1辽宁沈阳农业大学2辽宁省农电局丁文彦1　张凤军2

摘要：该文从我国农村电网现状及发展趋势出发，对电力线路升压改造进行了经济技术比较和可行性论证。以辽宁省本溪电业局南芬变电所10kV线路升压至20kV为例，运用相关知识进行理论计算，并进行了实施后的效益分析。

1技术参数比较

对一些技术参数进行升压前后的比较，从比较结果可以看出升压后各类参数都有明显改善。包括：电压损失△U=(PR QX)/U2×100，在设备不变的条件下，△U与U2成反比；电网的输送功率P=31/2UIcosφ，在负荷电流及功率因数不变时，P与U成正比。

电网有功损耗的比较：假定电网升压前后输送功率不变，有功损耗△P=3I2R，电网电压升高，电流减小，有功损耗与I2成正比，即与U2成反比。

功率损耗降低的百分数

!--插入图片1-->式中DP1、DP2——电网升压前后的有功功率损耗（kW）；

　　U1——电网升压前的电压（10kV）；

　　U2——电网升压后的电压（20kV）。

220kV供电方式的经济可行性论证

将20kV作为配电电压，可以取消35/10kV级降压方式。采用110（66）/20/0.4kV供电方式，降低了送变电工程投资和线路损耗，非凡是在负荷密度大、线路长的情况下，经济效益十分显著。根据计算，采用110（66）/20/0.4kV电压制，一个站点的供电覆盖面积为1600km2，若采用35/10/0.4kV电压制，一个站点的供电覆盖面积仅为400km2。因此，采用110（66）/20/0.4kV电压制在上述面积（1600km2）的县可少建35/10/0.4kV变电所三座，35kV线路的供电距离约为60km，共减少投资约1100万元。由于各县的地貌不同，负荷分布不均，因此，也可能出现采用20kV方案按上述方式布点而不能覆盖整个供电区的非凡情况。配电电压的提高，必然会导致配电线路和配电变压器以及其它变电设施的建设投资增加。根据现行的工程造价，20kV线路比10kV线路投资增加约30，配电变压器和开关等设备增加25～30的造价。但从总体投资效益和供电质量来比较，采用20kV作为配电电压，在农网改造工程中还是值得推广的。但对个别距离较远，负荷较大的负荷点，可以采取暂时保留35kV电压过渡的办法来解决。

3本溪电业局20kV配电线路改造实施情况

本溪市南芬区农电局自2003年4月至2004年4月对局内的南芬变电所66/10kV进行了升至66/20kV的改造，其基本情况如下：

3.1改造依据

原线路是20世纪60年代初期建成的，线路所带负荷变压器均为10kV高耗能变压器，已不能适应负荷发展的需要。近年来，由于当地经济发展较快，供电量已满足不了用户需求，急需改造。为其提供电源的南玻线城网主干线已经进行了网络升压改造，作为分支线路的农网线路也应随之进行升压至20kV改造。

3.2工程设计标准和改造规模

选取较适用的、较稳定的、经过城网研究检测的新设备，如真空开关，新型跌落式开关和防雷效果较好的金属氧化物避雷器及新式的线路连接线夹等。

线路导线截面选择：考虑到该线路负荷发展趋势，线路导线考虑10～15年发展裕度选择，同时按答应电压降校核。经理论计算，线路主干选择LGJ-95mm2导线。对线路路径的设计，综合考虑交通、运行、维护、施工、防洪等多方面因素。线路电杆均采用Φ190mm2×10m及以上规格。金具选用热镀锌元件。绝缘子选用PS-35及XP-7C绝缘子，以提高线路绝缘水平。气象条件选择为第Ⅵ类典型气象区。地形及地貌的选择地形取为山区，土质为山石土。

这项20kV配电线路的改造工程，设计线路长6.453km，其中改造线路3.583km,新建线路2.87km；更换及新立电杆164基，均为B-19-12型水泥杆。更换拉线42组，拉线装设相应等级的绝缘子，更换LGJ-95mm2导线19.4km。由于提高了电压等级，设备的绝缘水平也需要相应提高。20kV线路的杆塔高度由10m升高到12m。新建66/20kV室内变电所，两台变压器均为沈阳变压器责任有限公司生产的特制变压器。

3.3供电可靠性及工程效益分析

以镇一线为例进行升压改造前后的可靠性计算：供电可靠性=用户用电时间/用户需供电时间，改造前供电可靠性为0.986，改造后供电可靠性为0.999。

多供电时间=前3年该线路各种停电时间年平均数-8760×(1-改造后供电可靠率)=380h，多供电量A=多供电时间×本线路平均小时供电量=380×78=29640kWh。

企业效益P=A×(平均售电单价－平均购电单价)=29640×(0.75－0.38)=10967元。

平均每年可减少费用为7470元(参考1998至2000年)。

减少损失电量A=47000kWh，企业效益P=A×平均购电价=47000×0.388=18236元。

该项工程合计节约资金为49623元，静态回收年限Y=784895/49623=16年。

20kV线路改造工程概算投资需78.5万元，全部依靠国家贷款。

420kV变电所在运行中应注重的问题

4.1过电压保护

考虑到过电压保护设计技术规程的规定：20kV中性点非直接接地系统，若单相接地电容电流IC≥10A时，系统中性点应装设消弧线圈。为了减少铁磁谐振过电压的发生，在20kV母线上监视系统绝缘用电压互感器的开口三角形绕组上，应并接一个30W的灯泡。

4.2防雷问题

按规程规定，3～20kV进线段保护不需采用避雷线，除木杆外，对水泥杆和铁塔架设的3～20kV线进线段，不采用管型避雷器。

对3～20kV进线段水泥杆或铁塔必须接地。在目前情况下，20kV系统的配电装置以户内式为主，防雷保护也应在这个前提下考虑。

4.3提高供电可靠性

在110/20kV变电所的分支线上设立开闭所或设置重合器和分段器。对距110/20kV变电所距离不同的用户分别供电，即分层布线。

国内现有20kV设备可供选择，且无技术问题。

4.410kV升至为20kV对配电网的要求

把10kV高能耗变压器改换为20kV低能耗变压器，并增加17.3kV抽头一个。相应的附加设备，也必须更换为20kV。

20kV配电线路线间距离，一般不宜小于1.5m，相应的针式绝缘子必须更换为P-20T型。

假如原来10kV线路采用CD10型瓷横担，线路升压后可以不进行更换，但线间距离以不小于1.5m为宜。

5结论

与10kV配电电压比较，20kV在技术与经济上有如下优势：

输送容量提高1倍。在导线截面和通过电流一定的情况下，电压越高，输送容量越大。假如要输送相同的容量，20kV的导线截面比10kV的导线载面可以减少50。

负荷矩提高4倍，输送距离提高1倍。当答应电压降一定时，电力线路负荷矩和电压的平方成正比。考虑到线路负荷增加了1倍，供电距离还可以提高1倍。

输送相同功率时，线路电流只有10kV时电流的一半，其功率损耗只有10kV时的25，降低了75。对于农村电网，在增大供电半径1倍的情况下，电能损耗仍能降低50左右。

本溪市电业局升压改造方案实施情况表明，随着电力负荷和负荷密度的增加，提高中压配电网电压，采用110（66）/20/0.4kV供电方式具有一定的现实意义和推广价值。