李敏霞+楊警衛(wèi)+李云霞

摘 要：從電壓額度上來(lái)說(shuō)，10 kV配電網(wǎng)屬于中額電壓傳輸，而且10 kV電壓通常與用戶直接鏈接，因此10 kV配電網(wǎng)的規(guī)劃直接決定了居民生活、企業(yè)生產(chǎn)的用電質(zhì)量。盡管近年來(lái)我國(guó)一直致力于配電網(wǎng)的優(yōu)化配置，但是很多問(wèn)題仍然沒(méi)有得到解決，該文從提高居民生活用電效率、保證用電質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)10 kV配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)及節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行分析。首先表明我國(guó)配電網(wǎng)規(guī)劃中存在的現(xiàn)狀，之后提出有效的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：10 kV 配電網(wǎng) 設(shè)計(jì) 節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0034-02

我國(guó)人口基數(shù)較大，能源消耗問(wèn)題日益突出，電能目前成為社會(huì)使用第一大能源，居民生活、企業(yè)生產(chǎn)、通訊、交通等都離不開(kāi)電能的支持，因此，保證電能供給對(duì)社會(huì)的繁榮穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的意義，但是隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電能需求量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的資料顯示：2016年1～11月份我國(guó)用電總量達(dá)到了5 072億kWh，同比增長(zhǎng)了7%，用電量增加給電能生產(chǎn)、配送帶來(lái)很大影響，加之部分地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃并不完善，電能浪費(fèi)現(xiàn)象十分突出，嚴(yán)重阻礙了居民生活與企業(yè)生產(chǎn)，提高配電網(wǎng)規(guī)劃，降低電能供應(yīng)損耗已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 10 kV配電網(wǎng)的概念

1.1 10 kV配電網(wǎng)規(guī)劃的概念

電能損耗與傳輸電壓有了密切的聯(lián)系，在傳輸導(dǎo)線規(guī)格相同的情況下，電壓越高，傳輸損耗越低，為了減少電能在傳輸過(guò)程中的損耗，都采用高壓傳輸。根據(jù)配電網(wǎng)電壓等級(jí)來(lái)劃分可分為：（1）低壓配電網(wǎng)其電壓區(qū)間在220～280 V；（2）中壓配電網(wǎng)其區(qū)間在6～10 kV；（3）高壓配電網(wǎng)其電壓區(qū)間在35～110 kV；（4）超高額配電網(wǎng)其區(qū)間在220～500 kV。在配電網(wǎng)規(guī)劃中都會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厝丝?、企業(yè)等要素進(jìn)行考量，之后確定出配電網(wǎng)規(guī)劃的方案，10 kV屬于中壓配電網(wǎng)，在整個(gè)電力系統(tǒng)中主要起到承上啟下的作用，它是高壓配電網(wǎng)與低壓配電之間聯(lián)系的緩沖紐帶。

1.2 10 kV配電網(wǎng)的特征

10 kV配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)建設(shè)中重要的組成部分，其特征主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）適應(yīng)性較強(qiáng)。農(nóng)村居住人口較少，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)薄弱，企業(yè)數(shù)量也相比較少，因此，在用電量方面農(nóng)村遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城市，但是農(nóng)村地處偏僻，配電網(wǎng)規(guī)劃需要長(zhǎng)距離跨越，如果采用低額配電網(wǎng)進(jìn)行傳輸，經(jīng)過(guò)消耗傳輸居民用戶時(shí)很有可能出現(xiàn)電壓過(guò)低的現(xiàn)象，10 kV配電網(wǎng)建設(shè)施工技術(shù)與使用成本相對(duì)適中非常適應(yīng)于偏遠(yuǎn)農(nóng)村。城市人口與企業(yè)數(shù)量相對(duì)較多，但是城市居住過(guò)于密集，采用高壓配電網(wǎng)時(shí)很容易造成安全事故，而且高額電壓會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大電磁場(chǎng)，容易產(chǎn)生輻射給周?chē)用裨斐山】惦[患，如果采用低額配電網(wǎng)則不能滿足社會(huì)用電需求。由此可見(jiàn)，無(wú)論是農(nóng)村還是城市10 kV配電網(wǎng)都非常適用。（2）電能損耗較大。由于10 kV配電網(wǎng)適用范圍的廣泛性，因此，10 kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模承建出逐年遞增的趨勢(shì)，盡管近年來(lái)自動(dòng)化、智能化的設(shè)備逐漸應(yīng)用到配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃之中，但是由于10 kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模較大，很多10 kV配電網(wǎng)缺乏完善的管理，導(dǎo)線、設(shè)備老化情況十分嚴(yán)重，因此，10 kV電能損耗問(wèn)題日益突出，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局出具的資料顯示：2016年10 kV配電網(wǎng)電能損耗占整個(gè)電力系統(tǒng)的70%。

