0引言

　　國家電網公司于2007年下達了“關于推廣20kV電壓等級的通知”(簡稱《通知》)，一時間，20kV配電電壓成為電力部門和電力設備制造部門關注的熱點。以下討論20kV電壓等級。

　　1關于10kV供電

　　20世紀50年代，我國配電電壓有2.3kV、3.3kV、4kV、6.6kV及13.2kV等。1956年電力工業部開始在我國推行10kV配電。配電網采用10kV供電對我國經濟和電網發展起到了重要促進作用。目前我國公用配電系統基本上都采用10kV配電作為主要配電電壓。

　　2關于20kV配電等級

　　20kV配電等級已于1983年引入IEC標準(IEC38-1983)。我國國家標準《標準電壓》共出版了4個版本，分別為GB156-1980、GB156-1993、GB156-2003、GB156-2007。在1993年版和2003年標準中均已將20kV配電電壓列入，但注明在用戶需要時才采用，在最新的2007年版本中才將20kV作為標準電壓等級。

　　320kV供電的優勢

　　我國一直將10kV作為中壓配電電壓，有65%的供電量通過10kV等級輸出。隨著我國經濟的持續快速發展和城市化水平的不斷提高，10kV配電系統越來越顯示出容量小、損耗大、土地占用量大、環保性能差等。采用20kV配電電壓可以提高供電能力、減少土地占用量、減少建設投資、降低損耗和提高電壓質量。還可以減化電壓等級，有條件的地區可以簡化為220/20/0.4kV，取消10kV和35kV。

　　20kV供電的優越性

　　(1)增強了供電能力

　　20kV與10kV相比，在同等導線截面積和電流密度條件下，在輸送相同電功率時，20kV有效供電半徑可增加近一倍。如果供電半徑不變，采用相同截面的導線，其輸送功率可增加一倍。

　　(2)降低電網損耗

　　在輸送相同距離和相同電功率情況下，20kV線路電流為10kV的50%，則線路損耗為原先的25%，即能降低約75%的電力損耗。

　　(3)降低建設費用

　　20kV供電線路的有色金屬耗用量可減少50%，節約建設費用40%，采用20kV電壓等級，可以減少變電站配電出線回路數的一半。在同一地區，可使設置變電站數量減少一半。由此可見，20kV供電在增加供電能力、降損節能、降低電網建設費用和減少出線等方面具有明顯的優勢。

　　420kV電壓等級在國外的實踐

　　據不完全統計，歐洲國家中80%的中壓配電網采用20kV~25kV電壓等級，亞洲已有9個國家或地區采用20kV作為中壓配電電壓。還有非洲的埃及、贊比亞、安哥拉等國采用20kV電壓等級。

　　美國、法國、加拿大、德國、日本、韓國、新加坡等國的實踐證明采用20kV供電可以取得很好的經濟效益。

　　520kV電壓等級在國內的實踐

　　蘇州新加坡工業園區1996年在國內率先采用20kV作為配電電壓。整個配電網采用電纜供電，取得了較好的結果。2007年國內首次在蘇州實施了20kV架空線工程，線路除支柱式絕緣子外，與10kV線路完全一致，采用全絕緣線架設，也取得了成功。江蘇省于2008年8月起決定在全省13個地市范圍內開展20kV電壓等級的試點推行。國內還有許多省市區推廣和擴大20kV供電電壓，如遼寧省南芬區自2003年起，決定20kV中壓配電電壓電網建設。河北省滄州渤海于2007年批準20kV中壓配電網系統的建設。湖北省宜昌白澤化學工業園于2008年開始采用20kV中壓配電系統。上海臨港新城經上海交大、上海電力公司等單位的論證，也決定采用20kV配電電壓等級等。

　　提高中壓配電電壓是解決高負荷密度城市供電的有效辦法。20kV配電電壓等級在技術上的合理性和技術上的優越性經過實踐的檢驗，已被國內外普遍認可。推廣20kV電壓等級作為我國的配電電壓等級，是符合我國國情的。符合我國建設資源節約型的國策。

