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[20kV电压等级的可行性分析]电压等级

来源:编程开发 发布时间:2019-06-21 04:16:23 点击:

  【摘 要】 随着城市的快速发展和负荷密度的急剧增长,已出现10kV难以适应电力发展的要求,而35kV作为中压配电网的电压等级又具有很大的局限性,20kV就成为迫切的选择。结合金泉工业园区对中压配电网采用20kV电压等级的应用进行研究。
  【关键词】 中压配电网 20KV 电压等级 研究
  根据国内外的证明,在高负荷密度地区,配电网采用20kV电压等级不仅从技术上可以提高配电网的输送能力,改善配网电压质量,降低电能损耗,而且落实到工程实践上,也可以大大减少中压配电线路占用的线路通道,同时有效节省电网建设投资。在电网负荷密度较高的大城市中心区、工业密集区采用20kV电压供电,对解决10kV供电能力有限、线路通道难落实等问题,不失为一种既经济又有效的途径。
  1 20kV电压供电的优点
  1.1 与金泉工业园区的要求相一致,采用20kV能够节省更多的电能。按3500小时计算,以不考虑节能时的负荷数值(411.25MW)为例进行计算,2020年总电量将达到14.39亿kWh,若采用10kV供电损失电量为2158.5万kWh,若采用20kV供电损失电量为539.7万kWh;若采用20kV供电可节省压输电线路,相较于10kV线路长度可缩短一半,因此有色金属的消耗量也相应减少50%。
  1.2 在预测负荷水平的基础上若采用20kV供电,一年将节约6504.28吨标准煤和6504.28万升净水,同时减少4422.91吨碳粉尘、1.62万吨二氧化碳、487.82吨二氧化硫、243.91吨氮氧化物等污染物的排放。
  1.3 适应探索“能推广、能复制、能实行”的金泉工业园区市的发展建设模式的要求,尤其是在全国多数城市配电网建设过程中面临着通道走廊紧张,电缆投资过大的问题。
  1.4 采用20kV供电可减少110kV变电站的个数和相应电力设施布点,更好的满足金泉工业园区整体生态景观及环境的要求;
  1.5 适应国网公司对于20kV配电网的建设要求,是进行20kV试点的契机。尤其是在国内部分省区已经开展20kV中压配电电压等级的试点工作的背景下,显得更为迫切;
  1.6 减少变压层次,适应用户的负荷性质,更好的满足用户的用电需求。直接由220kV变压到20kV,可以取消110kV(35kV)电压等级,更好的适应用户的供电要求。
  1.7 更加节省电网建设投资,根据苏州工业园的实际运行经验以及相关研究结果,认为在负荷密度>5MW/km2时(结论来自《青秋浦以东4.5平方公里工业园20千伏电压等级可行性报告》),新建配电网采用20kV供电就是经济的。
  2 20kV电压供电的不足
  2.1 20kV配电设备生产厂家相对较少,造成20kV电气设备相对较贵;但随着2008年大面积应用20kV进行供电,市场需求增加后,ABB、西门子以及江苏省内的华鹏、帕威尔等电气设备生产商已经开始大量生产20kV电气设备,使得设备价格有所降低;
  2.2 采用20kV后,整个金泉工业园区的供电系统与区外电网联络不强,将给运行、设备、维护带来一定困难;
  2.3 由于国家没有制定20kV的电价标准,仍按照35kV等级的电价进行收费,将给电力公司制定电价政策带来一定影响,但江苏省电力公司已经制定了合理的电价并得到了批复。
  总体来看,相对于整个金泉工业园区的规划理念及需求,20kV作为金泉工业园区的中压配电等级更为合理,具有很高的可行性。
  第一,相比10kV,20kV电压等级输送容量大,占用土地资源少,网损低,电能质量高以及供电半径长等优点,35kV虽然也具有输送容量大,网速低,电压质量高等优点,但由于施工维护的工作量大,占用土地资源较多,升压改造困难,缺乏运行管理经验,对环境影响比较大,投资费用较高等缺点具有很大的局限性。
  第二,对苏州工业园区20kV电压等级应用情况进行分析得出,无论从建设费用,年运行费用,,设备制造,还是减少电压层次等方面综合考虑,高负荷密度地区采用20kV的电压等级是可行的,当负荷密度大于5MW/km2时,20kV具有明显的优势。结合金泉工业园区的情况分析,20kV作为中压配电等级更为合理,具有很高的可行性。
  第三,采用小区负荷密度法进行负荷预测,金泉工业园区最终负荷预测结果为411.25MW,负荷密度为19.27MW/km2,共需220kV变电容量740.25MVA。对于220/110/10kV序列需要220kV变电容量740.25MVA、110kV变电容量622MVA;220/20kV序列和220/35kV序列,需要220kV变电容量740.25MVA。对各个电压等级序列的供电方案的进行电气分析,变电站容载比、负载率、最低电压、线损率等运行指标,“N-1”安全性校验以及短路电流均满足导则要求。
  第四,对不同供电方案进行评估,对方案的可靠性进行分析,各个供电方案的可靠性均能满足要求,并且随着负荷密度的增大而增大,10kV、20kV和35kV系统的可靠性依次降低;对各个方案的电压质量进行分析,电压降百分比随着负荷密度的增大而减小,各个供电方案的电压质量存在以下关系:220/110/10kV<220/20kV<220/35kV;对方案的经济性进行分析,单位负荷的年费用都随着负荷密度的增大而减小,20kV、10kV和35kV系统的年费用依次升高。
  第五,从可靠性,经济型,电气指标,变电站占地,走廊需求以及金泉工业园区的情况等综合考虑,确定采用20kV为最优的供电方案,变电层级为220/20kV。
  文献
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福彩3D走势图  术, 2001.25(7):32~35

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