2 10 kV配電網(wǎng)電能損耗的原因

2.1 設(shè)計(jì)方案不夠完善

設(shè)計(jì)方案不完善很可能導(dǎo)致配電網(wǎng)損耗過(guò)大，具體內(nèi)容如下：（1）對(duì)服務(wù)范圍缺乏考察?！妒晃寰V要建議》中明確指出要加大農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)、民生設(shè)施建設(shè)的投入力度，幫助農(nóng)村早日實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)，電力系統(tǒng)是民生建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，但是在建設(shè)過(guò)程中對(duì)配電網(wǎng)服務(wù)范圍缺乏考察，農(nóng)村相對(duì)偏遠(yuǎn)，在電能的傳輸?shù)倪^(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)空載運(yùn)行的情況，造成電能的無(wú)形損耗。（2）導(dǎo)線橫截面大。導(dǎo)線是電能傳輸?shù)闹饕d體，根據(jù)物理屬性的不同，導(dǎo)線自身的電阻性質(zhì)大小也存在差異，銀的電阻值最小，但是由于價(jià)格昂貴，使用較少。因此，選擇鋁、銅、鋁包銅的材料作為導(dǎo)線。相同金屬材料，電能損耗與導(dǎo)線橫截面積成正比關(guān)系，即導(dǎo)線橫截面積越大電能損耗越大，反之則越小。但是由于配電網(wǎng)在距離上有一定的寬度，如果一味地追求低損耗，很容易導(dǎo)致配線網(wǎng)斷裂。因此，出于安全問(wèn)題考慮，在建設(shè)配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中導(dǎo)線橫截面積都要比理論值大一點(diǎn)。而橫截面積大，導(dǎo)線電阻就越大，因此，導(dǎo)線電能損耗也就越多。

2.2 缺乏完善的管理機(jī)制

很多配電網(wǎng)損耗較大時(shí)由于缺乏管理導(dǎo)致的，具體內(nèi)容如下：（1）配電電網(wǎng)設(shè)備老化。10 kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模在電力系統(tǒng)中占據(jù)很大的比重。隨著使用時(shí)間的不斷推移，配電網(wǎng)中的設(shè)備逐漸老化。與新設(shè)備相比，老化設(shè)備所產(chǎn)生的電能損耗會(huì)更大，一些政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，而更換老化的供電設(shè)備需要投入大量的財(cái)力、物力，面對(duì)高昂的費(fèi)用一些政府無(wú)力支付。（2）工作人員工作態(tài)度不負(fù)責(zé)。配電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開(kāi)工作人員的管理。但是在很多工作人員缺乏責(zé)任性，對(duì)配電網(wǎng)中漏電的情況不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。此外，一些用戶投機(jī)取巧，私拉電線的情況十分嚴(yán)重。不僅損害電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益，還帶來(lái)相應(yīng)的安全隱患。

2.3 配電網(wǎng)智能化程度較低

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更智能化的設(shè)備被應(yīng)用到配電網(wǎng)建設(shè)之中。以智能變電站為例，智能變電站可以提高變壓器運(yùn)行效率，如果設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，智能變電站可以第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警，在電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，智能變電站消耗的電能也更少。很多10 kV配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)周期較長(zhǎng)，在建設(shè)過(guò)程中并沒(méi)有采用智能變電站，同時(shí)，更換智能變電站需要投入大量的資金以及較長(zhǎng)的建設(shè)周期，因此，智能化變電站在10 kV配電網(wǎng)中的比例較低。與智能化設(shè)備相比傳統(tǒng)的設(shè)備管理難度較大，電能損耗較多。

