10kV配電網設計及節(jié)能問題研究

王方權 謝杰君

（貴州沅豐恒工程有限公司 550001）

10kV配電網設計及節(jié)能問題研究

王方權 謝杰君

（貴州沅豐恒工程有限公司 550001）

隨著國家經濟的發(fā)展，電力行業(yè)也在不斷的發(fā)展與進步，10kV配電網設計在電力工程建設中的應用也越來越廣泛。然而10kV配電網在電力系統(tǒng)中的無功損耗比較大，因此電力工程建設中所面對的一個相當嚴重的問題，就是如何實現(xiàn)10kV配電網的有效節(jié)能。常用的節(jié)能措施是減少變壓器的消耗，通過對變壓器的運行方式進行優(yōu)化、采用無功補償、推廣節(jié)能變壓器等方式來實現(xiàn)。本文分析了電力工程建設中的10kV配電設計節(jié)能問題，并針對10kV配電網設計中的節(jié)能措施進行了探討。

10kV配電網；設計；節(jié)能問題；研究

1 10kV配電網設計要點及節(jié)能問題分析

1.1 10kV配電網設計要點分析

在進行10kV配電網設計時，首先要進行的便是對于供電區(qū)域的電力負荷進行測定，通過供電歷史數(shù)據以及日常用電情況推算出區(qū)域的電力負荷，從而確定用電量，在這樣的基礎上來進行10kV配電網的規(guī)劃與設計，確保設計的電網能夠充分的滿足當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的需求。

在進行10kV配電網設計時一定要重視技術方案的設計，確保配電網的性能足夠優(yōu)越，最大程度上避免停電事故的發(fā)生。并且在進行配電網的規(guī)劃時，還應當充分的考慮后期供電系統(tǒng)穩(wěn)定性，應推廣10kV環(huán)網接線，并且注意防止電磁環(huán)網。

縮短檢修、線路施工以及發(fā)生事故時的停電范圍，在保證環(huán)網和線路正常運行電流的前提下，在每回10kV線路設置合理的分段開關，控制每一段的用戶數(shù)量，使其保持在一個合理的范圍之內。10kV架空線路一般以中性點不接地方式來運行，因為10kV配電網在單相接地故障時，要考慮繼電保護裝置、絕緣配合、人身安全及提高供電可靠性的有效措施。

1.2 10kV配電網存在問題分析

10kV配電網是在電網系統(tǒng)中能夠直接地面向用戶而進行一種相對比較可靠的輸電系統(tǒng)，不僅可以保證輸電工作的安全性和穩(wěn)定性，還可以有效的提升我國電力企業(yè)的效益。但是隨著經濟的高速發(fā)展，社會電氣現(xiàn)代化的不斷深入，10kV配電網很難滿足現(xiàn)如今用戶的電力需求。通過分析，目前10kV配電網電力工程主要存在以下幾個方面問題：①目前很多的10kV配電網的結構都十分的復雜，并且在進行配電網連接時很多的線路在設計時都是專線設計，也就是一條線路上往往只會連接一個用戶，并且在設計時呈現(xiàn)出放射狀的設計，這樣就意味著很多的用戶都是依靠一根相同的主線來連接的。②目前，我國10kV配電網有著很明顯的季節(jié)特點，也就是在不同的季節(jié)下會有不同的負荷變化。這樣一來因為線路中的配電變壓器平均功耗不高，并且線路中的供電半徑比較長，就會導致線路中的損耗很大，使得配電網功耗過大。③在10kV配電網中北過電壓是一種極為常見的情況，過電壓的產生一定程度上會對于線路產生比較嚴重的影響，破壞線路，導致設備的損壞，尤其是在一些環(huán)境比較差的環(huán)境中，這樣的環(huán)境下極易產生過電壓。

2 10kV配電設計中節(jié)能措施

在我國電力系統(tǒng)中10kV配電網的電能消耗一直都是較高的，因此就10kV配電網中的節(jié)能措施作如下討論：

2.1 配電網節(jié)能措施

2.1.1 線路結構的優(yōu)化

針對當前個別部分地區(qū)10kV配電網的結構設計不合理的情況，解決措施包括：

（1）在用電負荷的中心設置供電電源，電路呈輻射狀設計；

（2）電流通過電路就會產生損耗，供電線路越長就會造成越大的損耗，因此供電區(qū)域的電路設置應該按照該地區(qū)的及時用電量進行設置。

2.1.2 線路截面的選擇

電路截面與線路損耗成反比，既電路截面大，則線路電阻小，損耗減小。因此，電路截面的選擇應該根據用電地區(qū)的具體用電量和經濟發(fā)展情況進行科學的選擇。

2.2 利用自動調諧原理的接地補償裝置

對于配網設計中常見的過電壓問題，一般而言可以通過設置自動協(xié)調的接地補償裝置來實現(xiàn)對于過電壓的處理，在設置安裝了接地補償裝置以后裝置能夠有效的來調節(jié)線路中的電壓，實現(xiàn)電壓的協(xié)調。接地補償裝置一般而言分為六個部分，在這其中系統(tǒng)中的消弧線圈主要的功能是實現(xiàn)對于開關負載的調節(jié)與遠程控制，在系統(tǒng)運行時其能夠根據電網中相關參數(shù)數(shù)據的變化來對于線路進行及時的而調整，從而實現(xiàn)對于電網的控制。

2.3 加強配電網的結構設計及做好定期的維護工作

在進行配電網的結構設計時改變原有的放射式饋線結構，根據所在區(qū)域的具體情況采取合適的設計，如果所處區(qū)域線路較長、用戶數(shù)量較少，則可以選擇比較簡單的設計方案來滿足用戶的用電需求，降低線路的損耗，減少線路故障發(fā)生的概率。此外相關的工作人員應當做好定期的線路維護與檢查工作，確保線路的運行穩(wěn)定。

