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【摘要】本文详细分析了新形势下10千伏供电的不适应性及20千伏供电的特点,通过对城市规划的影响分析,文章认为采用20千伏供电可以解决城市快速发展过程中城市土地空间资源与电网规划、电力设施建设冲突的众多问题,为城市规划与管理工作提出新的解决方案和思路。
【关键词】20千伏配电网电网规划城市规划
作者简介:王永强(1976- ),男,硕士研究生,厦门市城市规划设计研究院
Abstract:The paper presents the inadaptability of the 10kV Distribution Networks and the characteristics of the 20kV. Though analyzing impact of urban planning, the paper educes that introducing 20kV Distribution Networks can resolve lots of conflicts between the power grid planning and urban land resource, however the city is fast developing. The results can provide different methods and thoughts for urban planning and management.
Keywords:20kV Distribution Networks, power grid planning, urban planning.
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号
1 背景
我國目前采用的10千伏中压配电电压等级,是从50年代中期开始到70年代中期结束的城网升压改造工程中,逐渐改造和标准化而来的。但随着我国经济的飞速发展、人民生活水平的提高,特别是在现代化城市建设进程中,社会用电负荷和用电量的急剧增长,10千伏供电出现了越来越多的局限性。受供电电压与导线截面约束,10千伏配电系统容量小、设备数目大,因而在设备投资、基建占地、线路走廊、网架结构、运行管理等方面都不可避免地出现许多难题。
当前我国配电网改革的发展方向是提高线路供电能力、降低线路损耗、优化网络架构。电压等级的合理配置直接影响电网结构和布局,而减少变电层次、简化电压等级是符合这一改革方向。自2007年开始,我国部分省市在国网公司的指导下开始试点20千伏供电。受存量资产浪费、投资主体不明确、20千伏系统初期“孤网”运行、运行操作习惯不同及设备标准未确定等因素的影响,2010年国网公司暂缓了此项试点工作。但试点过程中,20千伏供电的特点和优势,吸引了很多城市规划工作者的关注。
2010年,厦门市城市规划设计研究院完成《厦门市20千伏配电网前期研究》工作,旨在将研究结论应用于城市规划工作,为政府部门规划与管理工作提供了新的思路和技术决策基础,同时对目前国内各大城市规划建设也具有一定的参考意义。
2国内外20千伏供电的运行与实践
20千伏电压等级很早就已经出现并应用于工程实践。俄罗斯1960年后,配电网除少数大城市10千伏等级尚未改造之外,几乎都改成了20千伏等级;美国于1948年后大力发展20.8-24.9千伏电压等级;法国在1961年后决定统一采用20千伏配电网;德国也在1960年开始将现状配电网改为20千伏。其它80%的欧洲国家如意大利、奥地利、保加利亚、波兰、匈牙利等也大都采用20-25千伏作为中压配电,英国部分地区近几年才开始20千伏配电网的升压改造工作。
在19个亚洲、拉丁美洲国家和地区中,已有韩国、新加坡、日本、泰国、马来西压、巴西、阿根廷等12个国家和地区把20千伏电压作为中压配电,其中包括我国的台湾省。。
