本文在论证了实施20kV中压配电网的经济、技术可行性的基础上，对20kV中压配电网的网架、中性点运行方式、配电网自动化等方面做了优化设计。主要研究内容与成果如下： (1)对我国常用的六种电压制方案，根据工程经济学的观点，推导并建立了以单位面积计算费用最小为目标函数的经济指标的计算模型，在满足技术可行性条件下，计算在不同负荷密度时单位面积的年计算费用，从而论证了20kV中压配电网的经济、技术可行性，并用具体实例加以说明。 (2)从经济性和可靠性两方面，采用单位年负荷费用最小为目标函数的经济学理论和配电网可靠性评估的传统方法(故障模式后果分析法)，对20kV中压配电网的架空线路和电缆线路的几种具有代表性的接线模式进行了分析、优化。 (3)通过对国内外中压配电网中性点接地方式情况的分析，对20kV中压配电网的不同情况应采取何种接地方式进行了研究，并提出了合理化建议。 (4)设计了20kV中压配电网自动化方案，并对其结构、系统功能、馈线自动化、设备技术要求、经济技术效益等方面的问题进行了论述。 (5)对20kV配电网中线路、变压器、开关、过电压保护、防雷保护、继电保护等方面的问题进行了规划研究，提出了优化方案。 20kV电压级在我国中压配电网中的应用不仅在经济上是优越的，而且在技术上是可行的。为了适应日益增长的负荷需求，今后在电网改造及新电网建设过程中应大力发展20kV中压配电网。