10kV以下配電變壓器及線路降損節(jié)能運(yùn)行的研究

張勇強(qiáng)+郭錦樂+田海濤

摘 要：10kV以下的配電網(wǎng)中，存在著非常嚴(yán)重的無(wú)功損耗現(xiàn)象，并為該配電線路的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重的影響。因此現(xiàn)階段電力企業(yè)在對(duì)配電線路進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，也就需要充分重視10kV配電變壓器以及線路的節(jié)能與降損工程，這也是提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益的一個(gè)重要手段。本文就對(duì)10kV以下配電變壓器以及線路的降損節(jié)能情況進(jìn)行了分析與研究。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；線路降損；節(jié)能運(yùn)行

配電變壓器作為整個(gè)電力系統(tǒng)中能量損耗的主體，其10kV以下的線路線損占據(jù)了整個(gè)電力系統(tǒng)總線損的60%以上，這就使得對(duì)配電變壓器進(jìn)行節(jié)能損耗研究對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的節(jié)能減排工作有著非常重要的意義。但是我國(guó)現(xiàn)階段掛網(wǎng)運(yùn)行的配電變壓器整體損耗水平比較高。而且電網(wǎng)負(fù)荷在近年來(lái)也得到了快速的提升，給我國(guó)電力系統(tǒng)的節(jié)能減排工作帶來(lái)了諸多的困難與挑戰(zhàn)。這也就要求變壓器制造企業(yè)和相關(guān)的電力企業(yè)必須進(jìn)一步加強(qiáng)配電變壓器的技術(shù)工藝提升以及電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理工作，盡力降低配電變壓器的整體損耗，只有這樣才能夠確保我國(guó)電網(wǎng)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

1 線路無(wú)功補(bǔ)償分析

在配電線路運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)一定程度的線損現(xiàn)象，配電變壓器位于電力系統(tǒng)的末端，其損耗水平的高低對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型有著巨大的影響。配電變壓器運(yùn)行中的技術(shù)性線損指的是電力資源在輸送過(guò)程中因?yàn)楦鞣N元件設(shè)備所消耗的電量總和，也被分為了可變消耗以及固定消耗兩個(gè)種類。此外在實(shí)際的操作過(guò)程中一些不規(guī)范的安裝措施以及電氣設(shè)備質(zhì)量不合格等因素，也都會(huì)直接造成電網(wǎng)出現(xiàn)大量消損。

1.1 無(wú)功線路補(bǔ)償容量的計(jì)算方法簡(jiǎn)析

在對(duì)10kV以下的配電變壓器進(jìn)行線路降損工作之前，首先需要借助于線路無(wú)功補(bǔ)償容量的合理計(jì)算，而在該計(jì)算過(guò)程中，其主要工作是借助于提升功率因數(shù)的方式來(lái)對(duì)所需要進(jìn)行的電力補(bǔ)償進(jìn)行確定，并需要通過(guò)無(wú)功負(fù)荷絕對(duì)值的計(jì)算來(lái)對(duì)該補(bǔ)償容量進(jìn)行確認(rèn)。最后再通過(guò)對(duì)年運(yùn)行最小費(fèi)用以及具體補(bǔ)償容量進(jìn)行分析的方式，來(lái)對(duì)該配電線路的補(bǔ)償容量進(jìn)行最終的確定。在此過(guò)程中，還需要注意決定配電線路中電容器組最合適的容量，而電容器組的位置往往也就是該線路的線損程度，這也就需要該電力企業(yè)的相關(guān)運(yùn)營(yíng)人員本著最大限度降低線損的思想來(lái)進(jìn)行決定。此外最合適的容量一般為線路平均無(wú)功總負(fù)荷的一般以上，針對(duì)這一問(wèn)題，則需要該電力企業(yè)對(duì)兩年之內(nèi)配電線路的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納與處理，并在對(duì)這些運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，來(lái)對(duì)其無(wú)功補(bǔ)償容量進(jìn)行合理的計(jì)算。

