王方權(quán) 謝杰君

（貴州沅豐恒工程有限公司 550001）

10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問題研究

王方權(quán) 謝杰君

（貴州沅豐恒工程有限公司 550001）

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力行業(yè)也在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。然而10kV配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的無功損耗比較大，因此電力工程建設(shè)中所面對(duì)的一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問題，就是如何實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)的有效節(jié)能。常用的節(jié)能措施是減少變壓器的消耗，通過對(duì)變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化、采用無功補(bǔ)償、推廣節(jié)能變壓器等方式來實(shí)現(xiàn)。本文分析了電力工程建設(shè)中的10kV配電設(shè)計(jì)節(jié)能問題，并針對(duì)10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施進(jìn)行了探討。

10kV配電網(wǎng)；設(shè)計(jì)；節(jié)能問題；研究

1 10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及節(jié)能問題分析

1.1 10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

在進(jìn)行10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要進(jìn)行的便是對(duì)于供電區(qū)域的電力負(fù)荷進(jìn)行測(cè)定，通過供電歷史數(shù)據(jù)以及日常用電情況推算出區(qū)域的電力負(fù)荷，從而確定用電量，在這樣的基礎(chǔ)上來進(jìn)行10kV配電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)的電網(wǎng)能夠充分的滿足當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的需求。

在進(jìn)行10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)一定要重視技術(shù)方案的設(shè)計(jì)，確保配電網(wǎng)的性能足夠優(yōu)越，最大程度上避免停電事故的發(fā)生。并且在進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，還應(yīng)當(dāng)充分的考慮后期供電系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)推廣10kV環(huán)網(wǎng)接線，并且注意防止電磁環(huán)網(wǎng)。

縮短檢修、線路施工以及發(fā)生事故時(shí)的停電范圍，在保證環(huán)網(wǎng)和線路正常運(yùn)行電流的前提下，在每回10kV線路設(shè)置合理的分段開關(guān)，控制每一段的用戶數(shù)量，使其保持在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。10kV架空線路一般以中性點(diǎn)不接地方式來運(yùn)行，因?yàn)?0kV配電網(wǎng)在單相接地故障時(shí)，要考慮繼電保護(hù)裝置、絕緣配合、人身安全及提高供電可靠性的有效措施。

1.2 10kV配電網(wǎng)存在問題分析

10kV配電網(wǎng)是在電網(wǎng)系統(tǒng)中能夠直接地面向用戶而進(jìn)行一種相對(duì)比較可靠的輸電系統(tǒng)，不僅可以保證輸電工作的安全性和穩(wěn)定性，還可以有效的提升我國(guó)電力企業(yè)的效益。但是隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)電氣現(xiàn)代化的不斷深入，10kV配電網(wǎng)很難滿足現(xiàn)如今用戶的電力需求。通過分析，目前10kV配電網(wǎng)電力工程主要存在以下幾個(gè)方面問題：①目前很多的10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)都十分的復(fù)雜，并且在進(jìn)行配電網(wǎng)連接時(shí)很多的線路在設(shè)計(jì)時(shí)都是專線設(shè)計(jì)，也就是一條線路上往往只會(huì)連接一個(gè)用戶，并且在設(shè)計(jì)時(shí)呈現(xiàn)出放射狀的設(shè)計(jì)，這樣就意味著很多的用戶都是依靠一根相同的主線來連接的。②目前，我國(guó)10kV配電網(wǎng)有著很明顯的季節(jié)特點(diǎn)，也就是在不同的季節(jié)下會(huì)有不同的負(fù)荷變化。這樣一來因?yàn)榫€路中的配電變壓器平均功耗不高，并且線路中的供電半徑比較長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致線路中的損耗很大，使得配電網(wǎng)功耗過大。③在10kV配電網(wǎng)中北過電壓是一種極為常見的情況，過電壓的產(chǎn)生一定程度上會(huì)對(duì)于線路產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，破壞線路，導(dǎo)致設(shè)備的損壞，尤其是在一些環(huán)境比較差的環(huán)境中，這樣的環(huán)境下極易產(chǎn)生過電壓。

2 10kV配電設(shè)計(jì)中節(jié)能措施

在我國(guó)電力系統(tǒng)中10kV配電網(wǎng)的電能消耗一直都是較高的，因此就10kV配電網(wǎng)中的節(jié)能措施作如下討論：

2.1 配電網(wǎng)節(jié)能措施

2.1.1 線路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

針對(duì)當(dāng)前個(gè)別部分地區(qū)10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的情況，解決措施包括：

