10KV配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施研究

【摘要】眾所周知，電力能源使用便捷，應(yīng)用普遍，已然成為日常生活和工作生產(chǎn)必不可少的物質(zhì)保障，但隨著節(jié)能減排這一重大舉措的深入開展，如何合理、高效、節(jié)能用電顯得尤為重要。而10KV配電設(shè)計(jì)有著可觀的節(jié)能潛力和空間，故為其尋求節(jié)能措施十分迫切。對此，本文闡述了10KV配電設(shè)計(jì)節(jié)能的意義，并就其節(jié)能措施進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】10KV配電設(shè)計(jì)；節(jié)能措施；損耗

就當(dāng)下而言，我國對電能用量的需求居高不下，加之受煤炭資源和水力資源制約，致使電力供需矛盾不斷升級，故為推動經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，除了著力探索新能源外，更應(yīng)從配電設(shè)計(jì)出發(fā)，研究可行高效的節(jié)能措施，以此降低電能損耗，提高其利用率。下面，筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，研究了10KV配電設(shè)計(jì)的節(jié)能措施，以供同行參考。

一、10KV配電設(shè)計(jì)的節(jié)能意義

我國現(xiàn)行的電力系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離輸電方面是以35KV以上的輸變電系統(tǒng)為主，但歸根結(jié)底，10KV輸變電系統(tǒng)因與用戶直接相連，故其才是配電系統(tǒng)的核心?？墒窃趯?shí)際運(yùn)行中，10KV配電線路易因覆蓋面廣、線路較長、設(shè)備參差不齊，加之技術(shù)缺陷、管理不善或復(fù)雜環(huán)境的影響造成大量的電能損耗，進(jìn)而降低電能的利用水平，這顯然與節(jié)能節(jié)電的科學(xué)理念不符，故在電力能源緊張形勢日益加劇和節(jié)約型社會建設(shè)不斷推進(jìn)的背景之下，采用有效的節(jié)能措施已然成為10KV配電設(shè)計(jì)中的必然選擇和內(nèi)在要求，若其能夠長期實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，勢必會節(jié)約大量的水源和煤炭，并在一定程度上緩解電力緊張形勢，推動社會健康發(fā)展[1]。因此當(dāng)務(wù)之急是緊密結(jié)合實(shí)際，采取節(jié)能措施，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以此彰顯節(jié)能節(jié)電效用，提高電能利用率。

二、10KV配電設(shè)計(jì)的節(jié)能措施研究

為進(jìn)一步落實(shí)節(jié)能工作，提高10KV配電設(shè)計(jì)的節(jié)能效果，我們必須強(qiáng)化節(jié)能意識和責(zé)任意識，結(jié)合工作實(shí)際和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確定位現(xiàn)有配電系統(tǒng)中的主要問題，在此基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)高效的節(jié)能理念和技術(shù)方法，并將其良好的融入于10KV配電設(shè)計(jì)中，以此實(shí)現(xiàn)對其節(jié)能降耗潛力的深度挖掘，進(jìn)而提高其運(yùn)行效益，更好的服務(wù)于系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)和社會發(fā)展。在此，筆者提出了幾點(diǎn)建議：

1.基于線路設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，10KV配電線路運(yùn)行過程中產(chǎn)生的線損在整個配電系統(tǒng)電能損耗中比重較高，可見其有著巨大的節(jié)能空間，因此若能從線路設(shè)計(jì)著手，采用高效且可行的節(jié)能措施，必然會起到顯著的節(jié)能作用。

如已知導(dǎo)線Px=3IjsROL×10-6（kw）為有功功率的損耗幅值，其中Ijs（A）代表計(jì)算電流，RO（R/km）代表導(dǎo)線電阻，L（m）代表導(dǎo)線長度。當(dāng)增大其截面積后，線路有功功率下降的損耗（△Px）為3Ijs△ROL×10-6（kw），而有功電能下降的損耗（△Wx）為3Ijs△ROLt×10-6（kwh），其中t代表線路運(yùn)行的小時時間；假設(shè)此時的電價為B元/ kwh，相鄰電纜截面的價差為E元，待增大其截面積后，線損電費(fèi)的減少值M為B×△Wx，線路投資費(fèi)用的增加值N為E×L，然后使M=N，并設(shè)定相同的環(huán)境溫度和電纜型號后發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，線損會隨著導(dǎo)線橫截面積的增大而降低，而經(jīng)濟(jì)效益則隨之上升?？梢娊Y(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)增大導(dǎo)線的橫截面積是一個有效的節(jié)能措施[2]。

同時盡可能的將節(jié)能型金具應(yīng)用于10KV配電線路中，也能達(dá)到節(jié)能目的。因?yàn)橄衲蛷埦€夾、防震錘、懸垂線夾、并溝線夾以及接觸導(dǎo)線的鐵磁類金具容易在磁場的作用下產(chǎn)生一定的渦流損耗和磁滯損耗，甚至損壞導(dǎo)線，故建議選用低磁或者無磁工具；此外借助合適的架空絕緣導(dǎo)線，既可以節(jié)約空間，方便線路穿過狹小通道，以及簡化塔桿結(jié)構(gòu)，減少線路用材，也有助于減少停電次數(shù)，降低維護(hù)工作強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)線路供電可靠水平和利用效率的提升，故也值得借鑒和采用。