1.2 進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償位置確定的方法簡(jiǎn)析

在基本確定了無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘恐?，還需要對(duì)該無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w位置來(lái)進(jìn)行確定，并對(duì)10kV以下配電變壓器的線路降損節(jié)能工作提供足夠的數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償位置的選擇過(guò)程中，其主要是在符合無(wú)功原則這一基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是在實(shí)際的配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，為了取得一個(gè)良好的節(jié)能效果，還需要盡可能的減少該線路上的無(wú)功電流，并需要借助于大量的實(shí)踐與計(jì)算來(lái)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)奈恢眠M(jìn)行計(jì)算與分析。此外為了取得一個(gè)良好的計(jì)算結(jié)果，也可以在每一條線路上面都進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償機(jī)器的設(shè)置，這些設(shè)置主要安裝在線路負(fù)荷三分之二的位置。此外為了有效確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)奈恢?，還需要為該配電線路中的電容器選擇一個(gè)合適的安裝地點(diǎn)，只有這樣才能夠在確保電路運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行穩(wěn)定性的前提下，來(lái)進(jìn)一步提升該線路的降損效果。

2 10kV配電變壓器節(jié)能降耗技術(shù)分析

2.1 積極使用新材料與新工藝

變壓器在掛網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中要達(dá)到良好的節(jié)能降損效果，需要電力企業(yè)去積極運(yùn)用一些新型材料來(lái)達(dá)到降低能耗的效果，目前比較成熟的新電能輸送材料主要有以下兩種：①無(wú)氧銅材料：無(wú)氧銅含氧量極低，導(dǎo)電率高，耐蝕性能和低溫性能均好。該新型材料能夠?qū)€路損耗和變壓器線圈內(nèi)阻進(jìn)行有效降低，因此獲得一個(gè)節(jié)能降耗的良好應(yīng)用效果。此外無(wú)氧銅材料的加工性能、焊接性能均很好，取材簡(jiǎn)單，制作成本也相對(duì)較低。借助于無(wú)氧銅來(lái)進(jìn)行電能的輸送作業(yè)，也可以進(jìn)一步提升配電變壓器的抵抗短路能力，從而進(jìn)一步提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。②非晶合金材料：這種新型材料作為10kV配電變壓器中的一種新型磁性材料，運(yùn)用該材料所制成的鐵芯也能夠使得變壓器的空載損耗得到極大降低，并使得10kV配電變壓器的經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步的提升。

變壓器是對(duì)新材料和新工藝依托性比較強(qiáng)的一種電力設(shè)備，變壓器制造過(guò)程中所選用的導(dǎo)電材料和絕緣材料等對(duì)變壓器的性能有很大的影響，而變壓器的制造工藝對(duì)變壓器的質(zhì)量和生產(chǎn)效率起到關(guān)鍵作用。變壓器的設(shè)計(jì)需要更多的借助于現(xiàn)代化的三維制圖軟件如Creo、Solidworks等，同時(shí)可借助于溫度場(chǎng)和電磁場(chǎng)的仿真計(jì)算來(lái)達(dá)到更優(yōu)化的電氣和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這是變壓器制造企業(yè)都在不斷努力解決的問(wèn)題。

