電力工程常見的10kV供配電設計相關問題探討

鐘德亮

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，對于電力的需求量也不斷加大，因而對供電系統的安全穩定性提出了更高的要求，因此加強對供配電系統設計的研究具有非常重要的意義。本文對10kV 配電設計中常見問題及其對策進行分析，以供相關人士參考與交流。

關鍵詞：電力工程；10kV；供配電設計；意義；現狀；要點

隨著經濟和科技的飛速發展，人們對于化石能源的需求也越來越大，僅從化石能源的減少這一方面推廣可再生能源，效果并不理想。目前，我國在電能的供應以及需求兩方面都存在問題，所以，為配電線路設計出節能減排方案就顯得非常重要，因為節能減排方案能夠推動我國電力事業更好地發展下去。在我國目前的電力系統構成中，10kV低壓配電網已經運用的比較廣泛，這種配電方式主要承擔著為用戶供電的責任。在設計10kV配電線路的過程中，采用科學合理的方法，最重要的是妥善安排好各個部位和環節以確保電力工程能夠順利進行下去。

1 簡述為何要使用10kV配電線路

組成我國目前的電力供需系統的輸電網絡中，主要的長程輸電網絡基本都采用大于35kV的輸變電系統，根據供電終端的設置來看，10kV的輸變電系統是為用戶供電的主要形式，因此10kV配電線路才是配電系統的核心部分。但我國目前的10kV配電線路在運行實施上還存在著一些問題，主要表現在覆蓋面廣泛、輸變電線路冗長，并且我國的10kV配電線路還存在諸多問題，例如設備落后和技術缺陷以及管理難度大等[1]，這些問題都會極大損耗電能，從而導致對電能的利用率下降的結果，這顯然是違背我國推行節約用電、科學利用能源、建立資源節約型社會的理念。所以說，根據我國目前快速推廣節約型社會中遇到的能源供給緊張的問題為前提，使用10kV配電線路可以說是最適應當前形勢的一種選擇。我國必須一直堅持節能降耗的理念，而且一定要將這種理念付諸實踐，才能提高發電用煤和發電用水的效率，為最終緩解供電緊張作出一定的貢獻，而且也利于社會健康穩定地發展。

2 如何設計10kV配電線路

2.1 合理規劃配電線路

首先是在線路設計上注入節能的思想：輸變電系統的主要部分就是輸電線路，所以在思考如何做好線路方面的節能設計時要給予足夠的關注。在日常生活中，通常，10kV配電系統涉及的范圍都會非常廣泛，而這所有的配電系統都需要對大量的線路進行操作，有時在實際操作時也會發生浪費電能的現象，這主要是由于線路損壞造成的。為了應對這些問題，技術人員在設計時就必須根據線路架設的實際情況作出相應的節能方面的調整，從而達到理想效果。實踐表明，在外界環境溫度較高、輸電線路型號一樣的情況下，那么導線的橫截面積越大，輸電線路的損耗程度就越低。由此可見，橫截面更大的導線，將有效減輕線路損壞的程度，這也是一種節省成本的表現，最終目的是幫助電企獲益。因此，設計者在調整導線的橫截面積時一定要根據當地的實際情況規劃設計方案，這樣才能保證從根本上達到節能減排的效果。需要注意的是，節能金屬也是可以運用到10kV的配電線路當中的，因為良好的導體可以加強節能的效果。由于部分防震錘以及鐵磁類金屬會受到磁場的干擾，所以它們會使輸電線路產生更大的能耗，嚴重的化可能會燒毀線路，所以在選擇原料時最好選用低磁或無磁的材料，保證線路的使用壽命。

其次是線路負荷的問題：如果負荷功率一定，那么供電越小，供電所服務的范圍就越廣，線路就越不容易被損耗。以10kV配電線路為例，它的0.4kV線路負荷的中心最大增幅不會超過供電系統的供電半徑，而對于線路的損耗并沒有想象中那么大。根據未來對電網的線路規劃來看，選擇多側出線的供電方案應該是最有效的，這樣既可以避免單側供電的不利影響，又控制了多線路帶來的工作量的劇增。

2.2 如何選擇變壓器

首先要推廣節能變壓器，使其占據更大的市場份額：在10kV的輸配電線路中，變壓器的損耗是最主要的損耗方式，尤其對于不到10kV的小型變壓器來說，過大的使用頻率和較長的運行時間以及較強的節能能力，應該使其成為重點推廣的對象。以前的電力系統主要使用S9型號的變壓器，而現在，S11型號的節能變壓器已經全面取代之前的S9型號變壓器成為主流。與傳統變壓器不同的是，節能變壓器具有很多優點，比如：損耗低，其空載損耗比傳統變壓器減少了30%，載電流減少了70%；噪音低，與傳統變壓器噪音標準值相比，減小了3至5db；抗短路能力強，安全可靠。

其次是對于變壓器組別的選擇問題：在設計10kV配電線路時，要連接的三相變壓器組別有“Y，yn0”和“D，yn11”兩種，我國目前在民用領域基本都會使用容量在1000KVA以下的變壓器，一般使用“Y，yn0”的連接組別，但“D，yn11”連接組別也有自己的優勢，那就是節能，其具體表現在以下方面：“D，yn11”的在負載時或者空載時，損耗都遠遠小于同容量的“Y，yn0”變壓器；“D，yn11”明顯地減少了高次諧波電流對其產生的影響，它的電阻更小，非常容易排除故障。

另外，在選擇變壓器時還應該注意以下幾個原則：第一，一定要選擇適合現場情況的容量，結合當時的實際情況才能解決好變壓器出現損耗的問題，這樣才能真正做到節能降耗，最終延長變壓器的使用壽命；第二，要選擇合適數量的變壓器，根據當地的負荷等級進行數量上的選定，在特別情況下也可以用多個小容量的變壓器代替。

2.3 無功補償技術的使用

以10kV的配電節能設計為例，無功補償主要有以下內容：一定要以大容量的穩定的負荷用電設備作為設計對象，高頻爐和感應電動機就是很好的例子，它們在投入運行的時候要充分考慮經濟效益，所以可以采用單獨就地補償的方法，在它和對應的設備旁邊安裝無功補償裝置，以達到節省用電的目的。在并聯電容器的一側安裝無功補償為1kV的母線，同時，要對相關的設備進行調試和設置，這樣一來，處于電壓較低一端的用戶就可以通過無功補償時的電壓變化自由透切電路，為高壓線路進行無功電能的返送工作提供了便利，還可以最大程度地降低電流，達到降低功率損耗的目的。如果將10kV母線側連在并聯電容器上并運行，也能起到通過補償配電線路和變壓器運行時產生的功耗而達到節能降耗的目的。萬一出現了三相失衡的極端情況，就只能根據具體情況運用分相電容補償技術了。在使用過程中，一定要避免出現因欠補償、過補償而導致電網運行不穩定的情況。大量的實踐已經證明了，無功補償的技術對于節能的效果是非常有幫助的，任何無功補償形式的選擇對于變壓器的容量、功率因素和負荷性質方面的計算都起到最好的補償效果。

3 結束語

合理設置配電線路，選擇合適的配電變壓器，利用無功補償技術，采取科學合理的節能降耗措施，積極響應國家的號召，實現節能減排的目的，是每一個電力工作者義不容辭的責任。

參考文獻：

[1]韓維.淺談10kV及以下配電設計技術與管理[J].城市建設理論研究（電子版），2014（17）：387-388.endprint