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        關(guān)于10 kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問(wèn)題的思考

        2016-02-05 04:48:37方鑫
        中國(guó)設(shè)備工程 2016年11期
        關(guān)鍵詞:配電配電網(wǎng)能耗

        方鑫

        (寧夏吳忠市利通區(qū)國(guó)網(wǎng)吳忠供電公司輸配電運(yùn)檢室,寧夏 吳忠 751100)

        關(guān)于10 kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問(wèn)題的思考

        方鑫

        (寧夏吳忠市利通區(qū)國(guó)網(wǎng)吳忠供電公司輸配電運(yùn)檢室,寧夏 吳忠 751100)

        我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民用電量的大幅提升都對(duì)電網(wǎng)的供電能力提出了新的要求,對(duì)于電網(wǎng)的使用性能也有了更高的要求,尤其是節(jié)能設(shè)計(jì)方面需要通過(guò)設(shè)備的更新和設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,從而為電網(wǎng)用戶和居民提供穩(wěn)定充足的電量供應(yīng)。本文討論對(duì)于10 kV配電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的具體思路,并探討其中的節(jié)能環(huán)保問(wèn)題。

        10 kV;配電網(wǎng);設(shè)計(jì);節(jié)能;電量

        隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展,國(guó)家的電網(wǎng)覆蓋面積大幅提升,但是在如此龐大的電網(wǎng)覆蓋情況下,需要有配套的電力供應(yīng)系統(tǒng)為其提供動(dòng)力,能夠高效率的利用現(xiàn)有的自然資源來(lái)提供電力供應(yīng),并通過(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)提高供應(yīng)效率就成為電網(wǎng)設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。

        1 現(xiàn)階段配電網(wǎng)設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的重要影響意義

        由于我國(guó)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)規(guī)模較大,其中的遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)主要是以35 kV輸電系統(tǒng)為主,與電力系統(tǒng)用戶相連的配電系統(tǒng)則選用10 kV輸電線。因此相對(duì)來(lái)講10 kV配電線路所覆蓋的區(qū)域更大,整體使用的線長(zhǎng)也更多。然而供電設(shè)備和線路中不可避免產(chǎn)生一定的損耗,如何能夠?qū)?0 kV配電系統(tǒng)上的損耗做得更低,是10 kV配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一個(gè)節(jié)能點(diǎn),有助于緩解現(xiàn)有的供電進(jìn)展情況,也能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在長(zhǎng)遠(yuǎn)的電網(wǎng)發(fā)展中,使用有效的節(jié)能手段來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的節(jié)能供電是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

        2 10 kV配電網(wǎng)能耗產(chǎn)生原因和評(píng)估方法

        2.110 kV配電網(wǎng)能耗產(chǎn)生原因

        實(shí)際上10 kV配電網(wǎng)能耗產(chǎn)生主要分為兩個(gè)部分,一部分是配電變壓器處產(chǎn)生的能耗,另一部分就是線路上產(chǎn)生的能耗。對(duì)于配電變壓器處產(chǎn)生的能耗主要是由于變壓器的變壓過(guò)程中出現(xiàn)的能耗,尤其是電力系統(tǒng)中變壓器經(jīng)常需要進(jìn)行多次變壓,整個(gè)10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中存在大量的配電變壓器,這些配電變壓器產(chǎn)生的總能耗較大,根據(jù)數(shù)據(jù)顯示10 kV的配電變壓器能耗占10 kV配電網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)最大的能耗產(chǎn)出部分。線路上的損耗雖然只占不到整個(gè)10 kV配電網(wǎng)絡(luò)損耗的1/5,但是對(duì)于供電量巨大的配電網(wǎng)來(lái)講也是一個(gè)龐大的數(shù)字。當(dāng)供電過(guò)程中電流經(jīng)過(guò)不同的線路設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的電能損失時(shí)線路損耗的一種,還有一種線路損耗是由于供電企業(yè)在管理經(jīng)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)的一些電能損失,可能是由于調(diào)度的問(wèn)題,當(dāng)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(wǎng)能耗的評(píng)估方法

        為了能夠準(zhǔn)確評(píng)估10 kV配電網(wǎng)的能耗,可以依據(jù)理論線損和網(wǎng)損的計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn),其中理論線損計(jì)算方法又可以被詳細(xì)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(jì)算中容易與實(shí)際的負(fù)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(wǎng)損計(jì)算方法則分為均方根電流法和節(jié)點(diǎn)等值功率法。均方根電流法雖然理論簡(jiǎn)單操作性強(qiáng),但是其精度較低,使用范圍具有較大的局限。而節(jié)點(diǎn)等值功率法則能夠廣泛適用于我國(guó)的供電網(wǎng)絡(luò),但是計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜,計(jì)算結(jié)果的精度也很難保證,對(duì)于計(jì)算效率來(lái)講尚有需要改進(jìn)的問(wèn)題。