2.2 進(jìn)一步優(yōu)化配電變壓器的運(yùn)行模式

在10kV以下線路的配電線路運(yùn)行中，其裝置的設(shè)備，如果不進(jìn)行定期的維修檢查，也會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問(wèn)題。因此在具體的配電線路施工中，需要重視配電設(shè)備裝置的維護(hù)工作，以此來(lái)有效的提高線路配電運(yùn)輸?shù)男省Ｐ枰x用性能較好的設(shè)備，例如在進(jìn)行熔斷器的選擇上，需對(duì)其穩(wěn)定性，進(jìn)行一定的測(cè)試，之后根據(jù)其實(shí)際性能表現(xiàn)，進(jìn)行安裝應(yīng)用。同時(shí)在進(jìn)行電路配電設(shè)備安裝的工作中，還需要考慮到不同地區(qū)的氣候因素，針對(duì)其風(fēng)速、自然災(zāi)害情況，選擇性能較好的設(shè)備，以此來(lái)顯著的提高其使用的可靠性。同時(shí)設(shè)備安裝人員，需要不斷地加強(qiáng)配電設(shè)備使用故障知識(shí)的學(xué)習(xí)，這樣可以不斷的提高其設(shè)備安裝、檢查、維修的水平，促進(jìn)10kV以下配電線路的正常運(yùn)行。如在適合使用調(diào)容量變壓器的地方，推廣使用效率高、能耗低的調(diào)容量變壓器，是降損節(jié)能的有效措施之一。

2.3 自動(dòng)調(diào)壓器

就配電變壓器的有用損耗以及配電網(wǎng)電壓兩者的關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可以借助于對(duì)變壓器負(fù)載分接頭檔位安裝的方式以及補(bǔ)償電容器的技術(shù)手段，來(lái)對(duì)該配電網(wǎng)的運(yùn)行電壓進(jìn)行有效的優(yōu)化調(diào)整。電網(wǎng)運(yùn)行電壓對(duì)電網(wǎng)元件的空載損耗、負(fù)載損耗和電暈損耗均有影響，當(dāng)負(fù)荷不變時(shí)，電壓每提高1%，與電壓平方成反比的負(fù)載損耗將降低2%，因此適當(dāng)提高電網(wǎng)主網(wǎng)架的電壓水平可以有效降低輸電線損耗。自動(dòng)調(diào)壓器作為一種根據(jù)工程實(shí)際以及配電變壓器實(shí)際輸入電壓值而自動(dòng)調(diào)節(jié)配電網(wǎng)輸電電壓的設(shè)備，其能夠有效保障整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。就技術(shù)層面進(jìn)行分析，自動(dòng)調(diào)壓器主要運(yùn)用了三相耦合變壓器來(lái)讓整個(gè)配電系統(tǒng)中的輸入電壓值在正常值3%以內(nèi)的范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且能夠借助于內(nèi)部控制器來(lái)進(jìn)行整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓的實(shí)時(shí)控制工作，借此實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能降耗效果。endprint

3 10kV配網(wǎng)降損措施簡(jiǎn)析

3.1 建立一個(gè)健全的電網(wǎng)管理制度

為了取得良好的配網(wǎng)節(jié)能降損效果，也就需要對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理制度進(jìn)行不斷的優(yōu)化與完善，就需要成立一個(gè)以相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)為主要負(fù)責(zé)人的管理小組，來(lái)對(duì)我國(guó)的電網(wǎng)行政法規(guī)進(jìn)行全面積極的貫徹落實(shí)，同時(shí)在此基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理的電網(wǎng)管理體系。電力企業(yè)需要實(shí)行崗位考察的管理模式，借助于合理的獎(jiǎng)懲制度來(lái)激發(fā)所有員工的工作熱情以及工作積極性，不斷開展員工專業(yè)技能提升培訓(xùn)，加強(qiáng)員工績(jī)效管理，在整個(gè)企業(yè)內(nèi)部形成積極良好的工作氛圍。

電力企業(yè)還可以借助于區(qū)分管理政策的實(shí)施，來(lái)進(jìn)一步提升自身的內(nèi)部管理效果。比如說(shuō)配電設(shè)備的承包以及工作人員的定時(shí)培訓(xùn)工作等等。而借助于定期的技能培訓(xùn)工作，也能夠使得電力管理人員的綜合素質(zhì)得到有效提升。借助于加強(qiáng)電量核實(shí)的方式，以及構(gòu)建完善用電檢測(cè)系統(tǒng)的方式，也能夠有效杜絕偷電竊電等現(xiàn)象的發(fā)生，并能夠取得良好的節(jié)能效果。此外對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理時(shí)，完善自身管理機(jī)制，在日常的管理流程中進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)圖以及運(yùn)行電網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，更多地借助于相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來(lái)對(duì)這些得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與研究，在這一基礎(chǔ)上就可以對(duì)現(xiàn)階段配網(wǎng)管理流程中所存在的一些薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)的完善與處理，從而有效減少因?yàn)楣芾碓蚨鴮?dǎo)致了電能損耗情況。

