0前言
改革开放以来，城市迅速发展，负荷密度、负荷容量都在增加，配电容量需求越来越大，因此，通过提高配网电压来增加配电容量，不失为一种配电发展的途经。
在国外，将20 kV作为配网运行电压已大量采用，并有较好的运行经验，以及成熟的标准及相应的电器设备。
在我国，20 kV配电网一直是有关部门研究课题，并给出了研究成果。目前，以20 kV作为配网系统电压的主要是苏州工业园区。在东北，也有一些地区小网络在以20 kV的系统电压运行。
对苏州供电公司110 kV变电站低压侧采用10、20 kV作为配电电压，技术上、经济上作如下分析比较。
1 主接线
苏州供电公司110 kV变电站大多数是采用线路、变压器组的接线方式。10 kV线路采用40、50 MVA主变压器；20 kV线路最初采用63 MVA主变压器，现发展到100 MVA。主变为2—3台，采用单母线分段方式。
法国采用线路变压器级组或桥式接线，低压侧用单母线分段的方式，主变压器一般城市选用2 ~3 x70MVA．在农村一般为2×36 MVA。因此，采用10或20kV配电电压对110 kV变电站主结线差别不大。苏州电力设计研究院110/10 kV千将变、石路变110/20 kV中新变、南施变等都采用这种结线。
2 短路容量
20 kV的短路容量在同一主变压器容量比10 kV的小一半，或是主变压器容量提高一倍，如10 kV的110 kV主变压器用31.5 MVA与20 kV的110 kV主变63 MVA相当。
假设110 kV侧电流是无限大时，则10、20 kV侧短路电流见表1。
表1110KV侧电流无限大时，10KV、20KV侧短路电流值
容量/MVA
电压/KV |
40 |
50 |
63 |
80 |
100 |
|
10 |
21 |
26.25 |
33.1 |
42 |
52.5 |
|
20 |
10.5 |
13.2 |
16.5 |
21 |
26.3 |
如果加上110 kV系统阻抗，20 kV侧短路电流一般不超过25 kA；而用10 kV则要超过25 kA，那就要采用限流措施，如高阻抗或电抗器等。
31.5 MVA的主变10 kV额定电流为l 732 A，而63 MVA的主变20 kV的额定电流也为1732 A。
额定电流、短路电流的减小，使20 kV开关柜选型比10 kV的更容易和简便。
3 中性点接地方式
20 kV系统接地方式与10、35 kV系统一样，可选用不接地系统、消弧线圈接地、低电阻接地、高电阻接地等方式。各种接地方式都有各自的优缺点，应该根据系统结线、用户性质、架空电缆比例、雷电活动情况、经济指标等综合因素来考虑。
过去，10 kV系统由于架空线路比较多，大都采用中性点不接地系统和消弧线圈接地。20世纪80年代后期，由于城市建设电缆增多，架空线路改用低电阻接地，同时也使电缆绝缘降低，造价低，但在配网结线方面均进行了改进。
35 kV电网目前大部分用不接地系统，上海由于电缆发展得较快，改用了低电阻接地。
苏州供电公司有110 kV变电站14座，线路211条，架空裸导线752.12 km，绝缘导线207.92 km，电缆总长394. 92 km，电缆化率为29. 90/0，绝缘化率为44qo，总接地次数为374。其中，瞬时接地为349次，占总接地次数的93.3%；永久性接地为25次，占总接地次数的6.7%，因此对架空电缆混合线路，也采用过消弧线圈并联小电阻接地方式。
如果10 kV系统要升压为20 kV系统，利用原有设备，10 kV中性点不接地的电压水平和20 kV中性点接地系统相差不大，有利于升压工作。因此，20 kV中性点接地方式除了要考虑上述多种因素外，还应考虑升压因素，然后综合比较决定采用何种接地方式。
苏州工业园区20 kV配网采用全电缆方式，因此，采用20 Q低电阻接地，如果用消弧线圈加低电阻接地方式，需要按照接地方式来选用设备。
因此，20 kV中性点接地宜采用低电阻接地，这样与国际标准是一致的。因为在国外，不管采用何种接地方式，都是采取速断�；さ�。
根据江苏省公司指定企业标准，中性点采用低电阻接地。因此，苏州电力设计院设计的110 kV变电站20 kV采用20 Q低电阻接地方式。
4开关柜配电柜
开关柜配电柜作为一种高压开关设备的成套装置，其内部主要一次元件有断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、熔断器和绝缘子及电压传感器等，因此，当开关柜的额定电压为24 kV时，其内部的所有一次设备的额定电压都应与其相一致。
24 kV断路器的本体与12 kV的相同，但支撑绝缘子不同，24 kV电流互感器比12 kV的宽度增加约45 mm，高度增加了60 mm。24 kV电压互感器比12 kV的宽度增加55~65 mm，高度增加60—70 mm。24 kV避雷器与12 kV避雷器比方波通流容量相同，外径尺寸区别不大，雷电冲击线压升高，外绝缘及内部放电间隙增加，导致避雷器高度增加一倍。24 kV熔断器比12 kV的增加高度约150—160 mm。绝缘子和高压传感器比12 kV的由于绝缘和爬电距离明显增加，因此高度高出140 mm左右。
综上所述，由于元器件高度和宽度增大，因此，对10 kV开关柜要求采用宽800 mm，深1405 mm，高2130 mm；而20 kV开关柜要求宽1 000 mm，深2200 mm，高2 330 mm。
12 kV开关设备的工频耐压值是42 kV，与国际标准和国家标准对24 kV开关设备的工频耐压值50 kV比，差距不大（中性点接地系统）。但要将工频耐压提高到65 kV．就需要采用更多的绝缘材料，相应体积也将增大，对于相同额定电流的开关柜，其制造成本，要提高30%～40%。
对于二次�；�、集控装置等，12 kV与24 kV的差别不大。
5 经济分析
10 kV与20 kV配电装置土建面积相差极小，因为10 kV与20 kV开关柜宽度一样，高度差为200 mm左右，深度差为200 mm左右，对现常规使用三母线四分段，基本相同。以110/20 kV中新变为例，20 kV配电装置土建面积为357.5 m
2，而110/10 kV干将变压器为322. 22 m
2。
110/20 kV，63MVA主变压器尺寸为7 100 mm×5 600 mm x5 550 mm，而110/10 kV，40 MVA主变压器尺寸为7 110 mm x4 680 mm x5 130 mm，相差也不多。
同样110 kV装置为独立式设备，20 kV配电装置，占地面积为2466.4 mz（方洲变），10 kV配电装置占地面积为2 166. 45 m2（郭巷变）。
如果110 kV为GIS型装置，20 kV配电装置的占地面积为2 566.4 m2（金鸡变）。而10 kV配电装置为2 259.8 mz（景山变）。
同样，110 kV配电型式110/20 kV，主变压器63 MVA，金鸡变，概算力2161. 98万元；110/10 kV主变压器为40 MVA，景山变概算为1 897. 25万元。20 kV的每千伏安造价比10 kV低131. 14元。
110/20 kV方洲变采用100 MVA主变压器，占地面积2 466.4 m2。概算2 162. 34万元，每千伏安造价343:-22元。
从经济造价分析，20 kV配电明显优于10 kV。
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