關于10 kV配電網設計及節能問題的思考

方鑫

（寧夏吳忠市利通區國網吳忠供電公司輸配電運檢室，寧夏 吳忠 751100）

關于10 kV配電網設計及節能問題的思考

方鑫

（寧夏吳忠市利通區國網吳忠供電公司輸配電運檢室，寧夏 吳忠 751100）

我國經濟的發展和居民用電量的大幅提升都對電網的供電能力提出了新的要求，對于電網的使用性能也有了更高的要求，尤其是節能設計方面需要通過設備的更新和設計方案的優化來實現節能的目的，從而為電網用戶和居民提供穩定充足的電量供應。本文討論對于10 kV配電網優化設計方案的具體思路，并探討其中的節能環保問題。

10 kV；配電網；設計；節能；電量

隨著我國電力事業的發展，國家的電網覆蓋面積大幅提升，但是在如此龐大的電網覆蓋情況下，需要有配套的電力供應系統為其提供動力，能夠高效率的利用現有的自然資源來提供電力供應，并通過節能設計來提高供應效率就成為電網設計工作的重點。

1　現階段配電網設計對于整個電網運行的重要影響意義

由于我國現有的電力系統規模較大，其中的遠距離傳輸系統主要是以35 kV輸電系統為主，與電力系統用戶相連的配電系統則選用10 kV輸電線。因此相對來講10 kV配電線路所覆蓋的區域更大，整體使用的線長也更多。然而供電設備和線路中不可避免產生一定的損耗，如何能夠將10 kV配電系統上的損耗做得更低，是10 kV配電網絡設計的一個節能點，有助于緩解現有的供電進展情況，也能夠為環境保護和可持續發展做出貢獻。在長遠的電網發展中，使用有效的節能手段來實現電網的節能供電是發展的必然趨勢。

2　10 kV配電網能耗產生原因和評估方法

2.110 kV配電網能耗產生原因

實際上10 kV配電網能耗產生主要分為兩個部分，一部分是配電變壓器處產生的能耗，另一部分就是線路上產生的能耗。對于配電變壓器處產生的能耗主要是由于變壓器的變壓過程中出現的能耗，尤其是電力系統中變壓器經常需要進行多次變壓，整個10 kV配電網絡中存在大量的配電變壓器，這些配電變壓器產生的總能耗較大，根據數據顯示10 kV的配電變壓器能耗占10 kV配電網絡總能耗的4/5以上，因此配電變壓器的能耗成為了10 kV配電網絡最大的能耗產出部分。線路上的損耗雖然只占不到整個10 kV配電網絡損耗的1/5，但是對于供電量巨大的配電網來講也是一個龐大的數字。當供電過程中電流經過不同的線路設備時產生的電能損失時線路損耗的一種，還有一種線路損耗是由于供電企業在管理經營過程中出現的一些電能損失，可能是由于調度的問題，當然這種線路損耗將取決于供電單位的管理能力。

2.210 kV配電網能耗的評估方法

為了能夠準確評估10 kV配電網的能耗，可以依據理論線損和網損的計算方法來實現，其中理論線損計算方法又可以被詳細劃分為均方根電流法、平均電流法和最大電流法等，比較常用的是均方根電流法，但是這種方法在計算中容易與實際的負荷差距較大，且不同線路和不同線段的均方根電流也不合理。網損計算方法則分為均方根電流法和節點等值功率法。均方根電流法雖然理論簡單操作性強，但是其精度較低，使用范圍具有較大的局限。而節點等值功率法則能夠廣泛適用于我國的供電網絡，但是計算過程十分復雜，計算結果的精度也很難保證，對于計算效率來講尚有需要改進的問題。

3　10 kV配電網的節能設計實踐

首先是針對配電網的線路設計進行節能設計。根據前文對配電網中能耗原因的分析，如果在電網設計中實踐節能理念就必須考慮線路的能耗問題，并通過適當選取節能設備和設計方案來實現。