3.2 促進(jìn)三相負(fù)荷保持平衡

在配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致其線損較高的一個(gè)主要原因便是該配電線路的三相負(fù)荷不夠平衡，因此在進(jìn)行技術(shù)降損的過(guò)程中，也就需要積極運(yùn)用一些技術(shù)手段來(lái)保持三相負(fù)荷的運(yùn)行平衡。比如說(shuō)在配網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，也就可以合理利用三相四線的模式來(lái)進(jìn)行供電操作，并需要充分考慮到用戶們其用電狀況的差異性。在進(jìn)行其它負(fù)荷的搭配過(guò)程中還需要注意其搭配的合理性，并需要盡可能保持該配電網(wǎng)三相負(fù)荷的運(yùn)行平衡性，借助于促進(jìn)三項(xiàng)負(fù)荷保持平衡的相關(guān)技術(shù)，也能夠使該配電變壓器的線損得到有效降低，并為電力企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式的合理選擇

電網(wǎng)運(yùn)行方式的合理選擇，不僅會(huì)影響到電網(wǎng)的安全可靠供電，同時(shí)還影響到電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于電力企業(yè)而言，在電網(wǎng)配電運(yùn)行過(guò)程中，其電壓的運(yùn)行狀態(tài)以及線損兩者呈現(xiàn)的是反比的關(guān)系，因?yàn)闉榱舜_保該配網(wǎng)線路中電壓的運(yùn)行能夠處于最佳狀態(tài)，也就需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)該電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)荷變化情況進(jìn)行合理的計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)母線運(yùn)行電壓進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以取得將線損降到最低的效果。如在同一電壓等級(jí)均一網(wǎng)絡(luò)下宜采用合環(huán)運(yùn)行方式降低消損；在同一電壓等級(jí)非均一程度較大的網(wǎng)絡(luò)下宜采用開環(huán)運(yùn)行方式以降低消損。電力企業(yè)還需要積極借助于現(xiàn)代化的手段來(lái)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式的調(diào)控，并積極使用調(diào)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)調(diào)整供電模式和供電半徑，針對(duì)不同負(fù)荷中心采取不同的供電形式，力求杜絕近電遠(yuǎn)送或迂回供電，這樣才能夠使得整個(gè)電力運(yùn)行都處于一種經(jīng)濟(jì)與可控的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，人們對(duì)于供電的要求也變得越來(lái)越高。目前我國(guó)10kV以下的配電變壓器其應(yīng)用非常廣泛，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中依舊存在著輸電損耗過(guò)大等問(wèn)題，這不僅給正常的用電造成一定程度的影響，也會(huì)導(dǎo)致電力企業(yè)受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這也就要求相關(guān)電力企業(yè)能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)配電變壓器以及線路降損節(jié)能技術(shù)的研究力度，并在確保電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的情況下，來(lái)有效降低其能耗，這樣也能夠促進(jìn)我國(guó)的電力行業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文娟.關(guān)于10kV以下配電變壓器及線路降損節(jié)能運(yùn)行的研究[J].新材料新裝飾，2014（2）：345-345.

[2] 何啟鵬.10kV以下配電變壓器及線路降損節(jié)能運(yùn)行研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（18）：102-103.

[3] 劉瑩.10kV以下配電變壓器及線路降損的節(jié)能運(yùn)行分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（28）：218-218.

[4] 張利鈺，余江.選擇合理的電網(wǎng)運(yùn)行方式降低網(wǎng)損淺析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（14）：61，79.endprint