電力工程常見的10kV供配電設(shè)計相關(guān)問題探討

摘 要：電力供應(yīng)是目前社會生活的重點(diǎn)，而10kV供配電設(shè)計是比較節(jié)能的供配電方式，它對于高效、合理地運(yùn)用電能具有重要作用。我國目前在10kV供配電的節(jié)能設(shè)計方面還比較欠缺，為了改變這一現(xiàn)狀，應(yīng)該對配電線路進(jìn)行合理的規(guī)劃，結(jié)合質(zhì)量上乘的變壓器，并將無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行合理的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：電力工程；10kV；供配電設(shè)計；意義；現(xiàn)狀；要點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，人們對于化石能源的需求也越來越大，僅從化石能源的減少這一方面推廣可再生能源，效果并不理想。目前，我國在電能的供應(yīng)以及需求兩方面都存在問題，所以，為配電線路設(shè)計出節(jié)能減排方案就顯得非常重要，因為節(jié)能減排方案能夠推動我國電力事業(yè)更好地發(fā)展下去。在我國目前的電力系統(tǒng)構(gòu)成中，10kV低壓配電網(wǎng)已經(jīng)運(yùn)用的比較廣泛，這種配電方式主要承擔(dān)著為用戶供電的責(zé)任。在設(shè)計10kV配電線路的過程中，采用科學(xué)合理的方法，最重要的是妥善安排好各個部位和環(huán)節(jié)以確保電力工程能夠順利進(jìn)行下去。

1 簡述為何要使用10kV配電線路

組成我國目前的電力供需系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)中，主要的長程輸電網(wǎng)絡(luò)基本都采用大于35kV的輸變電系統(tǒng)，根據(jù)供電終端的設(shè)置來看，10kV的輸變電系統(tǒng)是為用戶供電的主要形式，因此10kV配電線路才是配電系統(tǒng)的核心部分。但我國目前的10kV配電線路在運(yùn)行實施上還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在覆蓋面廣泛、輸變電線路冗長，并且我國的10kV配電線路還存在諸多問題，例如設(shè)備落后和技術(shù)缺陷以及管理難度大等[1]，這些問題都會極大損耗電能，從而導(dǎo)致對電能的利用率下降的結(jié)果，這顯然是違背我國推行節(jié)約用電、科學(xué)利用能源、建立資源節(jié)約型社會的理念。所以說，根據(jù)我國目前快速推廣節(jié)約型社會中遇到的能源供給緊張的問題為前提，使用10kV配電線路可以說是最適應(yīng)當(dāng)前形勢的一種選擇。我國必須一直堅持節(jié)能降耗的理念，而且一定要將這種理念付諸實踐，才能提高發(fā)電用煤和發(fā)電用水的效率，為最終緩解供電緊張作出一定的貢獻(xiàn)，而且也利于社會健康穩(wěn)定地發(fā)展。

2 如何設(shè)計10kV配電線路

2.1 合理規(guī)劃配電線路

首先是在線路設(shè)計上注入節(jié)能的思想：輸變電系統(tǒng)的主要部分就是輸電線路，所以在思考如何做好線路方面的節(jié)能設(shè)計時要給予足夠的關(guān)注。在日常生活中，通常，10kV配電系統(tǒng)涉及的范圍都會非常廣泛，而這所有的配電系統(tǒng)都需要對大量的線路進(jìn)行操作，有時在實際操作時也會發(fā)生浪費(fèi)電能的現(xiàn)象，這主要是由于線路損壞造成的。為了應(yīng)對這些問題，技術(shù)人員在設(shè)計時就必須根據(jù)線路架設(shè)的實際情況作出相應(yīng)的節(jié)能方面的調(diào)整，從而達(dá)到理想效果。實踐表明，在外界環(huán)境溫度較高、輸電線路型號一樣的情況下，那么導(dǎo)線的橫截面積越大，輸電線路的損耗程度就越低。由此可見，橫截面更大的導(dǎo)線，將有效減輕線路損壞的程度，這也是一種節(jié)省成本的表現(xiàn)，最終目的是幫助電企獲益。因此，設(shè)計者在調(diào)整導(dǎo)線的橫截面積時一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況規(guī)劃設(shè)計方案，這樣才能保證從根本上達(dá)到節(jié)能減排的效果。需要注意的是，節(jié)能金屬也是可以運(yùn)用到10kV的配電線路當(dāng)中的，因為良好的導(dǎo)體可以加強(qiáng)節(jié)能的效果。由于部分防震錘以及鐵磁類金屬會受到磁場的干擾，所以它們會使輸電線路產(chǎn)生更大的能耗，嚴(yán)重的化可能會燒毀線路，所以在選擇原料時最好選用低磁或無磁的材料，保證線路的使用壽命。