20千伏电压等级有一段特殊历史和发展前景,曾在中国电力系统存在过很长时间。例如,在上海和营口等供电系统中曾一度存在过、1908年在云南省石龙坝水电站至昆明34km长的输电线路中也采用了22千伏。1993年国家公布的《GBl56—93标准电压》中,正式将20千伏打括号后列入了标称电压。1994年5月,中国和新加坡决定在苏州工业园区开始启动20千伏供电,同年11月通过专家论证正式开展,成为我国大城市高密度用电配电电压的实施先例。1996年3月工业园内建成第一座110/20千伏园区变,迄今已十几年,运行一切正常。
2007年,根据国家电网“关于推广20千伏电压等级的通知”的精神,江苏省率先在省内13个市推广2O千伏电压等级试点供电项目,国家发改委正式批准江苏省增设20千伏电压等级销售电价,2008年3月江苏省电力公司发布与20千伏相关的26个企业标准。同时,浙江、广东等部分地区也开始积极研究和试点工作。
3城市发展过程中10千伏供电的不适应性分析
随着国民经济的迅速发展和提高,用电负荷和用电量的急剧增长,10千伏配电系统容量小、布点密、通道多、损耗大的现状与经济快速发展、土地资源有限之间的矛盾日渐突出。由于城市空间资源有限,现在普遍采用的110/10千伏电压等级的城市高、中压配电网供电模式,受供电能力限制,于城市规划建设存在的矛盾主要体现在以下两个方面:
3.1 城市变电站选址及走廊选择困难
受10千伏侧开关设备短路容量限制,110/10千伏变电站的容量相对较小(一般主变单台容量为50兆伏安、最大不超过63兆伏安),导致变电站布点密度大、变电站供电半径小。110千伏系统容载比按2.0计算,理论上当负荷密度达到20MW/km2(兆瓦/平方公里,以下同)时,每3.75km2就需要建设一个110千伏变电站,变电站供电半径仅1.1km,即每隔2.2km就要建设一座配置3×50兆伏安变压器的110/10千伏变电站;当负荷密度达到30MW/km2时,每隔1.8km就要建设一座配置3×50兆伏安变压器的110/10千伏变电站,变电站供电半径约0.9km。
目前很多城市中心城区的负荷密度都超过10MW/km2,甚至达到20~30MW/km2,受土地资源的限制,在城区新建变电站时选址及高压线路径选择都出线困难、电网建设前期阻力大。
3.2 架空线与城市发展的冲突
受资金和城市发展规模的影响,早期和现状城市外围高压线多为采用架空线形式建设。近几年,随着城市规模的快速扩张,城市发展建设对景观和环境的要求越来越高,高压线改造入地的呼声也越来越高。城市电网作为城市现代化建设的重要基础设施之一,其各项建设和改造项目必须与城市发展规划建设同步实施。但在城市中心区,由于早期道路管线建设未预留高压电缆管位,在道路不做改造的情况下,高压线改造入地的电缆路径选择非常困难。
420千伏供电特点简介
4.1 110/20千伏主变压器容量选择
当变压器一次侧接无穷大系统时,变压器额定容量与变压器短路阻抗、二次侧额定电压、二次侧短路电流成正比。受国内目前技术水平及设备制造水平的影响(主要反映为低压侧断路器遮断容量的限制),为保证断路器正常开断电流以及满足设备动稳定校验,《城市电力网规划设计导则》(Q/GDW 156-2006)规定变电站内10千伏、20千伏母线短路电流不超过20kA。根据110千伏变压器技术规范,110/20千伏与110/10千伏主变压器典型短路阻抗(Uk%)基本一致,约为12%~14%。所以当采用110/20千伏供电时,主变压器的额定容量约为110/10千伏的2倍。
目前主要使用的110/10千伏变压器有31.5、40、50兆伏安,当采用20千伏供电时,主变可以选择63、80、100兆伏安。
4.2 20千伏线路输电功率
按照城网规划的原则,依经济电流密度选择导线截面,当采用同规格电缆时,20千伏与10千伏电缆的参数基本一致,则线路的传输功率与传输电压成正比,即采用20千伏供电时,线路输送功率为10千伏的2倍。
4.3 20千伏供电的其他优点
