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城市配电网10kV升压20kV可行性研究
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作者: 摘要:进入21世纪以来,我国城市电力需求迅速增长,城区电力负荷密度不断增大,供电范围不断扩大,10 kV配电网已越来越不能适应高负荷密度区域的22个百分点,,但仍与发达国家的水平有差距。全国城市电网110 kV及以下高、中、低压配网线损电量约占总线损电量的60%,而l0 kV及以下中、低压网络线损占城网线损的比重在不断上升,有些城市由45%左右上升到50%-56%。
以东南沿海某地级供电局提供的线损率为例,该供电局范围内110 kV及以下线损率为6%左右,其中l0 %, kV为1%左右,%左右为35 kV和110 kV的线损率。表1为某市采用10kV和20kV混合供电的工业园20 kV配电网和城区10kV配电网总线损率比较。
表1 配电网总线损率比较


从表l及前述计算中可以看出,与10 kV配电网相比,20 kV电压等级配电网的线损率有较大幅度的降低。

三、10kV升压改造成20kV的可行性分析
(一)从电网稳定运行的角度分析
,供电传输能力成倍提高
对于目前的城市而言,中心城区的电力负荷密度是相当大的,目前其采用的10kV配电网络容载相对而言较低,这影响到了地区的供电可靠性。
我们知道,在中压配电网络的输送容量中,按照城网规划的原则,依经济电流密度选择导线截面A(mm2),输送功率(kW):
(1)
式中:UN——中压配电网额定电压 ;
Il——线路导线在环境条件下的持续载流量。
在载流量不变的情况下,导线的规格也不变,即A不会改变。那么,当电压等级由10kV升压到20kV时,线路输送容量相对应地增加1倍。当中压电压升高后,主变容量增加,高压/中压变电站和中压馈线的供电能力也相应提高,若电力负荷保持不变,则其容载比也可提高1倍。

由
(2)
可得供电半径:
(3)
式中:ro,Xo%——导线单位长度电阻、电抗。
在相同配电容量条件下,当电压从10kV升至20kV,在其它不变的情况下,供电半径可增加1倍,即意味着供电输送距离可以增加1倍,根据不同的电网连接方式,。
,优化电压级差
线路的电压降百分数为:
(4)
式中:R,X——线路的电阻、电抗;
S,φ——线路传输的视在功率、功率因数角
在线路参数和输送功率不变的前提下,电压降百分数与电压的平方成反比。当中压配电电压等级由10kV升到20kV后,用相同导线输送相同负荷,线路电压降可减少75%,即使在负荷升高1倍时,电压损失也可减少50%,线路末端的电压质量得到了改善。因此,在对电压质量要求比较高的地区,20kV配电电压等级更能显示出其电压质量高的优越性。
合理的电压级差有利于上下级电网主变容量的协调,有利于将短路电流控制在合理的范围内。理想情况下,从超高压降压时,两个电压等级之间的电压级差一般大于2;而从高压降到中压