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

方鑫

（寧夏吳忠市利通區(qū)國網(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)能問題的思考

方鑫

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

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民用電量的大幅提升都對電網(wǎng)的供電能力提出了新的要求，對于電網(wǎng)的使用性能也有了更高的要求，尤其是節(jié)能設(shè)計(jì)方面需要通過設(shè)備的更新和設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化來實(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)保問題。

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

隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，國家的電網(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)有的自然資源來提供電力供應(yīng)，并通過節(jié)能設(shè)計(jì)來提高供應(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)對于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的重要影響意義

由于我國現(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。因此相對來講10 kV配電線路所覆蓋的區(qū)域更大，整體使用的線長也更多。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)。在長遠(yuǎn)的電網(wǎng)發(fā)展中，使用有效的節(jié)能手段來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的節(jié)能供電是發(fā)展的必然趨勢。

2　10 kV配電網(wǎng)能耗產(chǎn)生原因和評估方法

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，但是對于供電量巨大的配電網(wǎng)來講也是一個(gè)龐大的數(shù)字。當(dāng)供電過程中電流經(jīng)過不同的線路設(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)營過程中出現(xiàn)的一些電能損失，可能是由于調(diào)度的問題，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)能耗的評估方法

為了能夠準(zhǔn)確評估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的供電網(wǎng)絡(luò)，但是計(jì)算過程十分復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果的精度也很難保證，對于計(jì)算效率來講尚有需要改進(jìn)的問題。

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

首先是針對配電網(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題，并通過適當(dāng)選取節(jié)能設(shè)備和設(shè)計(jì)方案來實(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，如果沒有特殊要求時(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。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)供電輸送過程的4/5，這樣巨大的能耗需要通過有效的方式來降低。其三是采用高科技的非晶合金配電網(wǎng)變壓器產(chǎn)品來推動(dòng)節(jié)能應(yīng)用。

節(jié)能型變壓器在實(shí)際的市場應(yīng)用中獲得了良好的評價(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)中選用無功補(bǔ)償技術(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。無功補(bǔ)償是通過改變并提升功率因數(shù)而達(dá)到無功就地平衡的效果，這樣就能夠減少在使用過程中無謂的功率浪費(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)。通過對配電網(wǎng)絡(luò)中的中低壓配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，可以減少由于功率波動(dòng)帶來的功率損耗。還有一種就地平衡補(bǔ)嘗的方法，能夠針對高壓線路反送無功電能的現(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。通過有效的補(bǔ)償裝置來達(dá)到節(jié)能效果。定時(shí)限過電流保護(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)需要通過有效合理的設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能效果，從而推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展，基于對配電網(wǎng)絡(luò)能耗原因的分析，可以針對配電網(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)和無功補(bǔ)償技術(shù)來共同實(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。

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