20kV配电网的配电设计及应用分析

20kV配电网的配电设计及应用分析

王大璋, ,李国梁

奥凯威电力建设有限公司            浙江省永嘉县  325106  温州昌盛电力有限公司龙港分公司    浙江省温州市   325802

摘要：在日常电网运行过程中，电压等级会直接影响供电的质量和效率，进而导致整体电网系统出现电网能量损耗过大、电网投资过大、电网整体运行费用不断增加等问题。近年来，在社会经济结构不断完善的背景下，人们生产生活的电力需求越来越大，电网负荷的密度也正处于不断提高的阶段，10kV的配电网已经不能适应现代社会的发展需求，因而20kV配电网在城镇化建设中正在不断推进。大多数西方国家所应用的电压等级通常维持在10kV左右，所以对配电系统和整体电网的规划和设计经验较为丰富，但是现阶段，随着20kV的推广，各大电网企业逐渐提高了对20kV配电网的重视程度。基于此，本文就20kV配电网的设计进行全面分析，同时对其应用过程进行研究，以期为相关学者的研究提供相应的参考和借鉴。

关键词：20kV；配电网；配电设计；应用

现阶段，我国部分地区的经济发展较为迅速，以往所应用的10kV已经暴露出越来越多的缺点，例如，电力储存量较小、电力损耗过快、电网设置过密等，所以已经无法满足当地的生产生活需求。因此，在这些经济发达的地区，推进20kV电力系统配备工作是势在必行的。但是，由10kV调整为20kV需要一个较为漫长且艰难的过程。因此，各大电网企业应该在国家相关法律法规的基础上，制定配电相关设计的规范和章程，并且制定切实可行的配电网改造计划和方案。在设计工作开展过程中，设计人员应该以人们生产生活所处位置作为基础进行设计。20kV配电网的设计方案不仅要满足地区的生产需求，还应该顺应当地配电系统设计所提出的建设需求[1]。

1.20kV配电网设计概述

1.120kV设计过程概述

在配电网设计过程中，10kV与20kV的设计存在着诸多相同点和相似点。在20kV配电网规划和设计时，一方面，设计人员应该对电网布设区域的供电情况进行全面分析，及时了解当地电力的输送情况、负荷情况和电网布设情况。另一方面，设计人员应该设立配电网设计的相关目标，在对设计方案进行技术性比较和经济性比较时，设计人员可以得出多项电网规划设计方案。在对设计方案进行技术性和经济性进行分析和比较时，设计人员进行系统性地评估各项方案的优缺点，同时在深思熟虑后，择优选取出最适宜当地生产生活和经济发展的最佳方案，从而完成20kV配电网设计方案的整体规划和设计[2]。

1.220kV配电网设计的技术性分析

在配电网设计过程中，技术性和经济性问题是设计人员重点关注的设计问题。只有通过比较分析，才能设计出最佳的电网布设方案。在对20kV配电网的技术性进行分析时，设计人员应该考虑到设计方案是否能适应当地的用电需求，同时能否满足未来电网建设的布设规划。20kV的配电网技术性指标不仅包括电力输送的可靠性和电力储存量，还包括电网损耗量和总体负荷量等。与10kV配电系统的设计方案相比，20kV配电系统的设计方案在电网绝缘技术方面的性能会得到有效提高，一定程度上也会加大电网建设的成本支出。由于不同的配电网接线模式，在电力供应大小、电力可靠性和电网系统损耗率等方面都存在着诸多不同，因此，在设计规划过程中，设计人员应该切实考虑到20kV配电网的主接线情况，同时根据不同地区的建设情况，采取不同的接线模式，并且对不同规划设计方案进行全面分析和比较[3]。

1.320kV配电网设计的经济性分析

在对20kV配电网的设计经济性进行全面分析和比较时，设计人员应该重点考虑20kV配电网和配电系统的建设成本。与以往所建设的10kV配电系统相比，20配电系统建设所需的成本更高。在建设成本提高的同时，电网系统的可靠性不断提高，电网损耗率也会得到有效保证。因此，在对20KV配电系统的经济性进行全面分析和比较时。设计人员应该提高对建设成本的重视程度，充分考虑电网系统建设的各项成本支出和实际效益，从而对20kV配电系统的使用寿命和周期性使用经济性进行分析和评估。要想按照配电系统的设计年限进行全寿命周期预估，设计人员应该对20kV配电系统的周期性使用情况和效益进行分析，并将其转化为季度报告和年度报告进行比较，择优选取投资成本较小，且实际效益最大的20kV配电系统设计方案，进而有效保证20kV配电规划和设计工作的质量、效率和经济性[4]。