第一步在選擇供電半徑的參數上進行合理規劃設計。為了能夠提高電網的電力供應能力和電壓的穩定性，減少供電線路上的能耗，應該選擇合理的供電半徑。第二步在整個配電網絡中線路和配件的選擇應該有所依據。選擇10 kV的配電線路應該根據線纜的截面進行適當的選取，為了能夠實現節能效果，應該在線纜截面的選擇上大于標準一個等級，如果沒有特殊要求時，應該在定量的輸送負載下，結合成本因素考慮選擇截面更大的線纜，從而減少電能在線路電阻上的消耗。第三步時利用好架空絕緣導線。在配電網的線路設計上經常使用架空絕緣導線，其主要的原因是架空絕緣導線具有特殊的優勢。它能夠增強供電網絡運行的穩定性，能夠減少合桿線路作業的現象以及大量維修的投入，可以提高線路的有效使用時間，從經濟效益上予以提升。通過架空絕緣導線可以優化現有的線路桿塔結構，沿著墻壁鋪設線路，可以有效的減少施工材料，有利于空間的布局和利用。在整體上講能夠減少供電線路在空間上的占比，也可以較好的避免線路與其他空間布局相互沖突而出現損壞。

其次是根據產生10 kV配電網能耗的另一個原因就是變壓器上的能耗，那么進行供電線路的節能設計時必須有所改進。

具體可以選擇節能型變壓器，因為變壓器的能耗占到了整個供電輸送過程的4/5，這樣巨大的能耗需要通過有效的方式來降低。其三是采用高科技的非晶合金配電網變壓器產品來推動節能應用。

節能型變壓器在實際的市場應用中獲得了良好的評價，尤其是10 kV網絡中常用的中小型變壓器將更加具有實踐的空間和節能的潛力。另外在設計變壓器連接組別時也應該基于節能理念。現行的中低壓變壓器連接設計時多數是用三相變壓器連接組別，如Y.yn0和D.ynl1。

作為現代化科技進步的產物非晶合金變壓器成為配電網絡的新選擇，依賴于新型導磁材料——非晶合金制作鐵芯的變壓器具有十分強大的磁性、機械性能和抗腐蝕性能，在工業制造中能夠以十分簡單的工藝實現，降低了生產成本。其材料主要是一些非晶合金，如在鐵、鎳、鈷、硌、錳中參雜部分硼、碳、硅、磷等，獲得的變壓器鐵芯具有較強的節能效果。這種鐵芯在使用中能夠具有更長的使用壽命，能量損耗較小，可以成為配電網的節能設計最優選擇。現階段的配電網絡進行應用中使用非晶合金變壓器后都能夠實現節能效率的提升。

最后是在配電網絡設計中選用無功補償技術來實現節能。無功補償是通過改變并提升功率因數而達到無功就地平衡的效果，這樣就能夠減少在使用過程中無謂的功率浪費，也是當前能夠應用在配電網中的一種有效技術。通過對配電網絡中的中低壓配電系統的無功補償，可以減少由于功率波動帶來的功率損耗。還有一種就地平衡補嘗的方法，能夠針對高壓線路反送無功電能的現象進行降能耗，達到節能的目的。單獨就地補嘗的具體定義是就地補償運行頻率較高，且負荷未定性能較好，設備定額功率較大的用電設備。通過有效的補償裝置來達到節能效果。定時限過電流保護也是一種節能技術，繼電保護可以在較短的動作時間內啟動繼電保護，對于達到限定電流的線路進行保護，達到節能功效。

4　結論

通過本文上述分析可以看出，現有的10 kV配電網絡需要通過有效合理的設計達到節能效果，從而推動我國經濟和環境資源的可持續發展，基于對配電網絡能耗原因的分析，可以針對配電網絡線路和變壓器的選擇進行節能設計，并利用現代化技術和無功補償技術來共同實現節能設計，更好的為社會提供穩定充足的電力能源。

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1671-0711（2016）09（上）-0139-02