3 10 kV配電網(wǎng)節(jié)能措施

3.1 完善變壓器建設(shè)

變壓器是電力系統(tǒng)中控制電壓的重要設(shè)備，而在10 kV等級(jí)的變壓器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。10 kV電壓等級(jí)變壓器的使用量比較大，而且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，10 kV的變壓器具有重要的節(jié)能作用。在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)中需要選擇低損耗的節(jié)能型變壓器，對(duì)于高層、地下建筑以及化工企業(yè)等電能消耗比較大的場(chǎng)所需要采用低損耗的節(jié)能型干式電力變壓器。對(duì)于電網(wǎng)電壓波動(dòng)比較大的地方，采用含有載調(diào)壓的電力變壓器，可以有效改善電能效能。選擇高效節(jié)能的配電變壓器可以降低變壓器的運(yùn)行成本，成為提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。大部分的地方為三級(jí)負(fù)荷，應(yīng)該裝設(shè)一臺(tái)變壓器；一些企業(yè)的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷占用的比用比較大，需要裝設(shè)兩臺(tái)變壓器；在煤礦等特殊場(chǎng)合需要采用多臺(tái)小容量的變壓器進(jìn)行供電。變壓器負(fù)載功率會(huì)影響到變壓器的效率，導(dǎo)致變壓器的損耗增加，用電設(shè)備在消除有力有功功率的同時(shí)消耗不力的無(wú)功功率的這樣可能會(huì)造成電網(wǎng)功率因數(shù)的惡化。

3.2 強(qiáng)化配電網(wǎng)管理

強(qiáng)化配電網(wǎng)管理同樣是保證配電網(wǎng)節(jié)能性的重要方式，具體內(nèi)容如下：（1）強(qiáng)化配電網(wǎng)設(shè)備管理。首先要定期對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行維修檢查，一旦發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線、配電設(shè)備老化、破損情況要進(jìn)行及時(shí)更換，這樣可以減少因設(shè)備老舊而帶來(lái)的供電損耗。（2）強(qiáng)化工作人員管理。為了保證配電網(wǎng)管理的正常運(yùn)行，必須要制定統(tǒng)一的工作管理規(guī)范，明確每個(gè)工作人員的工作內(nèi)容與要求，并且針對(duì)工作人員，要制定獎(jiǎng)懲機(jī)制，這樣可以提高工作熱情。

3.3 采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

在10 kV配電網(wǎng)的運(yùn)行中引進(jìn)合適的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，可以抑制對(duì)諧波的污染和影響，降低有功功率的損耗，這樣可以提高配電網(wǎng)的運(yùn)行水平，提高電能的質(zhì)量，能夠體現(xiàn)出10 kV配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也是配電網(wǎng)節(jié)能的重要措施。在10 kV配電網(wǎng)節(jié)能的設(shè)計(jì)中，如果配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)對(duì)象為電容量比較大，負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定的用電設(shè)備，而且需要注意投入使用的經(jīng)濟(jì)性，例如：高頻爐、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等，這樣需要采用單獨(dú)設(shè)備旁安裝補(bǔ)償設(shè)備，從而可以改善補(bǔ)償效果。最佳的補(bǔ)償方式為就地補(bǔ)償，這種方法是在0.4 kV的母線側(cè)安并聯(lián)的電容器，而且需要設(shè)置補(bǔ)償柜和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備，這樣處于低壓端的用戶可以根據(jù)變化的無(wú)功負(fù)荷對(duì)補(bǔ)償容器進(jìn)行自動(dòng)的投切，這樣線路的無(wú)功電流可以保持在最小狀態(tài)，也無(wú)需為高壓電路進(jìn)行無(wú)功功率的返送，這樣可以降低有功功率的損耗。

參考文獻(xiàn)

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