        3 10 kV配電網(wǎng)的節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐

        首先是針對(duì)配電網(wǎng)的線路設(shè)計(jì)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。根據(jù)前文對(duì)配電網(wǎng)中能耗原因的分析,如果在電網(wǎng)設(shè)計(jì)中實(shí)踐節(jié)能理念就必須考慮線路的能耗問(wèn)題,并通過(guò)適當(dāng)選取節(jié)能設(shè)備和設(shè)計(jì)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        第一步在選擇供電半徑的參數(shù)上進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)。為了能夠提高電網(wǎng)的電力供應(yīng)能力和電壓的穩(wěn)定性,減少供電線路上的能耗,應(yīng)該選擇合理的供電半徑。第二步在整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)中線路和配件的選擇應(yīng)該有所依據(jù)。選擇10 kV的配電線路應(yīng)該根據(jù)線纜的截面進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取,為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果,應(yīng)該在線纜截面的選擇上大于標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)等級(jí),如果沒(méi)有特殊要求時(shí),應(yīng)該在定量的輸送負(fù)載下,結(jié)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(shí)利用好架空絕緣導(dǎo)線。在配電網(wǎng)的線路設(shè)計(jì)上經(jīng)常使用架空絕緣導(dǎo)線,其主要的原因是架空絕緣導(dǎo)線具有特殊的優(yōu)勢(shì)。它能夠增強(qiáng)供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性,能夠減少合桿線路作業(yè)的現(xiàn)象以及大量維修的投入,可以提高線路的有效使用時(shí)間,從經(jīng)濟(jì)效益上予以提升。通過(guò)架空絕緣導(dǎo)線可以優(yōu)化現(xiàn)有的線路桿塔結(jié)構(gòu),沿著墻壁鋪設(shè)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(xiàn)損壞。

        其次是根據(jù)產(chǎn)生10 kV配電網(wǎng)能耗的另一個(gè)原因就是變壓器上的能耗,那么進(jìn)行供電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)必須有所改進(jìn)。

        具體可以選擇節(jié)能型變壓器,因?yàn)樽儔浩鞯哪芎恼嫉搅苏麄€(gè)供電輸送過(guò)程的4/5,這樣巨大的能耗需要通過(guò)有效的方式來(lái)降低。其三是采用高科技的非晶合金配電網(wǎng)變壓器產(chǎn)品來(lái)推動(dòng)節(jié)能應(yīng)用。

        節(jié)能型變壓器在實(shí)際的市場(chǎng)應(yīng)用中獲得了良好的評(píng)價(jià),尤其是10 kV網(wǎng)絡(luò)中常用的中小型變壓器將更加具有實(shí)踐的空間和節(jié)能的潛力。另外在設(shè)計(jì)變壓器連接組別時(shí)也應(yīng)該基于節(jié)能理念?,F(xiàn)行的中低壓變壓器連接設(shè)計(jì)時(shí)多數(shù)是用三相變壓器連接組別,如Y.yn0和D.ynl1。

        作為現(xiàn)代化科技進(jìn)步的產(chǎn)物非晶合金變壓器成為配電網(wǎng)絡(luò)的新選擇,依賴于新型導(dǎo)磁材料——非晶合金制作鐵芯的變壓器具有十分強(qiáng)大的磁性、機(jī)械性能和抗腐蝕性能,在工業(yè)制造中能夠以十分簡(jiǎn)單的工藝實(shí)現(xiàn),降低了生產(chǎn)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(qiáng)的節(jié)能效果。這種鐵芯在使用中能夠具有更長(zhǎng)的使用壽命,能量損耗較小,可以成為配電網(wǎng)的節(jié)能設(shè)計(jì)最優(yōu)選擇。現(xiàn)階段的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)用中使用非晶合金變壓器后都能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效率的提升。

        最后是在配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中選用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。無(wú)功補(bǔ)償是通過(guò)改變并提升功率因數(shù)而達(dá)到無(wú)功就地平衡的效果,這樣就能夠減少在使用過(guò)程中無(wú)謂的功率浪費(fèi),也是當(dāng)前能夠應(yīng)用在配電網(wǎng)中的一種有效技術(shù)。通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的中低壓配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償,可以減少由于功率波動(dòng)帶來(lái)的功率損耗。還有一種就地平衡補(bǔ)嘗的方法,能夠針對(duì)高壓線路反送無(wú)功電能的現(xiàn)象進(jìn)行降能耗,達(dá)到節(jié)能的目的。單獨(dú)就地補(bǔ)嘗的具體定義是就地補(bǔ)償運(yùn)行頻率較高,且負(fù)荷未定性能較好,設(shè)備定額功率較大的用電設(shè)備。通過(guò)有效的補(bǔ)償裝置來(lái)達(dá)到節(jié)能效果。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)也是一種節(jié)能技術(shù),繼電保護(hù)可以在較短的動(dòng)作時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)繼電保護(hù),對(duì)于達(dá)到限定電流的線路進(jìn)行保護(hù),達(dá)到節(jié)能功效。

        4 結(jié)論

        通過(guò)本文上述分析可以看出,現(xiàn)有的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)需要通過(guò)有效合理的設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能效果,從而推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展,基于對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)能耗原因的分析,可以針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)線路和變壓器的選擇進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),并利用現(xiàn)代化技術(shù)和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì),更好的為社會(huì)提供穩(wěn)定充足的電力能源。

        [1] 曾俊然. 10 kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)探究. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用[J], 2014(27):149~149.

        [2] 黃友. 10 kV配電網(wǎng)的 合 理 設(shè) 計(jì) 探 討.硅 谷[J], 2014(20):167~167.

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        TM73

        A

        1671-0711(2016)09(上)-0139-02

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