要：基于我国现状10kV 中压配电网存在的主体问题， 进行不同中压配电电压等级的线路输送容 量、电压降、运行损耗、供电半径、系统短路电流 水平等指标的对比分析，指出20kV 和35kV 作为 中压配电网电压等级的优势以及现有电网10kV 压改造存在的有关问题。关键词：电压等级；20kV；升压改造；中压配电 我国现状10kV 中压配电网存在的主要 问题 中压配电电压等级选择与负荷密度、传输容 量、电压降落和损耗大小等因素息息相关。现状年， 我国主要采用10kV 作为中压配电网的电压等级。 随着经济的高速发展，城市电力需求越来越大，城 市电力负荷密度也随之逐渐提高，现状中压配电电 压等级逐渐暴露出很多问题。 配电变压器布点过多，对电网投资、管理、占 地、节能、环保影响突出；高一级变电站10kV 出线走廊困难，这主要是由于10kV供电半径偏小， 随着负荷增加，要求增出出线较多；线路输送容量 小，难以满足高层建筑特别是商场、写字楼等高负 荷密度地区供电需求；供电质量不高，部分线路， 特别是农网线路由于输电距离过长，末端电压过 低；还存在配电线路损耗过大等等一系列的问题。 基于上述的分析，本文对中压配电电压等级通 常采用的10kV、20kV 和35kV 三种电压进行对比 分析，以得出中压配电电压等级升级所带来的优势 和所应该考虑的问题，为10kV 升压改造提供理论 支持。 中压配电电压等级的线路输送容量对比分析 配电线路的输送容量 在相同的导线截面条件下，线路的输送容量与电压等级成正比，即： 35 20 10 电压降对比分析电压降百分数为： cossin 为电压降，为额定电压， 线路输送功率、ϕ为功率因数角、r 为线路阻抗、x 为线路电抗。 在线路参数和输送功率相同条件下，不同电压 等级电压降比为： 当不同电压等级中压配电线路采用相同截面的导线输送相同负荷时，电压降与系统额定电压的 平方成反比，由此可以得到：35kV 和20kV 分别对 比10kV的电压降理论值如下：20kV电压降为10kV 的25%，35kV 电压降为10kV 的8.2%。 运行损耗对比分析线路功率损耗为： 为功率损耗、为额定电压、 线路输送功率、为线路电阻 在不同电压等级选取时，输送功率相同，线路损耗与额定电压平方成反比，由此可见 20kV 35kV对比10kV，20kV 的线kV 的线%。 在相同的线路参数和输送电流的条件下，中压配电网供电半径与中压配电电压等级成正比，即 3.5:2:35 20 10 由上述的对比分析结果可以看出：提高中压配电电压等级等于改善中配电网供电能力、电压质量 和线损的作用明显，鉴于国内外均有 10kV、20kV 和35kV 作为中压配电电压等级的应用实践，因此 在技术上选择10kV、20kV 和35kV 作为中压配电 电压等级可行，主体问题是如何与上下级电网衔 接，新的重压配电电压等级在引入地区电网的定位 和相关建设方案、可能发生的已有电网改造和过渡 措施等问题 系统短路电流水平对比分析《城网导则》规定“为了取得合理的经济效 益”，城网各级电压的短路容量应该从网络设计、 电压等级、变压器容量、阻抗选择、运行方式等方 面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设 备的动热稳定电流相配合。“各电压等级的短路容 量控制值如下表： 短路容量控制表电压等级（kV） 短路容量（kA） 35 25 20 16、20 10 16、20 对于上级电网而言，提高中压配电电压等级对 相邻上级变电站有益，如采用35kV 作为配电电压 等级在一定程度上可以避免目前采用10kV 时大多 数情况下在220kV变电站主变10kV侧位现值短路 电流需装设的限流电抗器设备。 但是对于下级0.4kV 低压配电网，短路电流限 制将成为中压配电电压等级选取时必须考虑问题。 给出以表1中短路容量为边界条件，配电 变压器阻抗电压取 6%时，计算得出的配电变压器 低压侧（0.4kV）可能的最大短路水平。 低压侧短路电流测算表电压等级 kV 中压侧系统短 路容量限制 （kA） 配电变压器容量 （MVA） 配电变压器低 压侧短路电流 （kA） 10 20 43.8920 20 3.15 70.44 35 25 92.17从上表数据可以得出：不同中压配电电压等级，低 压侧短路电流水平式不同的；与10kV 相比，采用 20kV 35kV作为中压配电变压器将使得低压侧 短路电流水平有较大的恶化。 