2.20kV配电系统的设计优势和应用优势

现阶段，我国大多数地区主要以10kV系统为主要配电系统，但是随着部分地区的经济发展，电负荷不断加大，现有的电力资源已经无法满足当地的经济建设和发展。与10KV配电网设计工作相比，20KV配电网设计工作具有电力消耗率低、成本投入少等特点，不仅能够有效解决部分地区电力供应不足的情况，还能有效降低电力系统的无用消耗，20配电系统的设计优势和应用优势主要体现在下列三个方面：

2.1可以有效减少因配电网故障问题而导致的电能损失

在电力负荷相等的情况下，10KV配电网的电力损耗比20KV配电网的电力损耗更高，如果电力负荷加大20KV配电网的电力损耗只有10KV配电网的50%左右。上世纪末，我国在江苏电力工业局组织进行了20KV配电系统的布设工作和试点工作，并在三年内正式投入使用。经过长时间的实践，与以往所应用的10kV配电网相比，20KV配电网的供电范围更大，供电能力实现了全方位提升，同时，电力运输损耗实现了不断降低。在运输功率和通道宽度相等的情形下，设计人员可以适量减少变电站的设置和电网的布设。在成功经验基础上，20KV配电网设计和应用工作可以在部分经济发达城市实现推广。

2.2可以有效提高城市的供电容量和范围

为了实现配电系统供电半径的全方位提升，技术人员应该不断提高20KV配电系统中的负荷密度，以便于为城市提供高质量的电力资源。西方国家在20KV配电系统的设计和应用方面已经趋向于成熟阶段，而国内的20KV配电网技术应用正处于起步阶段。如果电网导线路径设置趋于平缓且不变的阶段，那么在额定电压基础上，配电网的额定电压可以升级为原有的两倍。20KV配电网可以应用于负荷压力较大的地区，同时在为负荷较为分散的地区供电时，该系统能够体现出明显的应用优势。部分西方国家在对20KV配电系统进行设计时，选择将配电线路转化为架空线进行铺设。在线路重建过程中，在线路数量和低压台区的数量不断增加的同时，电力系统的故障率得到了有效控制，故障发生率不断下降，电压标准已经能够满足现代化社会建设的需要。20KV配电系统的广泛应用，可以有效提高电力输送的灵活性和可靠性。

2.3电能损耗率低

现阶段，大多数西方国家都进行了20KV配电系统的优化设计和改进， 并且将其广泛应用于电力生产运输过程中。我国正处于改造的起步阶段，所以在部分地区试点进行了20KV配电系统优化设计和改造。目前，我国发电方式主要是通过煤炭燃烧方式进行的，长此以往，电能消耗也可以看作是煤炭资源的消耗，但是我国的自然资源是有效的。因此，在积极探索新的发电能源时，各大电网企业应该对现有的供电技术进行优化改善，并借此实现电源节约的目标。而通过将以往的10KV配电系统转化为20KV配电系统，不仅可以有效降低电力资源的消耗率，还能有效实现电源节约的目的，进而为电网顺利运转提供技术支持[5]。

结语

综上所述，20KV配电系统的设计和应用在我国整体电力系统运转中有着极其重要的作用和意义。设计人员应该提高对20KV配电网设计的重视程度，并且对其进行全方位分析和研究，保证20KV配电系统的实际应用效果。

参考文献

[1]陈锐,曾杰,郑雅玲,刘尧,刘超,陈燕萍,韩永霞.20kV配电网电压互感器一次侧电流的仿真与分析[J].广东电力,2022,35(02):54-65.

[2]焦东围,韩尊占,杨烽,熊舟.发电机机端20kV电压互感器故障处理及原因分析[J].水电站机电技术,2022,45(01):48-50.DOI:10.13599/j.cnki.11-5130.2022.01.012.

[3]毛剑,黄浩慧,许国凯,杨振东,陈盛剑,吴寅府.带电更换20kV以下配电线路绝缘子的应用研究[J].江西电力职业技术学院学报,2021,34(12):7-9.

[4]刘青,蒲红斌.20kV SiC GTO关断失效机理研究[J].电力电子技术,2021,55(12):43-46.

[5]张鲁,马列兵,陈福全,黄云龙.合肥某区20kV配网保护优化案例分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2021,26(03):5-8.