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【摘 要】根据柳毛地区用电负荷快速增长的情况和原有6.3KV配电网现状，阐述了6.3KV配电网存在的问题，分析了将6.3kV配电网升压20KV的必要性和可行性，指出升压20KV的改造原则和技术要求。
【关键词】配电网；20KV
引言
66KV柳毛变电所位于鸡西市恒山区柳毛乡，该地区的石墨储量居亚洲之首，且该地区还是省内、外闻名的水稻主产区。随着近两年国际、国内石墨需求量及柳毛地区农业灌溉面积的增加，该地区用电负荷快速增长。66KV柳毛变电所近两年负荷增长在15%左右，现有主变（容量2*5兆伏安）已过载，据调查目前还有多个用户拟新增负荷3兆瓦以上。经预测，2015年最大负荷可达20.7兆瓦。由于66KV柳毛变主变已满载，且6.3KV电压等级较低，不仅导致该地区线路损耗较大，同时也限制了该地区配电网的供电能力及供电范围，系统运行十分不经济。
为保证该地区的现有及新增用户的用电需求，需将66KV柳毛变现有的2*5兆伏安主变进行增容，同时将该地区6.3KV配电网升压为20KV。
1、升压20KV的必要性
1.1柳毛地区中压配网采用20KV供电与采用10KV供电比较
配网20KV取代10KV将体现四点优势：
●提高了中压配电网的容量：配电容量 S=√3UNIj
式中：UN——中压配电网额定电压；
Ij——线路导线在环境条件下的持续载流量。
当20KV取代10KV中压配电电压，原来线路导线线径不变。
则 S20/S10=（√3×20×Ij）/ （√3×10×Ij）=2
即升压后的配电容量可以提高一倍，其配电网容载比也可提高一倍。
●降低了线路上的电压损失：
电压损失百分数（%）为 ：△U%=[（PR+QX）/U2N]×100%
式中：R、X——配电线路的参数；
P、Q——配电线路的有功、无功功率。
20KV与10KV电压损失比为：
△U20%/△U10%=[U210（P20R+Q20X）]/[U220（P10R+Q10X）]
在负荷不变的情况下：△U20%/△U10%=1/4，即电压损失是10KV的25%；在负荷升高1倍时，△U20%/△U10%=1/2，即电压损失是10KV的50%。
●增大了中压配电网的供电半径 ：
L=△U%×UN/[√3Ij（R+Xtg∮）cos∮]
当电压由10KV升至20KV，在一定的情况下，供电半径可增加1倍。
●降低线损：
功率损耗为：△P=√3I2R；I=P/（√3 UN cos∮）
则△P=P2R/（U2Ncos2∮），说明在负荷不变的情况下，电压由10KV升至20KV，功率损耗降低至原来的25%，即降低了75%。
通过以上几点技术分析，在提高柳毛地区中压配电网的容量、降低线路上的电压损失、增大配电网的供电半径、降低线损等方面分析，20KV都比10KV等级具有很大的优势。柳毛地区配网6.3KV升压至20KV电压等级，满足地区经济发展要求。
1.2建设必要性
66KV柳毛变主变已满载，预计2015年负荷将达到20.7兆瓦。柳毛地区低压配电网电压等级为6.3KV，配网电压低，传输容量小、线损大、供电半径长、供电存在卡脖子现象，严重制约了该地区的经济发展。
现在的6.3KV电压等级的配电线路已经无法满足负荷快速增长的需要，需尽快对柳毛地区升压改造。
2、专业部分说明
2.1设备选型
新投及更换20KV电气设备应选用符合黑龙江省电力有限公司企业标准《20KV电气设备技术要求》（Q/GDW-24-147-2009）《电力设备交接和预防性试验规程》（Q/001-114-2006）。
2.2架空线路的架设方式
架设方式采用单回三角排列、单回水平排列、双回垂直排列三种，具体采用何种排列方式应根据现场实际情况确定。
2.3导线的选择
根据《黑龙江省电力有限公司城市电网建设改造技术原则》所列范围，并根据该地区的远景规划、负荷发展。根据导线经济运行电流密度选取，采用允许电压降校驗。