其次是線路負(fù)荷的問題：如果負(fù)荷功率一定，那么供電越小，供電所服務(wù)的范圍就越廣，線路就越不容易被損耗。以10kV配電線路為例，它的0.4kV線路負(fù)荷的中心最大增幅不會超過供電系統(tǒng)的供電半徑，而對于線路的損耗并沒有想象中那么大。根據(jù)未來對電網(wǎng)的線路規(guī)劃來看，選擇多側(cè)出線的供電方案應(yīng)該是最有效的，這樣既可以避免單側(cè)供電的不利影響，又控制了多線路帶來的工作量的劇增。

2.2 如何選擇變壓器

首先要推廣節(jié)能變壓器，使其占據(jù)更大的市場份額：在10kV的輸配電線路中，變壓器的損耗是最主要的損耗方式，尤其對于不到10kV的小型變壓器來說，過大的使用頻率和較長的運(yùn)行時間以及較強(qiáng)的節(jié)能能力，應(yīng)該使其成為重點(diǎn)推廣的對象。以前的電力系統(tǒng)主要使用S9型號的變壓器，而現(xiàn)在，S11型號的節(jié)能變壓器已經(jīng)全面取代之前的S9型號變壓器成為主流。與傳統(tǒng)變壓器不同的是，節(jié)能變壓器具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：損耗低，其空載損耗比傳統(tǒng)變壓器減少了30%，載電流減少了70%；噪音低，與傳統(tǒng)變壓器噪音標(biāo)準(zhǔn)值相比，減小了3至5db；抗短路能力強(qiáng)，安全可靠。

其次是對于變壓器組別的選擇問題：在設(shè)計10kV配電線路時，要連接的三相變壓器組別有“Y，yn0”和“D，yn11”兩種[2]，我國目前在民用領(lǐng)域基本都會使用容量在1000KVA以下的變壓器，一般使用“Y，yn0”的連接組別，但“D，yn11”連接組別也有自己的優(yōu)勢，那就是節(jié)能，其具體表現(xiàn)在以下方面：“D，yn11”的在負(fù)載時或者空載時，損耗都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同容量的“Y，yn0”變壓器；“D，yn11”明顯地減少了高次諧波電流對其產(chǎn)生的影響，它的電阻更小，非常容易排除故障。

另外，在選擇變壓器時還應(yīng)該注意以下幾個原則：第一，一定要選擇適合現(xiàn)場情況的容量，結(jié)合當(dāng)時的實際情況才能解決好變壓器出現(xiàn)損耗的問題，這樣才能真正做到節(jié)能降耗，最終延長變壓器的使用壽命；第二，要選擇合適數(shù)量的變壓器，根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷等級進(jìn)行數(shù)量上的選定，在特別情況下也可以用多個小容量的變壓器代替。

2.3 無功補(bǔ)償技術(shù)的使用

以10kV的配電節(jié)能設(shè)計為例，無功補(bǔ)償主要有以下內(nèi)容：一定要以大容量的穩(wěn)定的負(fù)荷用電設(shè)備作為設(shè)計對象，高頻爐和感應(yīng)電動機(jī)就是很好的例子，它們在投入運(yùn)行的時候要充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，所以可以采用單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ谒蛯?yīng)的設(shè)備旁邊安裝無功補(bǔ)償裝置，以達(dá)到節(jié)省用電的目的[3]。在并聯(lián)電容器的一側(cè)安裝無功補(bǔ)償為1kV的母線，同時，要對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和設(shè)置，這樣一來，處于電壓較低一端的用戶就可以通過無功補(bǔ)償時的電壓變化自由透切電路，為高壓線路進(jìn)行無功電能的返送工作提供了便利，還可以最大程度地降低電流，達(dá)到降低功率損耗的目的。如果將10kV母線側(cè)連在并聯(lián)電容器上并運(yùn)行，也能起到通過補(bǔ)償配電線路和變壓器運(yùn)行時產(chǎn)生的功耗而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。萬一出現(xiàn)了三相失衡的極端情況，就只能根據(jù)具體情況運(yùn)用分相電容補(bǔ)償技術(shù)了。在使用過程中，一定要避免出現(xiàn)因欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償而導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況。大量的實踐已經(jīng)證明了，無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)對于節(jié)能的效果是非常有幫助的，任何無功補(bǔ)償形式的選擇對于變壓器的容量、功率因素和負(fù)荷性質(zhì)方面的計算都起到最好的補(bǔ)償效果。

3 結(jié)束語

合理設(shè)置配電線路，選擇合適的配電變壓器，利用無功補(bǔ)償技術(shù)，采取科學(xué)合理的節(jié)能降耗措施，積極響應(yīng)國家的號召，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，是每一個電力工作者義不容辭的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

[1]韓維.淺談10kV及以下配電設(shè)計技術(shù)與管理[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（17）：387-388.

[2]鄭旭.10kV供配電設(shè)計中常見問題及建議[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（2）.

[3]蔡建義.10KV配電設(shè)計中常見問題及其對策探析[J].電子世界，2014（10）：457.

作者簡介：黨昊陽（1987，4-），男，漢族，河北邯鄲，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：供配電方向。