根据相关研究结论,采用20千伏供电时,电压损失为10千伏供电的1/4、线路损耗也约为10千伏线路的1/4。;高密度负荷地区110/20千伏变电站供电面积是10千伏的2倍、供电半径是10千伏的1.4倍;低负荷密度负荷地区20千伏供电距离约为10千伏的4倍。
鉴于20千伏供电与10千伏供电相比较有以上众多优点,过去几年中众多学者对20千伏作为配电网电压取代现有10千伏配电网做了大量的方案论证和技术研究。法国电力公司在20千伏应用策略上坚持高、低负荷密度区均可以采用20千伏供电,目前农村及郊区等低负荷密度地区20千伏覆盖率已超过90%。法国公司多年实践也证明“在高负荷密度区选择20千伏有利于提高配电网供电能力,在低负荷密度区选择20千伏有利于降损节能”,这个特点尤其适合我国目前国情使用。
520千伏供电对城市规划的影响研究
5.1 城市110千伏变电站用地
由于110/20千伏变电站的主变压器容量是110/10千伏变电站的2倍,因此变电站数量可降为原规划的1/2,这对于城市总体规划的市政设施布局影响较大,忽略变电站设计差异造成的变电站用地不同时,城市变电站用地可减少50%。
事实上,采用20千伏供电时,变电站内的主变压器、20千伏开关柜、电容器组等均比采用10千伏时略大一些,单座变电站用地面积约增加10%,整个城市110千伏变电站总用地可减少45%左右。
采用20千伏供电后,由于需求的变电站数量减半,城市变电站选址难、建设难等问题可以在一定程度上得到解决。同时由于110/20千伏变电站供电能力的加倍,对于缓解城市日益增长的供电压力具有明显的促进作用,特别是在城市用地紧张地区,当现状变电站具备升压改造条件或新建20千伏变电站的情况下,变电站建设及城市供电的各种难题都可迎刃而解。
5.2 城市110千伏架空线走廊用地
目前国内推荐的110千伏变电站高压侧接线模式一般为“双电源辐射的扩大桥型接线”和“三线三变3T线变组接线”。这两种接线模式各有优缺点,各个地方根据操作习惯的不同选择不同的接线模式。但有一个最大的共同点就是,平均来看110千伏系统主干架空线总数量为110千伏变电站的2倍。以同塔双回架空线作为典型电力走廊时,忽略变电站进线端架空线的组合后,110千伏系统主干高压走廊的数量与变电站数量一致。
当采用20千伏供电时,由于变电站数量可减少为原来的1/2,理论上110千伏架空线走廊数量可降为原来的1/2。但由于变电站容量上调至3×100兆伏安,传统的LGJ300的架空线的输电容量不能满足变电站供电能力的需要,因此对于上述的两种典型接线模式必须相应调整。双电源辐射接线必须增加一回110千伏进线,三线三变3T线变组接线必须避免T接,从而形成线路相互独立的三线三变的线变组接线。采用此接线模式时,同塔双回的110千伏线路数量为变电站数量的1.5倍,但由于变电站数量的减半,因此城市110千伏系统高压走廊用地为采用10千伏供电时的3/4。
5.3 城市20千伏开闭所布局或环网供电公共节点的规划数量
典型的开闭所和环网接线简单的说都是采用“n供一备”的接线模式,开闭所的转供容量或环网供电容量均按主干供电电缆的载流量确定。显然,由“4.2”知道当采用20千伏供电时,由于20千伏电缆的载流量是同规格10千伏电缆的2倍,因此开闭所的转供容量或环网供电容量为采用10千伏时的2倍。从城市规划角度看,开闭所布局规划的数量则、环网供电的公共节点(环网单元)的可以减少一半,考虑20千伏设备的差异,20千伏开闭所占用的城市用地或建筑面積减少约40%~45%。
5.4 市政管线综合规划
5.4.1 20千伏电缆管沟平面布置
显然开闭所或环网数量减半,20千伏主干电缆数量变为原来的1/2。但由于各个点负荷(用户)不变,在开闭所出线间隔减半、出线载流量加倍的情况下,各个点负荷的电源可能不再由开闭所直接接入,而更多是由开闭所出线构成小环网接入或者由其他配电站的穿越功率接入。对于整个配电网系统而言,由于点负荷需要的电源数量是一定的,配线电缆的数量不变,且配线电缆的比重远远大于主干电缆,因此20千伏电缆的数量不会有显著变化,对城市管线综合规划的平面布线的影响几乎没有变化。