同时根据黑龙江省电网生产反措落实重点要求，第六项的第4条：变电所出口2KM内的10KV线路及配电装置宜实行绝缘化。因此，将柳毛变20KV出口2KM内的架空线路绝缘化。为降低线路故障率，对存树线矛盾和居民区内导线更换为绝缘线，导线线径选择根据各线负荷情况，主干线采用JKLYJ-150和JKLYJ-120绝缘线，分支线采用JKLYJ-70和JKLYJ-50绝缘线。
2.4线间距离的选择
2.4.1线间距离：根据中压配电网相间距离计算方式，公式为：D=0.16+0.003Ue+0.008L，计算档距值为60米，计算值为0.7米，考虑到部分线路档距大于60米，将相间距离增加至0.85米。20KV线路采用0.85米线间距离。
2.4.2导线对地距离采用35KV线路导线对地安全距离。
表1 导线最小安全距离
线路经过
区域 最小距离
0.4KV以下 0.4-3KV 3-10KV 35-66KV
人口稀少区 5.0 5.0 5.5 6.0
人口密集区 6.0 6.0 6.5 7.0
公路 6.0 7.0 7.0
铁路 7.5 7.5 7.5
2.4.3两回线路间导线垂直距离
采用35KV以上线路线间距离计算方式，计算公式为D=0.4Lk+U/110+0.65√f，计算值为1.12米；导线垂直距离h≥0.75D 经计算为0.84米。
同杆架设的20KV与20KV线路，导线垂直安全距离采用0.85米。
2.5绝缘子的选择
绝缘子数量是根据瓷绝缘的单位泄漏距离确定，经计算得出片数为2.07片，转角杆采用3片瓷绝缘子满足要求。
计算过程：
片数=比距×线路电压/单片爬电距离×有效系数
=2.7厘米/KV×20KV/29厘米×0.9
=2.07片
比距按2级污秽地区选择2.7
线路电压20KV
单片爬电距离为29厘米
有效系数为0.9
支持绝缘子根据绝缘子爬电距离确定，经计算柱式绝缘子全部采用PS-20型绝缘子。
计算过程：爬电距离=比距×线路电压
=2.7厘米/KV×20KV
=54厘米
计算得出爬电距离为54厘米，PS-20柱式绝缘子高405毫米，直径145毫米，选择PS-20柱式绝缘子满足要求。
3、结论
柳毛变6.3KV配电网升压为20KV可以大幅提高柳毛地区配电网的供电能力，满足柳毛地区今后十年负荷发展的需要，并可以解决部分线路供电半径大、电压降大问题，提高了供电质量，显著降低配电网损耗。因此，柳毛变6.3KV配电网升压为20KV是合理的，也是可行的。
【关键词】配电网；20KV
引言
66KV柳毛变电所位于鸡西市恒山区柳毛乡，该地区的石墨储量居亚洲之首，且该地区还是省内、外闻名的水稻主产区。随着近两年国际、国内石墨需求量及柳毛地区农业灌溉面积的增加，该地区用电负荷快速增长。66KV柳毛变电所近两年负荷增长在15%左右，现有主变（容量2*5兆伏安）已过载，据调查目前还有多个用户拟新增负荷3兆瓦以上。经预测，2015年最大负荷可达20.7兆瓦。由于66KV柳毛变主变已满载，且6.3KV电压等级较低，不仅导致该地区线路损耗较大，同时也限制了该地区配电网的供电能力及供电范围，系统运行十分不经济。
为保证该地区的现有及新增用户的用电需求，需将66KV柳毛变现有的2*5兆伏安主变进行增容，同时将该地区6.3KV配电网升压为20KV。
1、升压20KV的必要性
1.1柳毛地区中压配网采用20KV供电与采用10KV供电比较
配网20KV取代10KV将体现四点优势：
●提高了中压配电网的容量：配电容量 S=√3UNIj
式中：UN——中压配电网额定电压；
Ij——线路导线在环境条件下的持续载流量。
当20KV取代10KV中压配电电压，原来线路导线线径不变。
则 S20/S10=（√3×20×Ij）/ （√3×10×Ij）=2
即升压后的配电容量可以提高一倍，其配电网容载比也可提高一倍。
●降低了线路上的电压损失：
电压损失百分数（%）为 ：△U%=[（PR+QX）/U2N]×100%
式中：R、X——配电线路的参数；
P、Q——配电线路的有功、无功功率。
20KV与10KV电压损失比为：
△U20%/△U10%=[U210（P20R+Q20X）]/[U220（P10R+Q10X）]
在负荷不变的情况下：△U20%/△U10%=1/4，即电压损失是10KV的25%；在负荷升高1倍时，△U20%/△U10%=1/2，即电压损失是10KV的50%。