　　目前江蘇正在積極推廣20kV配電電壓等級。截止2008年年底，江蘇省在全省13個地市共建成投產20kV項目49個，2009年計劃20kV項目139個，目前試點用戶均表示，應用20kV供電，降低了營運成本，用電質量得以提升。

　　對采用20kV電壓等級應根據各地區的具體情況，因地制宜，逐步實施。

　　新建工業園區，開發區、新城區等新興區域或現電網非常薄弱，未來電力需求增長迅速的區域，結合自身情況，可以直接引用20kV電壓等級。

　　現狀電網有一定規模，但供電能力和設備狀況需進一步提高以滿足發展需求的區域，建設改造時機應結合自身實際需要，可考慮適時引入20kV電壓等級。

　　對于10kV供電系統相對成熟穩定，在一定時期內可以滿足電力需求進一步需要的區域，要研究該地區引入20kV供電的時機和條件。

　　因此對一個地區來說，有的可以直接引用，有的則適時引用，有的則研究引用的時機和條件。這樣會形成10kV、20kV和兩者混用等方案。

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　　以下舉幾個典型事例加以說明。

　　(1)蘇州工業園區20kV配電網

　　蘇州工業園區是1994年由中國政府和新加坡政府兩國共同組建的一個國家級開發區。20kV的電壓等級就是借鑒新加坡成熟的城市電網運行經驗。自工業園成立以來，在園區核心區內的幾乎所有用戶變電所均為20kV變電。目前工業園區的核心區大約六七十平方公里的地域內都已完全采用20kV運行。從目前的狀況來看，蘇州工業園區的20kV系統非常成功，十多年來在園區的實際運行經驗也驗證了系統的穩定性與可靠性，尤其是用戶端變電所的簡便讓人稱贊。事實上蘇州工業園區的運行經驗也證明了20kV系統在新建區域內取代10kV/35kV是完全沒有問題的。從長遠來看，新建區域內采用20kV配電網將是一種趨勢，蘇州工業園區援建的蘇北宿遷工業園也即將投入運行20kV電網。

　　(2)遼寧省本溪市南芬地區20kV配電網

　　遼寧省本溪市南芬地區是本溪市管轄的一個區，距市區約30km。南芬地區是本溪鋼鐵公司露天鐵礦、選礦廠、機修廠所在地，其原有電網電壓為3kV，容量超過15000kVA，從供電能力、供電距離及線路損耗方面已經難以適應負荷發展的要求，在經過慎重調研、分析后，采用20kV電壓等級對南芬地區進行改造。南芬二次變電所重建后于2003年3月27日投運，有6條20kV配電線路。該系統運行以來未發生單相接地故障。發生相間故障二次，均為線路過流三段動作保護跳閘，重合成功。其2臺主變壓器及199臺配電變壓器全部采用低損耗型，年減少損失23萬kWh，線路減少損失296萬kWh。兩項合計創效益2035萬元。該項目于2003年12月23日通過了遼寧省科技廳組織的專家鑒定。鑒定委員會議為：該系統設計合理、規范，運行穩定、可靠、實用性強、增供降損效果明顯。整體技術達到國內領先水平，具有廣泛的推廣應用前景。

　　(3)南京電網推廣應用20kV電壓等級的原則和方案

　　南京供電公司自2007年10月起，開始20kV應用的試點，劃分了推廣應用范圍。

　　根據南京各地電網現狀和城市總體規劃，將供電區域劃分10kV供電區域、20kV新建區域、20kV與10kV混供區域。

　　南京老城區(明城墻內)，總面積47km2，負荷增長趨于穩定。10kV配電線路主要為電纜。目前上已形成手拉手環網接線、開環運行的成熟配電系統，短時間內對其配電網進行大規模升壓改造代價太大，因此劃分為10kV供電區域。