5.4.2 20千伏电缆管沟横断面
目前中压配电网使用的几乎都是交联聚乙烯电缆,10千伏电缆与20千伏电缆在产品结构和制造工艺方面没有什么差别,所不同的只是绝缘强度,即电缆绝缘层厚度有所不同。一般情况下,8.7/10千伏电压等级的电缆绝缘厚度为4.5毫米,20千伏系统中性点有效接地系统使用的12/20千伏电压等级的电缆绝缘厚度为5.5毫米,这个变化在电力工程设计上可以认为是忽略不计的,原规划的10千伏电缆沟尺寸、电缆排管管径对于20千伏电缆同样适用,对于市政管线综合横断面设计的影响忽略不计。
5.5 其他与城市规划建设相关的问题
我国多数地区10千伏配电网经过多年规划发展已颇具规模、现存供配电设备数量巨大、运行管理经验比较成熟,此时引入20千伏具有相当的困难。不仅要对现有成熟网架进行改造,而且在运行管理模式上的转变需要经过一段适应期。面对规模庞大的电网资产,推广应用新电压等级如果采用推到重来的改造模式,无疑会造成电网重复投资,是对现有资源的巨大浪费。因此,旧城区的20千伏电压引入的时机必须慎重,以实现平稳过渡,当前情况下20千伏的电压的引入试点工作仅适用于城市新建区。
5.6 小结
采用20千伏供电可以节约城市市政设施用地及高压走廊用地,同时对市政管线的规划与设计没有影响,对于解决与变电站建设相关的各种问题具有积极地促进作用。但受存量资产改造的影响,20千伏试点试点工作应选择城市新开发地区,采用国际通行的逐步蚕食的方法,即统筹规划、分区分阶段渐进式进行升压改造。
6总结
采用20千伏作为配电电压,目前国内外基本上已取得共识,是一个很好的方法。在长达40余年的跨度里,发达国家工业化和电网改造的历史证明,实施20千伏电网改造是完全成功的,而且是早改早受益。
从城市规划角度看,由于城市电网所需要的110千伏变电站数量减半、110千伏高压走廊降为原来3/4、中压开闭所或环网公共节点数量减半,对于缓和电网建设与城市土地空间资源紧张之间的矛盾起到非常积极的作用,呼应了资源节约型社会的建设要求,在当前具有一定的先进性、实用性和指导意义。
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【关键词】20千伏配电网电网规划城市规划
作者简介:王永强(1976- ),男,硕士研究生,厦门市城市规划设计研究院
Abstract:The paper presents the inadaptability of the 10kV Distribution Networks and the characteristics of the 20kV. Though analyzing impact of urban planning, the paper educes that introducing 20kV Distribution Networks can resolve lots of conflicts between the power grid planning and urban land resource, however the city is fast developing. The results can provide different methods and thoughts for urban planning and management.
Keywords:20kV Distribution Networks, power grid planning, urban planning.
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号
1 背景
我國目前采用的10千伏中压配电电压等级,是从50年代中期开始到70年代中期结束的城网升压改造工程中,逐渐改造和标准化而来的。但随着我国经济的飞速发展、人民生活水平的提高,特别是在现代化城市建设进程中,社会用电负荷和用电量的急剧增长,10千伏供电出现了越来越多的局限性。受供电电压与导线截面约束,10千伏配电系统容量小、设备数目大,因而在设备投资、基建占地、线路走廊、网架结构、运行管理等方面都不可避免地出现许多难题。