●增大了中压配电网的供电半径 ：
L=△U%×UN/[√3Ij（R+Xtg∮）cos∮]
当电压由10KV升至20KV，在一定的情况下，供电半径可增加1倍。
●降低线损：
功率损耗为：△P=√3I2R；I=P/（√3 UN cos∮）
则△P=P2R/（U2Ncos2∮），说明在负荷不变的情况下，电压由10KV升至20KV，功率损耗降低至原来的25%，即降低了75%。
通过以上几点技术分析，在提高柳毛地区中压配电网的容量、降低线路上的电压损失、增大配电网的供电半径、降低线损等方面分析，20KV都比10KV等级具有很大的优势。柳毛地区配网6.3KV升压至20KV电压等级，满足地区经济发展要求。
1.2建设必要性
66KV柳毛变主变已满载，预计2015年负荷将达到20.7兆瓦。柳毛地区低压配电网电压等级为6.3KV，配网电压低，传输容量小、线损大、供电半径长、供电存在卡脖子现象，严重制约了该地区的经济发展。
现在的6.3KV电压等级的配电线路已经无法满足负荷快速增长的需要，需尽快对柳毛地区升压改造。
2、专业部分说明
2.1设备选型
新投及更换20KV电气设备应选用符合黑龙江省电力有限公司企业标准《20KV电气设备技术要求》（Q/GDW-24-147-2009）《电力设备交接和预防性试验规程》（Q/001-114-2006）。
2.2架空线路的架设方式
架设方式采用单回三角排列、单回水平排列、双回垂直排列三种，具体采用何种排列方式应根据现场实际情况确定。
2.3导线的选择
根据《黑龙江省电力有限公司城市电网建设改造技术原则》所列范围，并根据该地区的远景规划、负荷发展。根据导线经济运行电流密度选取，采用允许电压降校驗。
同时根据黑龙江省电网生产反措落实重点要求，第六项的第4条：变电所出口2KM内的10KV线路及配电装置宜实行绝缘化。因此，将柳毛变20KV出口2KM内的架空线路绝缘化。为降低线路故障率，对存树线矛盾和居民区内导线更换为绝缘线，导线线径选择根据各线负荷情况，主干线采用JKLYJ-150和JKLYJ-120绝缘线，分支线采用JKLYJ-70和JKLYJ-50绝缘线。
2.4线间距离的选择
2.4.1线间距离：根据中压配电网相间距离计算方式，公式为：D=0.16+0.003Ue+0.008L，计算档距值为60米，计算值为0.7米，考虑到部分线路档距大于60米，将相间距离增加至0.85米。20KV线路采用0.85米线间距离。
2.4.2导线对地距离采用35KV线路导线对地安全距离。
表1 导线最小安全距离
线路经过
区域 最小距离
0.4KV以下 0.4-3KV 3-10KV 35-66KV
人口稀少区 5.0 5.0 5.5 6.0
人口密集区 6.0 6.0 6.5 7.0
公路 6.0 7.0 7.0
铁路 7.5 7.5 7.5
2.4.3两回线路间导线垂直距离
采用35KV以上线路线间距离计算方式，计算公式为D=0.4Lk+U/110+0.65√f，计算值为1.12米；导线垂直距离h≥0.75D 经计算为0.84米。
同杆架设的20KV与20KV线路，导线垂直安全距离采用0.85米。
2.5绝缘子的选择
绝缘子数量是根据瓷绝缘的单位泄漏距离确定，经计算得出片数为2.07片，转角杆采用3片瓷绝缘子满足要求。
计算过程：
片数=比距×线路电压/单片爬电距离×有效系数
=2.7厘米/KV×20KV/29厘米×0.9
=2.07片
比距按2级污秽地区选择2.7
线路电压20KV
单片爬电距离为29厘米
有效系数为0.9
支持绝缘子根据绝缘子爬电距离确定，经计算柱式绝缘子全部采用PS-20型绝缘子。
计算过程：爬电距离=比距×线路电压
=2.7厘米/KV×20KV
=54厘米
计算得出爬电距离为54厘米，PS-20柱式绝缘子高405毫米，直径145毫米，选择PS-20柱式绝缘子满足要求。
3、结论
柳毛变6.3KV配电网升压为20KV可以大幅提高柳毛地区配电网的供电能力，满足柳毛地区今后十年负荷发展的需要，并可以解决部分线路供电半径大、电压降大问题，提高了供电质量，显著降低配电网损耗。因此，柳毛变6.3KV配电网升压为20KV是合理的，也是可行的。