影响中压电压等级选择的因素分析

徐庆华++穆永保++王攀++罗谦++陈宁++章璨

【摘 要】我国电网经过长时间的电压等级提升、调整和简化过程，逐步形成了相对统一的电压等级序列，对我国电网建设发挥了重要作用，促进了经济社会的发展，但随着经济发展，用户用电水平提高，负荷密度上升，我国中压配电网有必要对电压序列进行调整与优化。本文通过分析影响中压电压等级选择的因素，归纳总结了分析结论，可为我国各级电网公司开展电压序列优化工作提供参考。

【关键词】中压配电网 电压序列 特性

合理配置电压序列、简化电压序列不仅可以提高城市电网的整体供电能力，扩大电网对不同性质及不同密度负荷的适应性，同时也可以降低网络损耗，节省有限的空间资源，减少电网建设和运行成本。本文分析了影响中压电压等级选择的主要因素，可为中压电压序列优化研究和应用提供参考。

1 影响中压电压序列选择的主要因素

1.1 供电能力需求

电网运行的主要目标是保证电网具有充分的供电能力，合理的电网电压序列应能适应并满足各类用电负荷增长的需要，能够适应供电区域内经济社会发展要求，即能满足用户电力、电量及电能质量的需求。可满足负荷短期、长期增长的能力，这主要表现在供电裕度问题，既要满足负荷短期、长期增长的需要，又要满足经济的投资要求，支持区域经济的发展。因此，对负荷需求增长速度和潜力的准确预测是合理选择电压序列的基础。负荷密度和新增供电区域范围可以作为衡量供电区域负荷发展的主要指标，同时也是考虑采用何种电压序列的主要判断依据。

1.2 现有电网影响

电网的建设和发展大多数是在已有电网基础上改造、扩建。因此电网电压序列的选择和配置不仅要考虑到未来负荷发展的需求，还应该充分结合现有电网的基本状况，保持电网在扩建或改造期间的连续稳定运行，充分考虑对现有电网资产的利用，能否合理利用现有电网设备、站点和走廊资源对改造成本将产生直接影响。因地制宜地进行升级过渡，在某一区域，选择电压序列配置并不是绝对的，应根据实际情况，几种电压序列配置并存是允许的。

1.3 电气设备技术水平影响

电压等级序列方案应首先满足技术可行性，即在遵照电网规划和运行相关规定前提下，满足各种技术约束条件，包括电网运行安全可靠性、对用户的供电质量等。其中，电气设备主要技术条件包括电压降和短路电流，合理的电压序列应能保证正常运行条件下电压降和短路电流不超过标准限值。

为了取得合理的经济和社会效益，需要对电网各级电压短路容量进行规范，而电压等级序列的合理选取则是重要的控制手段之一，应与网络设计、变压器容量、阻抗选择、运行方式等方面相结合，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得以配合。

随着城乡居民用电增加，变、配电设施和负荷密度大幅度增加，致使10kV电网线路损耗增加。虽然近几年国家加大了城乡电网建设，很多大、中城市110kV和220kV高压电源直接引入负荷中心。这些措施虽然对增强电网的供电能力、提高可靠性、降低线损有重要的作用，但也使10kV电网的短路容量大大增加，对电网安全运行带来了负面影响。如有一些地区在将高压引入到了负荷中心之后，在10kV侧屡屡发生大范围开关爆炸着火事故。究其原因，就是在城市电网和农村电网的建设和改造中，偏重于提高输电电压，而不注重中低配电网的升压改造。用电高峰时段，向用户直接配电的10kV电网的负荷电流很大、电压水平低，中、低压往往出现配电设备、用电设备的热稳定不够而烧坏的情况。同时，一次侧电源容量加大，当二次侧发生短路故障时，短路电流超过了断路器的开断能力，必然造成开关的无选择性动作，甚至发生爆炸，所以不提高配电侧二次电压，即使把220kV变电站线路引入负荷中心，也只不过是增强了配电电源的供电能力，对降低线损来说是作用不大的。

另外，变压器、电缆、开关等设备的制造能力以及为解决防雷、环境保护及安全问题所采取的技术措施，也会对电压等级序列的选择产生影响。

1.4 土地资源

近年来，随着经济社会的快速发展，城市规模不断扩大，特别是经济发达地区，用户集中，负荷密度大，且企业的规模不断扩大，大型宾馆、酒店、商场、商务办公楼以及高层住宅层出不穷，大工业、用户等大容量点负荷不断增加，土地资源紧缺现象更加突出，上地资源已经成为决定电网建设的重要因素。

目前我国大部分城市都存在土地资源紧张问题，变电站站址及线路通道走廊获取困难、规划审批手续繁琐、线路路径赔偿等问题。变电站站址、线路走廊等土地资源问题，将影响电压序列的选择，在经济发达、人口密度大的中心城区，甚至会成为决定性的制约因素。

因此，为避免电力送出困难等现象的发生，在满足安全可靠供电的前提下，努力提高土地的利用率，尽量减少占地面积，配置合理的电压序列，减少变电层次，对于缓解电网建设与土地资源约束之间的矛盾显得尤为重要。

2 结语

综上，城市中压电压等级的选择除满足一般的基本原则和标准外，还应满足以下原则：（1）电网电压序列应选用符合国家制定的电压标准；（2）电压序列不宜过多，避免重复降压，减少变电重复容量；（3）同一地区可因地制宜的选择电压序列，可允许多种电压序列形式并存；（4）配置电压序列时，应保证设备技术的支持。

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