当前我国配电网改革的发展方向是提高线路供电能力、降低线路损耗、优化网络架构。电压等级的合理配置直接影响电网结构和布局,而减少变电层次、简化电压等级是符合这一改革方向。自2007年开始,我国部分省市在国网公司的指导下开始试点20千伏供电。受存量资产浪费、投资主体不明确、20千伏系统初期“孤网”运行、运行操作习惯不同及设备标准未确定等因素的影响,2010年国网公司暂缓了此项试点工作。但试点过程中,20千伏供电的特点和优势,吸引了很多城市规划工作者的关注。
2010年,厦门市城市规划设计研究院完成《厦门市20千伏配电网前期研究》工作,旨在将研究结论应用于城市规划工作,为政府部门规划与管理工作提供了新的思路和技术决策基础,同时对目前国内各大城市规划建设也具有一定的参考意义。
2国内外20千伏供电的运行与实践
20千伏电压等级很早就已经出现并应用于工程实践。俄罗斯1960年后,配电网除少数大城市10千伏等级尚未改造之外,几乎都改成了20千伏等级;美国于1948年后大力发展20.8-24.9千伏电压等级;法国在1961年后决定统一采用20千伏配电网;德国也在1960年开始将现状配电网改为20千伏。其它80%的欧洲国家如意大利、奥地利、保加利亚、波兰、匈牙利等也大都采用20-25千伏作为中压配电,英国部分地区近几年才开始20千伏配电网的升压改造工作。
在19个亚洲、拉丁美洲国家和地区中,已有韩国、新加坡、日本、泰国、马来西压、巴西、阿根廷等12个国家和地区把20千伏电压作为中压配电,其中包括我国的台湾省。。
20千伏电压等级有一段特殊历史和发展前景,曾在中国电力系统存在过很长时间。例如,在上海和营口等供电系统中曾一度存在过、1908年在云南省石龙坝水电站至昆明34km长的输电线路中也采用了22千伏。1993年国家公布的《GBl56—93标准电压》中,正式将20千伏打括号后列入了标称电压。1994年5月,中国和新加坡决定在苏州工业园区开始启动20千伏供电,同年11月通过专家论证正式开展,成为我国大城市高密度用电配电电压的实施先例。1996年3月工业园内建成第一座110/20千伏园区变,迄今已十几年,运行一切正常。
2007年,根据国家电网“关于推广20千伏电压等级的通知”的精神,江苏省率先在省内13个市推广2O千伏电压等级试点供电项目,国家发改委正式批准江苏省增设20千伏电压等级销售电价,2008年3月江苏省电力公司发布与20千伏相关的26个企业标准。同时,浙江、广东等部分地区也开始积极研究和试点工作。
3城市发展过程中10千伏供电的不适应性分析
随着国民经济的迅速发展和提高,用电负荷和用电量的急剧增长,10千伏配电系统容量小、布点密、通道多、损耗大的现状与经济快速发展、土地资源有限之间的矛盾日渐突出。由于城市空间资源有限,现在普遍采用的110/10千伏电压等级的城市高、中压配电网供电模式,受供电能力限制,于城市规划建设存在的矛盾主要体现在以下两个方面:
3.1 城市变电站选址及走廊选择困难
受10千伏侧开关设备短路容量限制,110/10千伏变电站的容量相对较小(一般主变单台容量为50兆伏安、最大不超过63兆伏安),导致变电站布点密度大、变电站供电半径小。110千伏系统容载比按2.0计算,理论上当负荷密度达到20MW/km2(兆瓦/平方公里,以下同)时,每3.75km2就需要建设一个110千伏变电站,变电站供电半径仅1.1km,即每隔2.2km就要建设一座配置3×50兆伏安变压器的110/10千伏变电站;当负荷密度达到30MW/km2时,每隔1.8km就要建设一座配置3×50兆伏安变压器的110/10千伏变电站,变电站供电半径约0.9km。
目前很多城市中心城区的负荷密度都超过10MW/km2,甚至达到20~30MW/km2,受土地资源的限制,在城区新建变电站时选址及高压线路径选择都出线困难、电网建设前期阻力大。
