當(dāng)前，電力作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中主要能源，在供給用電客戶大量電能的同時(shí)，在生產(chǎn)傳輸過程中自身要消耗一定數(shù)量的能源，因此，電力行業(yè)加強(qiáng)自身的節(jié)約降耗對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人民生活用電需求的增長(zhǎng)，用電負(fù)荷13益提高，降損節(jié)能納入了電力可持續(xù)發(fā)展的首要任務(wù)。我國(guó)目前采用的電壓等級(jí)已經(jīng)不能滿足電力發(fā)展的需求，必須通過技術(shù)改造，優(yōu)化電壓等級(jí)，提高供電能力，在最大地滿足用戶需求的同時(shí)減低線損，節(jié)約能源。電力行業(yè)在發(fā)展1000 kV及以上特高壓的同時(shí)，正積極研究?jī)?yōu)化中壓等級(jí)并發(fā)展20kV中壓電壓等級(jí)。
1、國(guó)內(nèi)外20 kV電壓等級(jí)的使用
國(guó)外的中壓電網(wǎng)已普遍采用了20kV電壓等級(jí)。法國(guó)巴黎從20世紀(jì)己70年代中期到90年代末期，20kv配電網(wǎng)所占比例由42％上升到98.5％。此外20kv電壓等級(jí)目前在日本、新加坡、英國(guó)、德國(guó)和意大利等很多國(guó)家及地區(qū)都得到了應(yīng)用。20kV電壓等級(jí)作為中壓配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，已列入IEC(國(guó)際電工委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)。
在國(guó)內(nèi)，蘇州是我國(guó)最早采用20kV電壓等級(jí)供電的城市。蘇州工業(yè)園負(fù)荷密度達(dá)到30~50MW/km2，初建時(shí)，用電方案是外商投資所考慮的重要因素。為了適應(yīng)招商引資的需要，經(jīng)調(diào)研論證后，蘇州供電公司率先在蘇州工業(yè)園采用了20 kV電壓等級(jí)供電。多年的運(yùn)行實(shí)踐表明，20kV相對(duì)10kV在高密度區(qū)域，具有供電能力大、電壓質(zhì)量高以及電網(wǎng)損耗低等明顯的優(yōu)勢(shì)。
2、城市發(fā)展20kV中壓配電的必要性
城市中心區(qū)域，人口居住密集，高樓林立，負(fù)荷密度大。目前我國(guó)城區(qū)中壓配網(wǎng)多采用10kV電壓等級(jí)。
現(xiàn)有的10 kV配電模式存在著以下幾點(diǎn)問題。
(1)10kV供電半徑不足
10kV線路供電半徑，在負(fù)荷密度為20～30kW／km2時(shí)為10～12km；40 kW／km2時(shí)不足8km；農(nóng)村地區(qū)用電負(fù)荷密度平均約60～70kW／km2，一個(gè)縣幾百平方公里，用10kV線路供電時(shí)，由于受供電半徑的限制，就要建設(shè)10余所35kv變電站，除花費(fèi)大量投資及占地外，每年僅主變壓器損耗就有百萬千瓦時(shí)之多。
(2)網(wǎng)損大，電能質(zhì)量差
目前，農(nóng)村10 kV配網(wǎng)線損率大都在10％以上。線路過長(zhǎng)，末端電壓過低，配變長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，隨著負(fù)荷的越來越大，已經(jīng)無法保證供電質(zhì)量。
(3)高負(fù)荷密度的供電難以滿足
隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了中心商務(wù)區(qū)、大型居住區(qū)及開發(fā)區(qū)等高密度負(fù)荷的用戶，10kV配電網(wǎng)絡(luò)容載比較低，嚴(yán)重影響了供電可靠性，必須增加新的電源點(diǎn)。但是由于這些區(qū)域所處位置的局限性，使站點(diǎn)、線路路徑和上級(jí)電源的選取都非常困難。 而20kv配電系統(tǒng)相對(duì)于10kV配電系統(tǒng)，不僅是電壓等級(jí)的提高，更關(guān)鍵的是電網(wǎng)輸送能力的成倍提升和電網(wǎng)輸送半徑的擴(kuò)大。而且在輸送相同容量時(shí)，電壓的等級(jí)越高，導(dǎo)線所需截面面積越小，從而大量節(jié)省了有色金屬的消耗，節(jié)省了線路的投資。由此看出，20kV電壓等級(jí)的應(yīng)用對(duì)于提升城市中壓配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性，降低網(wǎng)損和供電成本，減少電力設(shè)施占地資源，都有著不可估量的作用。
3、20kV接地方式
20kV饋線大多采用電纜供電，其絕緣層的絕緣被擊穿不具有自恢復(fù)能力，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)希望故障線路及時(shí)斷開，避免饋線由于帶故障運(yùn)行而使單相接地故障演變?yōu)楦鼮閻毫拥南嚅g故障，從而使故障擴(kuò)大。故20kV采用小電阻接地方式。
目前，20kV電壓等級(jí)在城市的實(shí)際推廣應(yīng)用中還存在一些問題，需要進(jìn)行更深入的研究和論證。
(1)中性點(diǎn)接地方式的選擇
中性點(diǎn)接地方式對(duì)20kV配電系統(tǒng)及其設(shè)施運(yùn)行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性有較大影響。對(duì)于全電纜出線或者少數(shù)絕緣架空出線，可以選擇20kV中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，配電網(wǎng)絕緣水平為50kV。但是如果在架空出線較多的地區(qū)，考慮到供電可靠性的要求，此時(shí)20 kV中性點(diǎn)需經(jīng)過消弧線圈接地。根據(jù)國(guó)際要求，此時(shí)設(shè)備對(duì)地絕緣水平將提升到65kV，這意味著全配電網(wǎng)絕緣水平的提高，從而使設(shè)備成本大幅上漲。
4、結(jié)束語
20kV電壓等級(jí)對(duì)提升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設(shè)施占地資源方面意義重大。推行20kV電壓等級(jí)符合國(guó)家建設(shè)資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)的國(guó)策，有利于降損節(jié)能，節(jié)約耕地和避免出線走廊過于擁擠的矛盾，利國(guó)利民。
但是，城市電網(wǎng)電壓等級(jí)的調(diào)整是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，需要結(jié)合城市發(fā)展和電網(wǎng)實(shí)際，考慮電網(wǎng)發(fā)展、兼容問題，將電壓等級(jí)調(diào)整與電網(wǎng)改造結(jié)合起來進(jìn)行論證，確定最優(yōu)方案，因地制宜，分階段分步實(shí)施。