（1）在用電負(fù)荷的中心設(shè)置供電電源，電路呈輻射狀設(shè)計(jì)；

（2）電流通過電路就會(huì)產(chǎn)生損耗，供電線路越長(zhǎng)就會(huì)造成越大的損耗，因此供電區(qū)域的電路設(shè)置應(yīng)該按照該地區(qū)的及時(shí)用電量進(jìn)行設(shè)置。

2.1.2 線路截面的選擇

電路截面與線路損耗成反比，既電路截面大，則線路電阻小，損耗減小。因此，電路截面的選擇應(yīng)該根據(jù)用電地區(qū)的具體用電量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行科學(xué)的選擇。

2.2 利用自動(dòng)調(diào)諧原理的接地補(bǔ)償裝置

對(duì)于配網(wǎng)設(shè)計(jì)中常見的過電壓?jiǎn)栴}，一般而言可以通過設(shè)置自動(dòng)協(xié)調(diào)的接地補(bǔ)償裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)于過電壓的處理，在設(shè)置安裝了接地補(bǔ)償裝置以后裝置能夠有效的來調(diào)節(jié)線路中的電壓，實(shí)現(xiàn)電壓的協(xié)調(diào)。接地補(bǔ)償裝置一般而言分為六個(gè)部分，在這其中系統(tǒng)中的消弧線圈主要的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)于開關(guān)負(fù)載的調(diào)節(jié)與遠(yuǎn)程控制，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)其能夠根據(jù)電網(wǎng)中相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的變化來對(duì)于線路進(jìn)行及時(shí)的而調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電網(wǎng)的控制。

2.3 加強(qiáng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及做好定期的維護(hù)工作

在進(jìn)行配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)改變?cè)械姆派涫金伨€結(jié)構(gòu)，根據(jù)所在區(qū)域的具體情況采取合適的設(shè)計(jì)，如果所處區(qū)域線路較長(zhǎng)、用戶數(shù)量較少，則可以選擇比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案來滿足用戶的用電需求，降低線路的損耗，減少線路故障發(fā)生的概率。此外相關(guān)的工作人員應(yīng)當(dāng)做好定期的線路維護(hù)與檢查工作，確保線路的運(yùn)行穩(wěn)定。

2.4 綜合節(jié)能措施

2.4.1 變壓器的選擇

（1）傳統(tǒng)的變壓器設(shè)備因?yàn)樵谥圃鞎r(shí)技術(shù)較為落后，因此相對(duì)于如今的變壓器設(shè)備而言，其無論是在材料上、功能上、科技含量上均存在較大的差距，尤其是能耗方面的差距。因此10kV配電網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)建設(shè)地區(qū)的實(shí)際情況選擇新型的節(jié)能變壓器，比如，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的地區(qū)，應(yīng)用相對(duì)廣泛的SH型非晶合金變壓器，其節(jié)能效果遠(yuǎn)比傳統(tǒng)變壓器的節(jié)能效果明顯的多。

（2）變壓器運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)荷能夠直接影響到配電網(wǎng)的損耗，因此變壓器的數(shù)量以及容量的選擇要更加的科學(xué)合理。比如，人口稠密的地區(qū)用電量大，在這些地區(qū)應(yīng)該多設(shè)置一些容量較大的變壓器，而用電量相對(duì)較小的地區(qū)則可以將變壓器的數(shù)量減少一些，相應(yīng)的也要減小變壓器的容量。

2.4.2 三相負(fù)荷的平衡

在降低10kV配電網(wǎng)的能耗時(shí)，將三相負(fù)荷合理平衡也是一種非常有效的手段。按照以往的情況來說，將三相負(fù)荷合理平衡的難度相對(duì)較大，利用簡(jiǎn)單的措施調(diào)節(jié)三相負(fù)荷的平衡，最后呈現(xiàn)的減輕損耗的效果不明顯。這一項(xiàng)工作應(yīng)該結(jié)合用電區(qū)10kV配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷情況和配電的運(yùn)行規(guī)律來調(diào)整三相負(fù)荷，使其達(dá)到平衡的狀態(tài)。

2.5 配電網(wǎng)工作人員方面的節(jié)能措施

2.5.1 加大計(jì)量工作力度

配電網(wǎng)的電能計(jì)量工作和配電網(wǎng)的損耗之間具有密切的關(guān)聯(lián)，電能計(jì)量工作中的計(jì)量數(shù)據(jù)失真，就會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)的真實(shí)能耗顯示不夠準(zhǔn)確，因此加大計(jì)量工作的管理力度，保證電能的計(jì)量方法的科學(xué)性，計(jì)量設(shè)備的先進(jìn)性，以此為準(zhǔn)確的、真實(shí)的配電網(wǎng)能耗數(shù)據(jù)提供保障。