　　(2)老城區外新興的工業園區、開發區、居住區，相對獨立、完整、預測負荷密度大，地塊內暫無變電站布點，因此劃分為20kV新建區域。

　　(3)除上述以外的區域，10kV配電已具備一定的規模，但配電網結構已不能適應負荷發展，劃分為20kV與10kV混供區域。

　　南京供電公司首先選擇了位于南京長江南岸的棲霞區靖安鎮的三江口工業園(規劃面積12.16km2)作為20kV試點區域。根據預測，該工業園最終統計負荷將達到599MW，計算負荷為452MW，現有電網無法滿足升增用電的要求。為此重新調整了園區配電網規劃。在工業園區內引入了20kV中壓配電網，從而使園區內規劃的10kV變電站由原來的4座減少至2座，公共開關站由原來的18座減少至9座，由此園區電網建設預計可節約投資1.49億元，節約土地資源6000m2，采用20kV的優勢突顯。

　　該試驗線路于2008年3月20日升壓帶電空載運行，3月21日起帶負荷運行。

　　620kV通用設備技術規范

　　由于現行國標、行標和企業標準等一般未涉及20kV電壓等級設備的內容，為保證20kV電壓等級的設備滿足要求，江蘇省電力公司編制了《20kV通用設備技術規范》。規范分為“20kV變電設備技術規范”和“20kV配電設備技術規范”前者計11篇，后者計16篇。該規范于2007年10月第一稿正式頒布。

　　6.120kV變電設備技術規范

　　220/110/20、220/20kV主變壓器技術規范

　　110/20kV主變壓器技術規范

　　110/20/10kV主變壓器技術規范

　　20kV斷路器技術規范

　　20kV隔離開關技術規范

　　20kV交流金屬封閉開關技術規范

　　20kV交流氣體絕緣金屬封閉開關技術規范

　　20kV并聯電容器成套裝置技術規范

　　20kV并聯電抗器技術規范

　　20kV接地電阻器技術規范

　　20kV成套消弧裝置技術規范

　　6.220kV配電設備技術規范

　　20kV電力電纜技術規范

　　20kV架空絕緣電纜技術規范

　　20kV中壓環網開關設備技術規范

　　20/10kV油浸配電變壓器技術規范

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　　20kV干式變壓器技術規范

　　20kV電壓互感器技術規范

　　20kV電流互感器技術規范

　　20kV復合外套交流無間隙氧化物避雷器技術規范

　　20kV戶外柱上六氧化硫負荷開關技術規范

　　20kV戶外柱上真空斷路器技術規范

　　20kV戶外柱上隔離開關技術規范

　　20kV柱上隔離負荷開關技術規范

　　20kV戶外跌落式熔斷器技術規范

　　20kV柱式絕緣子技術規范

　　20kV電力電纜附件技術規范

　　將江蘇省電力公司企業標準與國標作比較，可以看出，企業標準規定的工頻耐壓高于國標(GB)的規定值。

　　GB/T11022-1999(高壓開關設備標準的共用技術要求)規定，對24kV而言，額定短時工頻耐受電壓(1分鐘，有效值)規定為50kV(通用值)和60kV(斷口間)，而江蘇省電力公司企業標準(20kV配電設備技術規范)對24kV規定額定短時工頻耐受電壓50(65)kV(對地)和64(79)kV(斷口間)。如果按括弧內要求值作試驗，顯然對開關設備提高了耐壓水平。江蘇省電力公司的企業標準已作為開關設備在使用條件、主要技術參數、功能設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術要求。

　　因此，對于開關制造企業來說，必須按電力企業標準要求設計、制造、試驗24kV開關設備。要執行比國標更高的電力企業標準。由于我國已有制造12kV和40.5kV開關設備的經驗，因此制造24kV開關設備在技術上并不困難，但24kV設備決不是12kV設備的放大或40.5kV設備的縮小，而是要重新研究、重新設計、重新制造和重新做試驗，才能研發出符合規定的24kV開關設備。