2.4 綜合節(jié)能措施

2.4.1 變壓器的選擇

（1）傳統(tǒng)的變壓器設備因為在制造時技術較為落后，因此相對于如今的變壓器設備而言，其無論是在材料上、功能上、科技含量上均存在較大的差距，尤其是能耗方面的差距。因此10kV配電網在設計時，要根據建設地區(qū)的實際情況選擇新型的節(jié)能變壓器，比如，在我國經濟發(fā)展較好的地區(qū)，應用相對廣泛的SH型非晶合金變壓器，其節(jié)能效果遠比傳統(tǒng)變壓器的節(jié)能效果明顯的多。

（2）變壓器運行產生的負荷能夠直接影響到配電網的損耗，因此變壓器的數(shù)量以及容量的選擇要更加的科學合理。比如，人口稠密的地區(qū)用電量大，在這些地區(qū)應該多設置一些容量較大的變壓器，而用電量相對較小的地區(qū)則可以將變壓器的數(shù)量減少一些，相應的也要減小變壓器的容量。

2.4.2 三相負荷的平衡

在降低10kV配電網的能耗時，將三相負荷合理平衡也是一種非常有效的手段。按照以往的情況來說，將三相負荷合理平衡的難度相對較大，利用簡單的措施調節(jié)三相負荷的平衡，最后呈現(xiàn)的減輕損耗的效果不明顯。這一項工作應該結合用電區(qū)10kV配電網的實際運行負荷情況和配電的運行規(guī)律來調整三相負荷，使其達到平衡的狀態(tài)。

2.5 配電網工作人員方面的節(jié)能措施

2.5.1 加大計量工作力度

配電網的電能計量工作和配電網的損耗之間具有密切的關聯(lián)，電能計量工作中的計量數(shù)據失真，就會導致配電網的真實能耗顯示不夠準確，因此加大計量工作的管理力度，保證電能的計量方法的科學性，計量設備的先進性，以此為準確的、真實的配電網能耗數(shù)據提供保障。

2.5.2 維護配電網

配電網的相關管理人員、技術人員應該明確自己的責任，加強節(jié)能意識的培養(yǎng)，對10kV配電網要進行定期檢查和維修工作。在發(fā)現(xiàn)10kV配電網的設置中、運行中出現(xiàn)加大其能耗的問題，應及時上報并采取有效措施進行解決，還要加強巡查工作，避免出現(xiàn)有不法分子偷電的情況。

2.6 采用無功補償技術實現(xiàn)節(jié)能降耗

保證降低配電網電能消耗的關鍵點就是，提升功率因數(shù)以及實現(xiàn)無功就地平衡，以上兩點的完全實現(xiàn)會為10kV配電網帶來明顯的經濟效益以及社會效益，通過無功補償是有效降低配電網能耗的重要途徑。在中低壓的配電系統(tǒng)中進行無功補償，能夠使諧波產生的污染和影響得到有效的抑制，降低因為電流的無功流動帶來的配電網能耗，以此提升高壓電的質量以及電網系統(tǒng)的安全運行水平，實現(xiàn)真正的節(jié)能。

2.6.1 就地平衡補償

就地平衡補償一般有兩種方式：

（1）在0.4kV的母線側方安裝并聯(lián)電容器，設置電容補償柜，并安裝相關的動態(tài)調節(jié)裝置，使用戶低壓端的無功補償裝置能夠依據用戶的無功負荷變換而自動調節(jié)補償電容裝置，實現(xiàn)動態(tài)控制，該方法不僅不需要向配電網中的高壓線路返送無功電能，還能將無功電流降至最小，有效減小有功功率的損耗；

（2）在10kV的母線側方安裝并聯(lián)電容器，這種方法是以補償10kV配電網中線路自身以及相應的配電變壓器產生的無功損耗為主，以此達到降低能耗的目的，并且還能提升電網線路的末端電壓。無功補償?shù)娜萘繎摳鶕湄摵傻男再|、變壓器的容量以及功率因數(shù)相結合進行計算。

一些企業(yè)中備有三相用電設備，因此可以采用三相電容的自動補償措施。民用建筑中一般使用的是單向負荷，照明用電、電器用電的負荷變化具有相當大的隨機性，從而導致三相負荷出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，在調節(jié)補償無功功率中的采樣信號中任意選取收三相中的一組，都會造成未被選取的兩相出現(xiàn)過度補償或者是欠缺補償?shù)那闆r，嚴重危害到配電網的安全運行，因此三相不平衡狀態(tài)需要利用分相電容補償?shù)拇胧┻M行補償。

2.6.2 單獨就地補償

該補償方式更加適用那些經常投入運行，并且負荷量穩(wěn)定，電能容量比較大的大型用電設備中。比如，大型的感應電動機、高頻爐等用電設備，使用時需要在該設備意義單獨安裝一個就地補償裝置，保證達到最好的補償效果，降低配電網的能耗。

3 結語

10kV配電網設計節(jié)能措施的應用是一項非常重要的工作，在設計中應用節(jié)能措施能夠有效的降低配電網的能耗，這樣不僅會為供電企業(yè)帶來經濟效益，還會提升其對社會的服務質量。有效減少10kV配電網的能耗不僅能夠節(jié)約電能資源，增加供電企業(yè)的經濟效益，還能提升供電的質量，保證用戶用電的安全可靠，進而推動我國電力行業(yè)的良好發(fā)展。

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TM73

A

1004-7344（2016）26-0085-02

2016-9-3

王方權（1983-），布依族，貴州興義人，電力技術工程師，大學本科，主要從事配電網設計工作。