3.2 架空线与城市发展的冲突
受资金和城市发展规模的影响,早期和现状城市外围高压线多为采用架空线形式建设。近几年,随着城市规模的快速扩张,城市发展建设对景观和环境的要求越来越高,高压线改造入地的呼声也越来越高。城市电网作为城市现代化建设的重要基础设施之一,其各项建设和改造项目必须与城市发展规划建设同步实施。但在城市中心区,由于早期道路管线建设未预留高压电缆管位,在道路不做改造的情况下,高压线改造入地的电缆路径选择非常困难。
420千伏供电特点简介
4.1 110/20千伏主变压器容量选择
当变压器一次侧接无穷大系统时,变压器额定容量与变压器短路阻抗、二次侧额定电压、二次侧短路电流成正比。受国内目前技术水平及设备制造水平的影响(主要反映为低压侧断路器遮断容量的限制),为保证断路器正常开断电流以及满足设备动稳定校验,《城市电力网规划设计导则》(Q/GDW 156-2006)规定变电站内10千伏、20千伏母线短路电流不超过20kA。根据110千伏变压器技术规范,110/20千伏与110/10千伏主变压器典型短路阻抗(Uk%)基本一致,约为12%~14%。所以当采用110/20千伏供电时,主变压器的额定容量约为110/10千伏的2倍。
目前主要使用的110/10千伏变压器有31.5、40、50兆伏安,当采用20千伏供电时,主变可以选择63、80、100兆伏安。
4.2 20千伏线路输电功率
按照城网规划的原则,依经济电流密度选择导线截面,当采用同规格电缆时,20千伏与10千伏电缆的参数基本一致,则线路的传输功率与传输电压成正比,即采用20千伏供电时,线路输送功率为10千伏的2倍。
4.3 20千伏供电的其他优点
根据相关研究结论,采用20千伏供电时,电压损失为10千伏供电的1/4、线路损耗也约为10千伏线路的1/4。;高密度负荷地区110/20千伏变电站供电面积是10千伏的2倍、供电半径是10千伏的1.4倍;低负荷密度负荷地区20千伏供电距离约为10千伏的4倍。
鉴于20千伏供电与10千伏供电相比较有以上众多优点,过去几年中众多学者对20千伏作为配电网电压取代现有10千伏配电网做了大量的方案论证和技术研究。法国电力公司在20千伏应用策略上坚持高、低负荷密度区均可以采用20千伏供电,目前农村及郊区等低负荷密度地区20千伏覆盖率已超过90%。法国公司多年实践也证明“在高负荷密度区选择20千伏有利于提高配电网供电能力,在低负荷密度区选择20千伏有利于降损节能”,这个特点尤其适合我国目前国情使用。
520千伏供电对城市规划的影响研究
5.1 城市110千伏变电站用地
由于110/20千伏变电站的主变压器容量是110/10千伏变电站的2倍,因此变电站数量可降为原规划的1/2,这对于城市总体规划的市政设施布局影响较大,忽略变电站设计差异造成的变电站用地不同时,城市变电站用地可减少50%。
事实上,采用20千伏供电时,变电站内的主变压器、20千伏开关柜、电容器组等均比采用10千伏时略大一些,单座变电站用地面积约增加10%,整个城市110千伏变电站总用地可减少45%左右。
采用20千伏供电后,由于需求的变电站数量减半,城市变电站选址难、建设难等问题可以在一定程度上得到解决。同时由于110/20千伏变电站供电能力的加倍,对于缓解城市日益增长的供电压力具有明显的促进作用,特别是在城市用地紧张地区,当现状变电站具备升压改造条件或新建20千伏变电站的情况下,变电站建设及城市供电的各种难题都可迎刃而解。
5.2 城市110千伏架空线走廊用地
目前国内推荐的110千伏变电站高压侧接线模式一般为“双电源辐射的扩大桥型接线”和“三线三变3T线变组接线”。这两种接线模式各有优缺点,各个地方根据操作习惯的不同选择不同的接线模式。但有一个最大的共同点就是,平均来看110千伏系统主干架空线总数量为110千伏变电站的2倍。以同塔双回架空线作为典型电力走廊时,忽略变电站进线端架空线的组合后,110千伏系统主干高压走廊的数量与变电站数量一致。