　　7關于24kV開關設備

　　裝備20kV電網要采用額定電壓為24kV戶內外開關設備。由于我國開始推廣20kV配電，故國內已建的20kV電網多使用國外成熟的開關設備技術。特別ABB、西門子、施耐德等公司早就制造24kV開關設備，如在蘇州工業園區20kV電網中使用的設備多為ABB的ZXO型充氣柜，、Safeplus環網柜、施耐德的SM6環網柜，西門子的8DC11充氣柜、阿海琺的M24、FBX環網柜等。在遼寧本溪南芬地區20kV配電網使用的開關設備中，24kV開關柜和其它斷路器為阿海琺產品，線路上使用的柱上重合器負荷開關、跌落開關均為ABB生產。國外電氣制造公司如施耐德公司于2008年4月2日和22日先后在江蘇淮安、南京召開20kV技術交流暨研討會，推薦該公司不斷改進和完善的24kV開關產品。

　　一般來說，市區戶內設備多選用氣體絕緣的開關設備，如箱式氣體絕緣柜(C-GIS)，環網柜(RMU)和真空斷路器、限流熔斷器、負荷開關等。在戶外線路上多選用柱上開關，如柱上斷路器、重合器、分段器、負荷開關、跌落熔斷器等。

　　20kV配電網建設為國內生產企業帶來商機。許多企業抓住這一機遇，大力研發24kV開關設備系列，特別是江蘇省的制造企業，因江蘇電力公司在全省13個地市開展20kV電壓等級的試點推廣工作。

　　如揚州北辰電氣設備有限公司適時開發出三種24kV開關設備，包括24kV開關柜、24kV真空斷路器和24kV戶外柱上SF6負荷開關。該公司于2008年1月19日拿到西安高壓電器研究所的型式試驗報告后，就拿到了和客戶簽定的55萬元24kV開關柜訂單。

　　又如江蘇東源電器集團抓住國網公司推廣20kV配電電壓的機遇，大力開發24kV開關設備，并于2009年3月13日在蘇州舉辦了24kV新系列開關設備產品推廣會，向用戶就24kV開關產品的技術關鍵和特色作了詳細介紹。該公司開發的24kV開關設備包括VED-24固封極柱式高壓真空斷路器、ZW32-24戶外柱上真空斷路器、HZF-24戶外負荷開關、HXGN-24環網柜、KYN28-24(P)程序化移開式金屬封閉開關柜、YB-24預裝式箱式變等。

　　有人估計，對于一般供電用戶，20kV供電引起的高壓開關柜和變壓器的投資增加不會超過20%。

　　20kV配電電壓的推廣，為高壓開關制造業開發新的24kV開關設備帶來發展機遇，應抓緊機遇，早開發早贏得市場。

　　8結束語

　　20kV配電電壓確實有許多優勢，如相比10kV配電電壓增強了供電能力、降低了電網損耗，節省了建設費用等。因此在國內得到推廣。但具體到一個地區，是否要上20kV配電電壓要進行分析比較，有的可以直接引用，有的則適時引用，有的則研究引用的時機和條件。對于高壓開關制造企業來說，要根據電網的實際需要，決定24kV開關設備的開發和研制。同時要注意江蘇電力公司提出的企業標準《20kV通用設備技術規范》。該標準規定的如工頻耐壓標準高于國標(GB)的規定值等。

　　參考文獻

　　(1)馬蘇龍.20kV電壓等級在配電網中的應用[J].電網技術，2008(19)：98-100

　　(2)曲培斌.發展中的20kV配電系統和開關設備[J].上海電器技術，2008(4)：8-11

　　(3)李建基.關于20kV配電電壓的推廣[J].高壓開關行業通訊，2009(4)：14-15

　　(4)姜寧.南京電網推廣應用20kV電壓等級的探索與實踐[J].輸配電產品應用，2009(4)：38-41

　　(5)陳少波.行業發展迅猛對接國際標準[J].輸配電產品應用，2009(4)：44

　　(6)陳通.20kV電壓等級在配電網中的應用[J].輸配電產品應用，2009(4)：79-80

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