2.基于變壓器選用的節(jié)能措施

在輸變電系統(tǒng)中，變壓器與配電線路一樣都是能耗大戶，特別是10KV配電系統(tǒng)中的小型和中型變壓器，不僅運(yùn)行期限較長，而且使用數(shù)量較大，故采取合理可行的辦法，降低其實(shí)際能耗，也能起到顯著的節(jié)能效果。

具體而言，在10KV配電節(jié)能設(shè)計(jì)中選用變壓器時，應(yīng)盡量做到：合理確定容量，即為避免增大空載損耗或負(fù)載損耗，應(yīng)該對備選變壓器的功率因數(shù)、負(fù)荷量及其對象的負(fù)載率進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，盡量將其平均負(fù)荷率控制為50-75%的額定容量，以此使其效率得到進(jìn)而充分發(fā)揮；合理確定數(shù)量，一般情況下，若為一、二級負(fù)荷占有較大比例，建議配備兩個變壓器，若三級負(fù)荷占有較大比例，建議配備一個變壓器，若為特殊情況，可采用多個容量較小的變壓器；合理確定類型，即盡量選用節(jié)能效果好的變壓器，如SII系列產(chǎn)品便值得推廣應(yīng)用，因?yàn)榕cS9系列相比，其損耗低、噪聲小，卻具有較小的空載電流和較強(qiáng)的抗短路性能，故較為可靠，而且實(shí)踐表明，其可避免大量電能不必要的損耗[3]；合理確定組別連接，目前的三相變壓器主要涉及D，yn11和Y，yn0等連接組別，其中同容量下D，yn11的負(fù)載損耗、空載損耗均低于連接Y，yn0的變壓器，而且其有著較小的零序阻抗，不受單相負(fù)荷容量的限制，并對高次諧波電流有著一定的抑制作用，故在10KV配電設(shè)計(jì)中建議選用D，yn11連接組別。

3.基于無功補(bǔ)償方式的節(jié)能措施

由于在10KV配電節(jié)能設(shè)計(jì)中引入合適的無功補(bǔ)償技術(shù)，可以通過對諧波影響和污染的有效抑制，降低無功流動下的有功損耗，進(jìn)而提高系統(tǒng)運(yùn)行水平和電能質(zhì)量，彰顯良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，故被視為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)節(jié)能降損的關(guān)鍵。

對于10KV配電節(jié)能設(shè)計(jì)而言，常用的無功補(bǔ)償方式包括：如果設(shè)計(jì)對象為容量較大、負(fù)荷相對穩(wěn)定的用電設(shè)備，像高頻爐、感應(yīng)電動機(jī)等，同時強(qiáng)調(diào)的投入運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，便可采取單獨(dú)就地補(bǔ)償方式，即單獨(dú)在相應(yīng)設(shè)備的旁側(cè)裝設(shè)補(bǔ)償裝置，以便盡可能的改善補(bǔ)償效果；但最為理想的還是就地平衡補(bǔ)償方式，即在0.4KV母線側(cè)安裝并聯(lián)電容器，并為其設(shè)置配套的補(bǔ)償柜和動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備，如此一來，位于低壓端的用戶便可根據(jù)變化的無功負(fù)荷對補(bǔ)償電容器進(jìn)行自動投切，而且其既無需為高壓線路進(jìn)行無功電能的反送，又可以將線路無功電流保持到最小，進(jìn)而最大程度的降低有功功率損耗[4]；若在10KV母線側(cè)安裝并聯(lián)電容器，則是對其配電線路和變壓器運(yùn)行過程中的無功損耗進(jìn)行補(bǔ)償，以此通過主要降損。提高線路末端的實(shí)際電壓，進(jìn)而提高電能的利用效率；若針對的是三相失衡現(xiàn)象，建議根據(jù)實(shí)際情況合理選用分相電容補(bǔ)償技術(shù)，以免因欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償?shù)某霈F(xiàn)危害整個電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時大量的工程實(shí)踐證明，無功補(bǔ)償技術(shù)節(jié)能效果較為理想，但無論選擇何種無功補(bǔ)償方式，均應(yīng)對其變壓器容量、功率因數(shù)以及負(fù)荷性質(zhì)等進(jìn)行綜合計(jì)算，以此選擇最佳補(bǔ)償容量，彰顯理想補(bǔ)償效果。

結(jié)束語

總之，研究10KV配電設(shè)計(jì)的節(jié)能措施既是經(jīng)濟(jì)社會穩(wěn)步前行的客觀要求，也是電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，這就要求我們認(rèn)真分析10KV配電設(shè)計(jì)中的不足和缺陷，經(jīng)反復(fù)核算與測試后獲取有效的節(jié)能措施和最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，以此實(shí)現(xiàn)對能源的科學(xué)利用和有效節(jié)約，進(jìn)而更好的服務(wù)于自身發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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