给出了10-35kV 电压等级常用的中置开 关柜和电缆设备，在不同中性点接地方式下的报 价情况。20kV 目前市场上需求小，生产厂家较少， 不能形成竞争，所以其价格接近于35kV 开关柜。 35kV 以下电缆设备本身造价主要取决于金属材料 的价格，而绝缘材料所占比例较低。因此，从10kV， 20kV，35kV 价格一次大约递增15%左右。中性点 消弧线圈接地和不接地的情况对线路和设备绝缘 水平要求高于中性点经小电阻接地的情况，因此 前者的价格高于后者。对于10kV 和35kV 电压等 级，开关柜都是按照中性点不接地方式制造，同 容量的35kV 开关柜生产价格大约为10kV 开关价 格的两倍。总的来看，中性点接地方式对35kV 配电网中性点不同接地方式的范围和特点中性点接地类 不接地消弧线圈接地 小电阻接地 使用范围 对地电容电 流小于10A 对地电容电流大于 10A 且小于150A 对地电容电 流大于150A 单相故障电流 绝缘水平高于3.5.pu 高于3.2.pu 高于2.5.pu 供电连续性 现有电网10kV升压改造的相关问题 （1）在负荷密较高的地区如中心城市的配电 电压等级，形成220/110/20/0.4 kV 或者 220/110/35/0.4 kV电压系列，可以提高供电能力、 减少土地占用、减少大负荷地区电网的建设和运行 费用、降低损耗和提高电压质量；并且为进一步简 化电压等级提供了条件。 （2）在负荷密度低的地区(如农村地区)，供电 能力和线路走廊不是主要矛盾，主要制约因素是供 电半径和电压质量。由于覆盖面的要求，在这些地 区提高配电电压会增加建设投资和改造费用，但不 能减少变电站布点的数量，也不能减少线路回数和 配变数量，因此仍可维持现在的供电方式。 （3）应尽可能利用现有设备和走廊 在现有电网中将 10kV 升压改造为 20kV 35kV，如尽可能利用现有设备，则可以达到降低改造成本的目的。10kV 升压改造为20kV 时，现有线 路走廊和杆塔、电缆沟等均可以通过改造予以利 用，改造起来容易。10kV 改造为35kV 时，如果采 用的是电缆线kV 线路入地改造， 则改造为35kV 电缆线路是有优势的；如果是架空 线kV 线kV 较大差别，而征地价格又有较大的差异，可能会遇到征地困难，改造成本较高等问题。具体到某个电 网的中压电压等级选择时，选择20kV 还是35kV， 要结合具体情况进行比较。 （4）和高一级电压相匹配问题 中压电压等级的选择，还要考虑到是否能和高 一级电压等级相匹配的问题。由于现有电网中存在 110kV 和35kV 并存的问题，而110kV 电网的发展 建设并不完善，将10kV 改造为35kV，，与此同时 取消110kV 电压，形成220/35/0.4 序列，可以作为 一种选择。当然，是否文最优的选择，仍然需要根 据具体情况进行技术经济论证。 （5）升压的选择与城市发展相适应 对于10kV 配电网，是否要进行电压升级改造 以及何时改造，不仅要考虑到目前以及未来的供电 需求，而且要考虑到城市的建设情况和发展空间。 选择从 10kV 升压到 20kV 再到 35kV 还是一步到 位，还需要进一步的探讨。 小结本文通过对10kV、20kV 和35kV 三种常见的 中压配电电压等级进行比较分析能够准确的看出，中压配 电电压等级的提升可以提高中压电网的供电能力， 同时中压配电电压等级是否提升，应根据具体地区 的符合增长情况而定的。更重要的是应该尽量减少 电压等级的数量，并使其与电网结构及中长期负荷 预测的情况相适应。 致谢 本论文的工作是在张亚丽同学、和高慧专工帮 助下完成的。在论文的撰写过程中，还得到了杨京 燕老师的亲切关怀和热心指导。在此一并表示衷心 的感谢！ 参考文献 马苏龙．20kV电压等级在配电网中的应用[J]，电网技术，2008， 19(32)：98-100． 电网技术，2006，30 (10)． 施伟国．上海电网高压配电网络电压等级技术经济比较[J]，供用电， 2003，20 姜祥生，汪宏业，姚国平．苏州工业园区20kV 电压等级的实践， 供用电，200，19（6）． 秦媛媛．论我国电压等级和提高中压的必要性[J]，武汉交通科技大学学报，1999，23（1）． 作者简介： 方兵华（1986.12-），男，汉族，在读硕士研究生，主要研 究方向为电网规划、电力系统及自动化等。Email：fbh521hxj ＠yahoo
