10kV以下配電變壓器及線路降損節能運行的研究

張勇強+郭錦樂+田海濤

摘 要：10kV以下的配電網中，存在著非常嚴重的無功損耗現象，并為該配電線路的運行經濟造成了嚴重的影響。因此現階段電力企業在對配電線路進行優化的過程中，也就需要充分重視10kV配電變壓器以及線路的節能與降損工程，這也是提升電力企業經濟效益以及社會效益的一個重要手段。本文就對10kV以下配電變壓器以及線路的降損節能情況進行了分析與研究。

關鍵詞：配電變壓器；線路降損；節能運行

配電變壓器作為整個電力系統中能量損耗的主體，其10kV以下的線路線損占據了整個電力系統總線損的60%以上，這就使得對配電變壓器進行節能損耗研究對于整個電力系統的節能減排工作有著非常重要的意義。但是我國現階段掛網運行的配電變壓器整體損耗水平比較高。而且電網負荷在近年來也得到了快速的提升，給我國電力系統的節能減排工作帶來了諸多的困難與挑戰。這也就要求變壓器制造企業和相關的電力企業必須進一步加強配電變壓器的技術工藝提升以及電網運營管理工作，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電網的綠色可持續發展。

1 線路無功補償分析

在配電線路運行過程中必然會出現一定程度的線損現象，配電變壓器位于電力系統的末端，其損耗水平的高低對電力系統的運行經濟型有著巨大的影響。配電變壓器運行中的技術性線損指的是電力資源在輸送過程中因為各種元件設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種類。此外在實際的操作過程中一些不規范的安裝措施以及電氣設備質量不合格等因素，也都會直接造成電網出現大量消損。

1.1 無功線路補償容量的計算方法簡析

在對10kV以下的配電變壓器進行線路降損工作之前，首先需要借助于線路無功補償容量的合理計算，而在該計算過程中，其主要工作是借助于提升功率因數的方式來對所需要進行的電力補償進行確定，并需要通過無功負荷絕對值的計算來對該補償容量進行確認。最后再通過對年運行最小費用以及具體補償容量進行分析的方式，來對該配電線路的補償容量進行最終的確定。在此過程中，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的相關運營人員本著最大限度降低線損的思想來進行決定。此外最合適的容量一般為線路平均無功總負荷的一般以上，針對這一問題，則需要該電力企業對兩年之內配電線路的實際運行數據進行歸納與處理，并在對這些運行數據進行充分分析的基礎上，來對其無功補償容量進行合理的計算。

1.2 進行無功補償位置確定的方法簡析

在基本確定了無功補償的容量之后，還需要對該無功補償的具體位置來進行確定，并對10kV以下配電變壓器的線路降損節能工作提供足夠的數據支持。在進行無功補償位置的選擇過程中，其主要是在符合無功原則這一基礎上進行的。但是在實際的配電網運行過程中，為了取得一個良好的節能效果，還需要盡可能的減少該線路上的無功電流，并需要借助于大量的實踐與計算來對無功補償的位置進行計算與分析。此外為了取得一個良好的計算結果，也可以在每一條線路上面都進行無功補償機器的設置，這些設置主要安裝在線路負荷三分之二的位置。此外為了有效確定無功補償的位置，還需要為該配電線路中的電容器選擇一個合適的安裝地點，只有這樣才能夠在確保電路運行質量以及運行穩定性的前提下，來進一步提升該線路的降損效果。

2 10kV配電變壓器節能降耗技術分析

2.1 積極使用新材料與新工藝

變壓器在掛網運行過程中要達到良好的節能降損效果，需要電力企業去積極運用一些新型材料來達到降低能耗的效果，目前比較成熟的新電能輸送材料主要有以下兩種：①無氧銅材料：無氧銅含氧量極低，導電率高，耐蝕性能和低溫性能均好。該新型材料能夠對線路損耗和變壓器線圈內阻進行有效降低，因此獲得一個節能降耗的良好應用效果。此外無氧銅材料的加工性能、焊接性能均很好，取材簡單，制作成本也相對較低。借助于無氧銅來進行電能的輸送作業，也可以進一步提升配電變壓器的抵抗短路能力，從而進一步提升電力企業的經濟效益。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配電變壓器的經濟性得到進一步的提升。

變壓器是對新材料和新工藝依托性比較強的一種電力設備，變壓器制造過程中所選用的導電材料和絕緣材料等對變壓器的性能有很大的影響，而變壓器的制造工藝對變壓器的質量和生產效率起到關鍵作用。變壓器的設計需要更多的借助于現代化的三維制圖軟件如Creo、Solidworks等，同時可借助于溫度場和電磁場的仿真計算來達到更優化的電氣和結構設計。這是變壓器制造企業都在不斷努力解決的問題。

2.2 進一步優化配電變壓器的運行模式

在10kV以下線路的配電線路運行中，其裝置的設備，如果不進行定期的維修檢查，也會導致線路出現嚴重的故障問題。因此在具體的配電線路施工中，需要重視配電設備裝置的維護工作，以此來有效的提高線路配電運輸的效率。需要選用性能較好的設備，例如在進行熔斷器的選擇上，需對其穩定性，進行一定的測試，之后根據其實際性能表現，進行安裝應用。同時在進行電路配電設備安裝的工作中，還需要考慮到不同地區的氣候因素，針對其風速、自然災害情況，選擇性能較好的設備，以此來顯著的提高其使用的可靠性。同時設備安裝人員，需要不斷地加強配電設備使用故障知識的學習，這樣可以不斷的提高其設備安裝、檢查、維修的水平，促進10kV以下配電線路的正常運行。如在適合使用調容量變壓器的地方，推廣使用效率高、能耗低的調容量變壓器，是降損節能的有效措施之一。

