試論電力工程10kV配電設計中的節能方法

吳海燕

【摘? 要】隨著我國經濟的快速發展，社會各行業對電力需求大幅度上升，在建設資源節約型社會的新背景下，電力工程配電線路設計是否合理，是否可以發揮出最大的經濟效益和社會效益，就成為衡量電力工程是否成功的重要指標。本文基于電力工程配電設計節能減排的目的，對10kV配電設計節能的重要意義進行闡述，探究相應的節能措施方法。

【關鍵詞】電力工程;10kV配電設計;節能;措施

一、節能理念運用到10kV配電設計中的重要性

從我國現行的電力企業輸電系統來看，連接電力用戶的輸電線路系統都是10kV的輸變電線路，因而根據10kV配電線路的實際運行狀況，10kV的配電線路存在覆蓋面廣、輸變電線路較長的特點，容易受到外界因素的影響。導致我國10kV配電線路存在消耗電量能源和電力能源利用率較低的現象，與當前我國號召的節約電力能源、提高能源利用率、建設節約型社會的理念相反。如果電力企業可以將節能理念長期堅持并賦予在實際工作中，不僅可以大量的節約煤炭資源和水利資源，是電力能源供應的緊張局勢得到改善，并有利于社會的健康和持續性發展。

二、當前我國10kv配電設計中存在的不足

1.布局和結構設計不科學，電能浪費現象嚴重

在一些配電線路設計前期，由于忽略了布局的科學性以及結構的合理性，而且在設計后期沒有充分考慮到布局和結構不合理可能帶來的問題，導致一些地區配電設施的建設在布局以及結構上存在嚴重不足，使得局部地區得不到充分的電能供應，時常出現電壓不穩的現象，嚴重影響地區的穩定發展。比如，有些地區的在配電站的位置選取上存在問題，使得實際的供電區域超出了合理的供電區域，不但在安全性和供電質量上存在問題，而且在電能傳輸過程中電能的損耗大幅增加。

2.未根據實際用電需求合理選用變壓器

在選用變壓器的過程中，沒有考慮到能源浪費問題，導致選用的變壓器容量太大，遠遠超出了需求，使得在線路的鋪設過程中冗余現象頻繁出現，不但加大了線路鋪設的工程量，導致建設成本增加，而且在后期的運行過程中浪費了很多的電能。

3.電能供應線路的管理防護水平有待提高

當前，我國的電力供應部門對電能供應線路的管理水平還有待提高，特別是由于管理上的疏忽導致的管理線損。由于缺乏行之有效的管理制度，管理體系尚不完善，導致供電部門在供電線路的管理和運營上問題不斷。比如一些用電企業或個人違規用電而供電部門卻察覺不到，導致違規用電現象日益猖獗。此外，計量設備過度老化，供電部門又對其缺乏管理維護，導致計量設備無法準確計量用戶的用電量，供電企業損失巨大。

三、電力工程10kV配電設計節能措施探究

1.在線路設計中采取節能措施

在10KV配電線路的日常運行中，其所產生的消耗在電力系統總能源消耗中所占比例相對較高。所在在進行配電設計時，提高對10KV配電設計的重視，并充分應用節能措施具有重要性。在設計過程中，應切實保障應用的節能措施具有合理性，從而提高10KV配電線路日常運行時的節能效果，降低能源消耗。在10KV配電線路的設計中，可通過兩種方式實現節能措施的應用。其一便是將導線橫截面積增加，其二便是對具有節能性的輔助工具有效應用。在進行橫截面積的增加時，需要進行相應的側損實驗，從而發現當所處環境的溫度相同，以及所應用的電纜為統一型號時，隨著導線橫截面積的增加，所產生的線路耗損會逐漸下降，從而起到較好的節能效果。而應用具有節能性的輔助工具這一方法，其節能效果則在很大程度上受輔助工具的影響。如耐張線夾、防震錘和并溝線夾等會和導線進行直接接觸的工具，受磁場反應的影響出現渦流損耗、磁滯損耗，當損耗較為嚴重時甚至會損毀導線。所以在選擇電力系統中的金具時，應選擇低磁或無磁的。

2.在變壓器環節采取節能措施

與配電線路相同，變壓器也是輸變電系統的重要能耗環節。在10kV配電系統中，各種中小型變壓器數量多，運行時限長，在變壓器環節采用節能措施，也是有效提升10kV配電系統節能效果的重要途徑。

