电负荷也随之在大幅度地增长。为此，在高负荷集中区，10千伏电压等级供电的薄弱点与不适应性也就显现。在电力负荷密度与用电量大幅度增长的状况下，如仍以10千伏供电实难满足负荷快速增长的需求。因10千伏线路输电功率只有300~2000kW，送电距离只有8~18km。当供电负荷密度为20~30kW/km2时，供电半径为10~12km，当负荷密度超过40~50kW/km2时，其供电半径不足8km。而在农村的10千伏线路其送电距离大多超过15km，有的山区农村还达到40~50km，从而造成线路末端电压过低，功率损耗大。 10千伏电压的降低，也必然会株连到单相供电电压的降低，有的地方照明单相低至170~200伏，从而严重影响百姓生活用电，

此外，从中压配电网的发展而言，35千伏变电所供电能力受10千伏供电半径和供电能力的制约，如要满足10千伏供电负荷负荷增长的需求，就必须增建35千伏变电所的数量。在高负荷密集区，当用电负荷密度达3~5万kW/km2时，10 千伏供电半径仅为1km。如仍以10千伏向用户供电，则需建设更多的35千伏变电所才能满足供电质量的要求。对于负荷密集区来说，在10千伏线路建设、基建用地、线路走廊、运行管理及节能降耗等诸多方面都存在着难以解决的问题。为此，高负荷密集区中压配电网的发展，应大力推行20千伏电压等级送电，它必然会显现出诸多优越性。

二、20千伏电压等级送电的优越性

在电网结构与参数相对不变的状况下，电网的低电压运行是导致电能损耗增加的主要原因，所以提高运行电压是降低网损的重要举措。通过10千伏与20千伏送电线路的电流与功率损失的对比可以得到证明。

设线路在输送P负荷运行中，若以10千伏送电则有：

这表明用相同截面导线输送同样的功率，如以20千伏送电比10千伏送电，可降低线路功率损失75%。同理，在输送相同功率时，采用20千伏送电其送电能力是10千伏的2倍，供电范围则是10千伏的2.5倍。

为此，在电力负荷密度和用电量快速增长的区域，为满足客户用电负荷持续增长的需求，必须积极着手解决中压配电网，如何向更加节能、高效、合理配置电力资源的发展问题。在高负荷密集区，电力负荷密度达，土地资源也很紧缺。如果单纯依靠增加35 千伏变电所和10千伏送电线路来满足客户用电需求，不仅变电所用地、线路通道难以解决，而且也不利于供电网络的节能降耗。据此，在中压配电网的升级改造中，应积极推广采用20千伏电压送电，这对电网的发展而言，也是一个革命性的变化，采用20千伏送电，可合并通道，简化电压等级层次，减少重复降压(即以 110/20替代110/35/10)这样可有利于降低电网运行中电能损耗，从而提高电能使用效率，同时也有利于节能减排。

如以20千伏电压等级送电，输送功率可达800~500kW，送电距离可达15~35km。在电力负荷密度为20~35kW/km2时，其供电半径可达18~20km，如负荷密度为60~70kW/km2时，其经济供电半径可达14~15km。据此，在电力负荷密度和用电量大幅度增长及经济发展速率大的区域，采用20千伏作为中压配电网的电压等级，具有如下的优越性。

(1)在线路导线截面和电流密度相同情况下，线路在输送相同功率时，采用20千伏送电比10千伏，其供电半径可增加一倍，线路的经济负荷距可增大约4倍。

(2)在额定电流和短路电流分别相同情况下，采用20千伏送电比10千伏，其变电所主变供电容量可扩大一倍。这样在同一地区内设置的变电所数量可减少一半。

(3)线路在输送等量功率和相同供电半径时，采用20千伏送电比10千伏，其线路的电压降和线损可减少一半。

(4)在相同电力负荷密度下，采用20千伏送电比10千伏，其配电馈线的出线回数可减少一半。(这对线路走廊困难地区更有现实意义)

(5)对配网减少投资而言，采用20千伏送电比10千伏，其导线可节省有色金属耗量1/3以上，基建投资节省40%。

三、结束语

在中压配电网的建设中，20千伏电压等级的采用，有利于减少变电次数，简化电压等级层次，这对电力负荷密集区，不仅可降低网损及基建投资，而且还可解决基建占地和线路通道的困难，这对中压配电网升级改造很有意义。

但对目前负荷增长不大，电网又能安全平稳运行的，不一定非得改成20千伏电压等级。电力负荷在短期内编号不大的，也要择机而行。中压配电网的改造中，如何在原有供电网络上无缝对接成新电网，需要综合考虑诸多因素。从供用电双方来讲，均会涉及原设备的技术改造和投资回收问题，需要统筹考量，因地制宜。为此，20千伏电压等级的发展，其实是一种未来和现实的博弈。