10kV配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施探討

宋軍光

【摘 要】 在分析了10kV配電網(wǎng)節(jié)能降耗的必要性后，從加強(qiáng)配電網(wǎng)電源點(diǎn)改造力度、合理調(diào)整變配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行電壓、優(yōu)選節(jié)能經(jīng)濟(jì)配電變壓器等方面，對(duì)10kV配電網(wǎng)的節(jié)能降損技術(shù)措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。

【關(guān)鍵詞】 10kV配電網(wǎng) 升級(jí)改造 節(jié)能降損

線損率一直是供電公司評(píng)估、考核、經(jīng)營的重要技術(shù)指標(biāo)，目前，我國農(nóng)村和城市配電網(wǎng)由于受當(dāng)時(shí)建設(shè)技術(shù)水平和綜合投資資金影響，其線損率依然較高，節(jié)能降耗潛力非常大。如：對(duì)于一個(gè)年供電總量大約20億kWh的中型供配電系統(tǒng)而言，如果采取合理有效的技術(shù)和管理措施，使其線損率從10%降低到8%，則一年運(yùn)營大約可以節(jié)省4000萬kWh的電能。因此，結(jié)合配電網(wǎng)供電電源、變配電設(shè)備、負(fù)荷等級(jí)、運(yùn)行和管理措施制度的實(shí)際情況，兼顧區(qū)域用電負(fù)荷的發(fā)展趨勢，有針對(duì)性、有計(jì)劃性的進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，確保配電網(wǎng)安全可靠、高效節(jié)能的運(yùn)營發(fā)展，就顯得非常有工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。

1 加強(qiáng)配電網(wǎng)電源點(diǎn)改造力度

由于城市和農(nóng)村配電網(wǎng)用電負(fù)荷等級(jí)、容量較復(fù)雜，以及分布較散亂，整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)隨著負(fù)荷種類和容量的增加而變得更加復(fù)雜。為確保配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)供電區(qū)域的供電質(zhì)量，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷容量及等級(jí)水平，按照四周輻射、就近供電原則合理進(jìn)行電源點(diǎn)選擇和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，盡量將配電變壓器布設(shè)在區(qū)域用電負(fù)荷中心位置。改造配電網(wǎng)已有電源點(diǎn)的綜合自動(dòng)化水平，提高其電能的變配電能力，減小變電、輸電、配電等環(huán)節(jié)中的電能損耗。重點(diǎn)對(duì)10kV終端變配電臺(tái)區(qū)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，并有計(jì)劃的對(duì)部分較老及供電能力薄弱的35kV變電站進(jìn)行技術(shù)升壓改造。對(duì)于負(fù)載率較高、增長趨勢較明顯的變配電臺(tái)區(qū)，應(yīng)考慮新增主變進(jìn)行供電能力擴(kuò)容處理。應(yīng)盡量縮短變配電臺(tái)區(qū)的供電半徑，合理進(jìn)行電源點(diǎn)布設(shè)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)“近電遠(yuǎn)供”、“迂回供電”等不利現(xiàn)象。建議10kV配電線路其經(jīng)濟(jì)供電半徑應(yīng)控制在15km為宜，而0.4kV低壓配電線路其經(jīng)濟(jì)供電半徑應(yīng)控制在500m以內(nèi)為宜。

2 合理調(diào)整變配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行電壓

線路、變壓器、電氣設(shè)備等電網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，其有功損耗與電壓的平方理論成正比例關(guān)系，合理調(diào)整變配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行電壓可以達(dá)到較好的降損節(jié)電效果。通過S11、S13等調(diào)壓變壓器改造10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)中現(xiàn)有的S7、S9等不能進(jìn)行調(diào)壓的變壓器，即合理調(diào)整10kV配電變壓器調(diào)壓分接頭、結(jié)合運(yùn)行情況合理在母線上投切無功補(bǔ)償電容器等技術(shù)手段，確保10kV配電網(wǎng)具有穩(wěn)定的供電電壓水平，提高供電電能質(zhì)量。從理論分析可知，對(duì)于同容量的電能而言，如果采用較高電壓進(jìn)行輸配，其損耗要比較低電壓低，也就是高壓輸電節(jié)能效果較高。對(duì)于10kV農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)而言，由于其負(fù)荷波動(dòng)較大，日晝供需矛盾突出，按照允許波動(dòng)范圍士7%的技術(shù)指標(biāo)要求，其運(yùn)行上限電壓可以高到10.7kV，而其下限電壓則可以低到9.3kV，如果此時(shí)采用上限電壓進(jìn)行輸電其線損相比用下限低壓進(jìn)行輸電要少24%左右。因此，對(duì)于10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)而言，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷波動(dòng)特性，采取合理調(diào)壓手段調(diào)整供電運(yùn)行電壓，其所獲得的節(jié)電效果十分明顯。SVR自動(dòng)調(diào)壓器是10kV配電網(wǎng)變配電終端一種較好的自動(dòng)調(diào)壓設(shè)備，它可以自動(dòng)追蹤變配電臺(tái)區(qū)輸入、輸出電壓的變化，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果合理操控變壓器調(diào)壓接頭，實(shí)現(xiàn)在20%范圍內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)輸入電壓的自動(dòng)高效調(diào)節(jié)，確保配電網(wǎng)輸出較穩(wěn)定的電壓。