当采用20千伏供电时,由于变电站数量可减少为原来的1/2,理论上110千伏架空线走廊数量可降为原来的1/2。但由于变电站容量上调至3×100兆伏安,传统的LGJ300的架空线的输电容量不能满足变电站供电能力的需要,因此对于上述的两种典型接线模式必须相应调整。双电源辐射接线必须增加一回110千伏进线,三线三变3T线变组接线必须避免T接,从而形成线路相互独立的三线三变的线变组接线。采用此接线模式时,同塔双回的110千伏线路数量为变电站数量的1.5倍,但由于变电站数量的减半,因此城市110千伏系统高压走廊用地为采用10千伏供电时的3/4。
5.3 城市20千伏开闭所布局或环网供电公共节点的规划数量
典型的开闭所和环网接线简单的说都是采用“n供一备”的接线模式,开闭所的转供容量或环网供电容量均按主干供电电缆的载流量确定。显然,由“4.2”知道当采用20千伏供电时,由于20千伏电缆的载流量是同规格10千伏电缆的2倍,因此开闭所的转供容量或环网供电容量为采用10千伏时的2倍。从城市规划角度看,开闭所布局规划的数量则、环网供电的公共节点(环网单元)的可以减少一半,考虑20千伏设备的差异,20千伏开闭所占用的城市用地或建筑面積减少约40%~45%。
5.4 市政管线综合规划
5.4.1 20千伏电缆管沟平面布置
显然开闭所或环网数量减半,20千伏主干电缆数量变为原来的1/2。但由于各个点负荷(用户)不变,在开闭所出线间隔减半、出线载流量加倍的情况下,各个点负荷的电源可能不再由开闭所直接接入,而更多是由开闭所出线构成小环网接入或者由其他配电站的穿越功率接入。对于整个配电网系统而言,由于点负荷需要的电源数量是一定的,配线电缆的数量不变,且配线电缆的比重远远大于主干电缆,因此20千伏电缆的数量不会有显著变化,对城市管线综合规划的平面布线的影响几乎没有变化。
5.4.2 20千伏电缆管沟横断面
目前中压配电网使用的几乎都是交联聚乙烯电缆,10千伏电缆与20千伏电缆在产品结构和制造工艺方面没有什么差别,所不同的只是绝缘强度,即电缆绝缘层厚度有所不同。一般情况下,8.7/10千伏电压等级的电缆绝缘厚度为4.5毫米,20千伏系统中性点有效接地系统使用的12/20千伏电压等级的电缆绝缘厚度为5.5毫米,这个变化在电力工程设计上可以认为是忽略不计的,原规划的10千伏电缆沟尺寸、电缆排管管径对于20千伏电缆同样适用,对于市政管线综合横断面设计的影响忽略不计。
5.5 其他与城市规划建设相关的问题
我国多数地区10千伏配电网经过多年规划发展已颇具规模、现存供配电设备数量巨大、运行管理经验比较成熟,此时引入20千伏具有相当的困难。不仅要对现有成熟网架进行改造,而且在运行管理模式上的转变需要经过一段适应期。面对规模庞大的电网资产,推广应用新电压等级如果采用推到重来的改造模式,无疑会造成电网重复投资,是对现有资源的巨大浪费。因此,旧城区的20千伏电压引入的时机必须慎重,以实现平稳过渡,当前情况下20千伏的电压的引入试点工作仅适用于城市新建区。
5.6 小结
采用20千伏供电可以节约城市市政设施用地及高压走廊用地,同时对市政管线的规划与设计没有影响,对于解决与变电站建设相关的各种问题具有积极地促进作用。但受存量资产改造的影响,20千伏试点试点工作应选择城市新开发地区,采用国际通行的逐步蚕食的方法,即统筹规划、分区分阶段渐进式进行升压改造。
6总结
采用20千伏作为配电电压,目前国内外基本上已取得共识,是一个很好的方法。在长达40余年的跨度里,发达国家工业化和电网改造的历史证明,实施20千伏电网改造是完全成功的,而且是早改早受益。
从城市规划角度看,由于城市电网所需要的110千伏变电站数量减半、110千伏高压走廊降为原来3/4、中压开闭所或环网公共节点数量减半,对于缓和电网建设与城市土地空间资源紧张之间的矛盾起到非常积极的作用,呼应了资源节约型社会的建设要求,在当前具有一定的先进性、实用性和指导意义。
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