2.5.2 維護(hù)配電網(wǎng)

配電網(wǎng)的相關(guān)管理人員、技術(shù)人員應(yīng)該明確自己的責(zé)任，加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)的培養(yǎng)，對(duì)10kV配電網(wǎng)要進(jìn)行定期檢查和維修工作。在發(fā)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)的設(shè)置中、運(yùn)行中出現(xiàn)加大其能耗的問題，應(yīng)及時(shí)上報(bào)并采取有效措施進(jìn)行解決，還要加強(qiáng)巡查工作，避免出現(xiàn)有不法分子偷電的情況。

2.6 采用無功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

保證降低配電網(wǎng)電能消耗的關(guān)鍵點(diǎn)就是，提升功率因數(shù)以及實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，以上兩點(diǎn)的完全實(shí)現(xiàn)會(huì)為10kV配電網(wǎng)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益，通過無功補(bǔ)償是有效降低配電網(wǎng)能耗的重要途徑。在中低壓的配電系統(tǒng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償，能夠使諧波產(chǎn)生的污染和影響得到有效的抑制，降低因?yàn)殡娏鞯臒o功流動(dòng)帶來的配電網(wǎng)能耗，以此提升高壓電的質(zhì)量以及電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。

2.6.1 就地平衡補(bǔ)償

就地平衡補(bǔ)償一般有兩種方式：

（1）在0.4kV的母線側(cè)方安裝并聯(lián)電容器，設(shè)置電容補(bǔ)償柜，并安裝相關(guān)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置，使用戶低壓端的無功補(bǔ)償裝置能夠依據(jù)用戶的無功負(fù)荷變換而自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容裝置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，該方法不僅不需要向配電網(wǎng)中的高壓線路返送無功電能，還能將無功電流降至最小，有效減小有功功率的損耗；

（2）在10kV的母線側(cè)方安裝并聯(lián)電容器，這種方法是以補(bǔ)償10kV配電網(wǎng)中線路自身以及相應(yīng)的配電變壓器產(chǎn)生的無功損耗為主，以此達(dá)到降低能耗的目的，并且還能提升電網(wǎng)線路的末端電壓。無功補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)該根據(jù)其負(fù)荷的性質(zhì)、變壓器的容量以及功率因數(shù)相結(jié)合進(jìn)行計(jì)算。

一些企業(yè)中備有三相用電設(shè)備，因此可以采用三相電容的自動(dòng)補(bǔ)償措施。民用建筑中一般使用的是單向負(fù)荷，照明用電、電器用電的負(fù)荷變化具有相當(dāng)大的隨機(jī)性，從而導(dǎo)致三相負(fù)荷出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，在調(diào)節(jié)補(bǔ)償無功功率中的采樣信號(hào)中任意選取收三相中的一組，都會(huì)造成未被選取的兩相出現(xiàn)過度補(bǔ)償或者是欠缺補(bǔ)償?shù)那闆r，嚴(yán)重危害到配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此三相不平衡狀態(tài)需要利用分相電容補(bǔ)償?shù)拇胧┻M(jìn)行補(bǔ)償。

2.6.2 單獨(dú)就地補(bǔ)償

該補(bǔ)償方式更加適用那些經(jīng)常投入運(yùn)行，并且負(fù)荷量穩(wěn)定，電能容量比較大的大型用電設(shè)備中。比如，大型的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、高頻爐等用電設(shè)備，使用時(shí)需要在該設(shè)備意義單獨(dú)安裝一個(gè)就地補(bǔ)償裝置，保證達(dá)到最好的補(bǔ)償效果，降低配電網(wǎng)的能耗。

3 結(jié)語

10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)節(jié)能措施的應(yīng)用是一項(xiàng)非常重要的工作，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能措施能夠有效的降低配電網(wǎng)的能耗，這樣不僅會(huì)為供電企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)提升其對(duì)社會(huì)的服務(wù)質(zhì)量。有效減少10kV配電網(wǎng)的能耗不僅能夠節(jié)約電能資源，增加供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能提升供電的質(zhì)量，保證用戶用電的安全可靠，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的良好發(fā)展。

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TM73

A

1004-7344（2016）26-0085-02

2016-9-3

王方權(quán)（1983-），布依族，貴州興義人，電力技術(shù)工程師，大學(xué)本科，主要從事配電網(wǎng)設(shè)計(jì)工作。