3 更新改造變壓器類型、優(yōu)選節(jié)能經(jīng)濟(jì)配電變壓器

S11、S13等系列的非晶合金變壓器，其運(yùn)行過程中的節(jié)能效果十分明顯，比老式的S7、S9型硅鋼片配電變壓器的空載損耗大約可以降低80%左右，同時(shí)對(duì)供配電系統(tǒng)的特性沒有特殊的技術(shù)指標(biāo)要求，無論是電力使用高峰還是低谷均可以起到較好的連續(xù)節(jié)能效果，對(duì)長期處于負(fù)荷低谷或季節(jié)性用電高峰的城鎮(zhèn)電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)的節(jié)能降耗非常重要。雖然，S11、S13節(jié)能經(jīng)濟(jì)性變壓器的初始投資要比常規(guī)配電變壓器高出40%，但其良好的節(jié)能效果和超過20年的經(jīng)濟(jì)服役年限，將其替代常規(guī)變壓器，已成為10kV配電網(wǎng)節(jié)能升級(jí)改造的必然。

4 平衡配電網(wǎng)的三相負(fù)荷

三相負(fù)荷存在不平衡，不僅會(huì)影響供電電壓質(zhì)量水平，同時(shí)還會(huì)增加輸電線路的運(yùn)行損耗。對(duì)于10kV配電系統(tǒng)而言，不僅其低壓側(cè)三相負(fù)荷需要合理規(guī)劃平衡，同時(shí)其高壓側(cè)也需要結(jié)合整個(gè)配電網(wǎng)的負(fù)荷特性有針對(duì)性的規(guī)劃平衡。電力變壓器運(yùn)行規(guī)程中明確規(guī)定：10kV配電變壓器其出口處的電流不平衡度應(yīng)控制在10%以下，干線及分支線首端其不平衡度應(yīng)控制在20%以下，中性線的電流應(yīng)控制在額定電流的25%以內(nèi)。合理改善10kV配電網(wǎng)的三相平衡情況，可以達(dá)到較好的節(jié)能降耗效果，首先：定期或不定期相結(jié)合測量三相接線戶的負(fù)載率，實(shí)時(shí)分析三相負(fù)荷是否平衡，如存在不平衡問題，應(yīng)及時(shí)有針對(duì)性的技術(shù)措施予以處理調(diào)整。其次：對(duì)于單相用戶，應(yīng)盡量從同一取電點(diǎn)進(jìn)行A、B、C三個(gè)單相電源的采集，并盡量規(guī)劃三組用戶用電處于均衡條件，以減少中性線電流。再次：合理優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少單相接戶線的總長。如出現(xiàn)供電線路較長時(shí)，應(yīng)采取架設(shè)三相四線制線路在進(jìn)行單相用戶分接線的措施。如終端用戶功率因數(shù)較低時(shí)，應(yīng)采取就地加裝低壓無功補(bǔ)償電容器進(jìn)行就地補(bǔ)償措施。最后：在配電室或大電力用戶配電柜中加裝三相斷相保護(hù)自動(dòng)化裝置，當(dāng)任一導(dǎo)線出現(xiàn)斷線或任一相熔斷器出現(xiàn)熔斷時(shí)，能及時(shí)發(fā)出相關(guān)報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)切斷電源，確保供電的安全可靠性。

5 加強(qiáng)配電網(wǎng)無功補(bǔ)償、提高供電電壓質(zhì)量水平

做好10kV配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化工作。在無功補(bǔ)償優(yōu)化布設(shè)過程中，要堅(jiān)持“全面規(guī)劃、系統(tǒng)處理、合理布局、就地補(bǔ)償、就地平衡”等原則，在10kV變配電臺(tái)區(qū)和大負(fù)荷終端應(yīng)采取必要的SVG、SVC等無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償措施，并加裝無功補(bǔ)償電容器自動(dòng)投切裝置。對(duì)于配電網(wǎng)系統(tǒng)中已安裝好的10kV和0.4kV無功補(bǔ)償裝置應(yīng)加強(qiáng)日常運(yùn)行管理，健全和建立完整數(shù)據(jù)資料數(shù)據(jù)庫，每月定期檢查無功電容器補(bǔ)償裝置的運(yùn)行工況，及時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理可能存在的安全隱患或故障，使無功補(bǔ)償裝置在系統(tǒng)中發(fā)揮良好的節(jié)能降損效益。

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