具體地說，10kV配電設計在變壓器的選擇上要做到以下幾點：首先，要對變壓器容量加以合理確定，避免出現空載或負載的情況，以免造成電力損耗，對于備選變壓器，要對其功率因數、負載率及負荷量加以科學計算，將變壓器的平均負荷率保持在額定電量的50%到75%之間，以確保充分發揮其工作效率。其次，要對變壓器數量加以確定，電力系統中一、二級負荷占比較大時，要配備兩臺變壓器，三級負荷占比較大時，可配備一臺變壓器，在特定情況下，也可配備多個小型變壓器。第三，對變壓器的類型加以確定，要選擇節能效果表現更佳的變壓器，如SII系列變壓器，具備噪音小、損耗低、空截電流小、抗短路性能優的特點，在實際使用中可以大幅減少電能損耗。最后，要對變壓器組別連接加以確定，現階段三相變壓器在組別連接上主要采用D，yn11以及Y，yn0方式，與Y，yn0組別連接相比，D，yn11組別連接具有負載及空載損耗低、零序阻抗小的優勢，能夠有效抑制高次諧波電流，建議優選這一連接組別。

3.采用無功補償節能措施

在10kV配電設計中采用無功補償技術，能夠有效抑制諧波影響及污染，降低無功流動過程中的有功損耗，從而提高電力系統運行質量水平。10kV配電設計中較常采用的無功補償方法有：如涉及到容量大、負荷穩定的設施設備，如電動機、高頻爐等，而又想突出強調電力運行的經濟適用性，可以采用就地補償方式，在設備的旁側位置增設相應的補償裝置，以有效提升補償效果。但單就補償效果來說，就地平衡補償方法效果最為理想，這種方法是通過在0.4kV母線旁側加裝并聯電容器，同步設置與之相配套的調節設備及補償柜等裝置，從而使低壓端用戶能夠根據無功負荷的變化狀態自動投切相應的補償電容器，一方面不需要將無功電能反送到高壓線路，另一方面又可以將系統線路的無功電流降至最小化，實現電力系統線路有功功率損耗的最低化。

基于就地平衡補償方式的原理，可以在10kV母線旁側加裝并聯電容器，對10kV配電線路及變壓器設備在運行環節的無功損耗加以補償，從而在降損的基礎上，有效增強了線路末端電壓強度，極大地促進了電力系統電能使用效率的提升。

需要注意的是，如出現三相失衡的狀況，在這種情況下，需要結合實際情況采取科學合理的分相電容補償方式，避免因為補償不足或補償過大而引發系統隱患，給電網整體運轉帶來危害。通過實踐得以證明，電力系統中采用無功補償措施能夠極大提高節能效果，但要達到補償效果的最優化，需要對變壓器的功率因數、負荷狀況及容量大小進行科學計算，以此為基礎，合理選擇相應的補償方式。

此外，除了以上三種節能措施外，還可以通過優化電網布局，縮短供電半徑的方式，提升電網運行質量，在10kV配電線路負荷中心電源設置上，分支越多，則電力損耗越低。因此，在電網布局上，要采用多測出線方案，以彌補單側供電的不足及缺陷，出線方案一般選擇三到四側，以減少后期線路維護的任務量。

結語

10KV的配電系統在我國電力系統中有著決定性的作用，在生活中其存在著很多造成電能損耗的因素，這就要求我們認真分析10KV配電設計中的不足和缺陷，反復核算與測試后獲取有效的節能措施和最優的設計方案采取節能措施，減少電能的損耗。開展電網經濟運行又是從實際出發的節電技術。降損節能不但可以減少用戶電費支出，提高供電企業經濟效益，挖掘配電設備供電潛力，而且對國家能源利用、環境保護、資源優化配置有很大幫助。我們需要不斷加大科技投入力度，因地制宜，積極探索，認真落實，有效地搞好配電網降損節能工作，從而取得更好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]唐順強.探析10kV配電設計中的節能措施[J].山東工業技術.2014.

[2]許爽.10kV配電設計中的節能措施[J].科技與企業，2014，（23）：201.

[3]吳元清.10kV配電設計中的節能措施[J].科技創新與應用，2015.