2.3 自動調壓器

就配電變壓器的有用損耗以及配電網電壓兩者的關系進行分析，發現可以借助于對變壓器負載分接頭檔位安裝的方式以及補償電容器的技術手段，來對該配電網的運行電壓進行有效的優化調整。電網運行電壓對電網元件的空載損耗、負載損耗和電暈損耗均有影響，當負荷不變時，電壓每提高1%，與電壓平方成反比的負載損耗將降低2%，因此適當提高電網主網架的電壓水平可以有效降低輸電線損耗。自動調壓器作為一種根據工程實際以及配電變壓器實際輸入電壓值而自動調節配電網輸電電壓的設備，其能夠有效保障整個配電系統的運行穩定性與安全性。就技術層面進行分析，自動調壓器主要運用了三相耦合變壓器來讓整個配電系統中的輸入電壓值在正常值3%以內的范圍內進行自動調節，并且能夠借助于內部控制器來進行整個電網系統中電壓的實時控制工作，借此實現最大化的節能降耗效果。endprint

3 10kV配網降損措施簡析

3.1 建立一個健全的電網管理制度

為了取得良好的配網節能降損效果，也就需要對傳統的電網管理制度進行不斷的優化與完善，就需要成立一個以相關領導為主要負責人的管理小組，來對我國的電網行政法規進行全面積極的貫徹落實，同時在此基礎上來構建一個科學合理的電網管理體系。電力企業需要實行崗位考察的管理模式，借助于合理的獎懲制度來激發所有員工的工作熱情以及工作積極性，不斷開展員工專業技能提升培訓，加強員工績效管理，在整個企業內部形成積極良好的工作氛圍。

電力企業還可以借助于區分管理政策的實施，來進一步提升自身的內部管理效果。比如說配電設備的承包以及工作人員的定時培訓工作等等。而借助于定期的技能培訓工作，也能夠使得電力管理人員的綜合素質得到有效提升。借助于加強電量核實的方式，以及構建完善用電檢測系統的方式，也能夠有效杜絕偷電竊電等現象的發生，并能夠取得良好的節能效果。此外對配電網的運行狀態進行管理時，完善自身管理機制，在日常的管理流程中進行配電網絡圖以及運行電網檢測系統的設置，更多地借助于相應的軟件系統來對這些得到的數據進行分析與研究，在這一基礎上就可以對現階段配網管理流程中所存在的一些薄弱環節進行及時的完善與處理，從而有效減少因為管理原因而導致了電能損耗情況。

3.2 促進三相負荷保持平衡

在配網運行過程中導致其線損較高的一個主要原因便是該配電線路的三相負荷不夠平衡，因此在進行技術降損的過程中，也就需要積極運用一些技術手段來保持三相負荷的運行平衡。比如說在配網的實際運行過程中，也就可以合理利用三相四線的模式來進行供電操作，并需要充分考慮到用戶們其用電狀況的差異性。在進行其它負荷的搭配過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三相負荷的運行平衡性，借助于促進三項負荷保持平衡的相關技術，也能夠使該配電變壓器的線損得到有效降低，并為電力企業帶來良好的經濟效益。

3.3 進行電網運行方式的合理選擇

電網運行方式的合理選擇，不僅會影響到電網的安全可靠供電，同時還影響到電網運行的經濟性。對于電力企業而言，在電網配電運行過程中，其電壓的運行狀態以及線損兩者呈現的是反比的關系，因為為了確保該配網線路中電壓的運行能夠處于最佳狀態，也就需要相關技術人員對該電網運行過程中的負荷變化情況進行合理的計算，然后在此基礎上來對母線運行電壓進行恰當的調節，以取得將線損降到最低的效果。如在同一電壓等級均一網絡下宜采用合環運行方式降低消損；在同一電壓等級非均一程度較大的網絡下宜采用開環運行方式以降低消損。電力企業還需要積極借助于現代化的手段來進行電網運行方式的調控，并積極使用調動自動化系統來調整供電模式和供電半徑，針對不同負荷中心采取不同的供電形式，力求杜絕近電遠送或迂回供電，這樣才能夠使得整個電力運行都處于一種經濟與可控的運行狀態。

4 結束語

近年來隨著我國經濟發展水平的不斷提升，人們對于供電的要求也變得越來越高。目前我國10kV以下的配電變壓器其應用非常廣泛，但是在實際運行過程中依舊存在著輸電損耗過大等問題，這不僅給正常的用電造成一定程度的影響，也會導致電力企業受到嚴重的經濟損失。這也就要求相關電力企業能夠進一步加強對配電變壓器以及線路降損節能技術的研究力度，并在確保電力系統運行穩定性的情況下，來有效降低其能耗，這樣也能夠促進我國的電力行業得到進一步的發展。

參考文獻

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