試論電力工程10kV配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能方法

吳海燕

【摘? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力需求大幅度上升，在建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的新背景下，電力工程配電線路設(shè)計(jì)是否合理，是否可以發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，就成為衡量電力工程是否成功的重要指標(biāo)。本文基于電力工程配電設(shè)計(jì)節(jié)能減排的目的，對(duì)10kV配電設(shè)計(jì)節(jié)能的重要意義進(jìn)行闡述，探究相應(yīng)的節(jié)能措施方法。

【關(guān)鍵詞】電力工程;10kV配電設(shè)計(jì);節(jié)能;措施

一、節(jié)能理念運(yùn)用到10kV配電設(shè)計(jì)中的重要性

從我國(guó)現(xiàn)行的電力企業(yè)輸電系統(tǒng)來看，連接電力用戶的輸電線路系統(tǒng)都是10kV的輸變電線路，因而根據(jù)10kV配電線路的實(shí)際運(yùn)行狀況，10kV的配電線路存在覆蓋面廣、輸變電線路較長(zhǎng)的特點(diǎn)，容易受到外界因素的影響。導(dǎo)致我國(guó)10kV配電線路存在消耗電量能源和電力能源利用率較低的現(xiàn)象，與當(dāng)前我國(guó)號(hào)召的節(jié)約電力能源、提高能源利用率、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的理念相反。如果電力企業(yè)可以將節(jié)能理念長(zhǎng)期堅(jiān)持并賦予在實(shí)際工作中，不僅可以大量的節(jié)約煤炭資源和水利資源，是電力能源供應(yīng)的緊張局勢(shì)得到改善，并有利于社會(huì)的健康和持續(xù)性發(fā)展。

二、當(dāng)前我國(guó)10kv配電設(shè)計(jì)中存在的不足

1.布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)，電能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

在一些配電線路設(shè)計(jì)前期，由于忽略了布局的科學(xué)性以及結(jié)構(gòu)的合理性，而且在設(shè)計(jì)后期沒有充分考慮到布局和結(jié)構(gòu)不合理可能帶來的問題，導(dǎo)致一些地區(qū)配電設(shè)施的建設(shè)在布局以及結(jié)構(gòu)上存在嚴(yán)重不足，使得局部地區(qū)得不到充分的電能供應(yīng)，時(shí)常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地區(qū)的穩(wěn)定發(fā)展。比如，有些地區(qū)的在配電站的位置選取上存在問題，使得實(shí)際的供電區(qū)域超出了合理的供電區(qū)域，不但在安全性和供電質(zhì)量上存在問題，而且在電能傳輸過程中電能的損耗大幅增加。

2.未根據(jù)實(shí)際用電需求合理選用變壓器

在選用變壓器的過程中，沒有考慮到能源浪費(fèi)問題，導(dǎo)致選用的變壓器容量太大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了需求，使得在線路的鋪設(shè)過程中冗余現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，不但加大了線路鋪設(shè)的工程量，導(dǎo)致建設(shè)成本增加，而且在后期的運(yùn)行過程中浪費(fèi)了很多的電能。

3.電能供應(yīng)線路的管理防護(hù)水平有待提高

當(dāng)前，我國(guó)的電力供應(yīng)部門對(duì)電能供應(yīng)線路的管理水平還有待提高，特別是由于管理上的疏忽導(dǎo)致的管理線損。由于缺乏行之有效的管理制度，管理體系尚不完善，導(dǎo)致供電部門在供電線路的管理和運(yùn)營(yíng)上問題不斷。比如一些用電企業(yè)或個(gè)人違規(guī)用電而供電部門卻察覺不到，導(dǎo)致違規(guī)用電現(xiàn)象日益猖獗。此外，計(jì)量設(shè)備過度老化，供電部門又對(duì)其缺乏管理維護(hù)，導(dǎo)致計(jì)量設(shè)備無法準(zhǔn)確計(jì)量用戶的用電量，供電企業(yè)損失巨大。

三、電力工程10kV配電設(shè)計(jì)節(jié)能措施探究

1.在線路設(shè)計(jì)中采取節(jié)能措施

在10KV配電線路的日常運(yùn)行中，其所產(chǎn)生的消耗在電力系統(tǒng)總能源消耗中所占比例相對(duì)較高。所在在進(jìn)行配電設(shè)計(jì)時(shí)，提高對(duì)10KV配電設(shè)計(jì)的重視，并充分應(yīng)用節(jié)能措施具有重要性。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)切實(shí)保障應(yīng)用的節(jié)能措施具有合理性，從而提高10KV配電線路日常運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果，降低能源消耗。在10KV配電線路的設(shè)計(jì)中，可通過兩種方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能措施的應(yīng)用。其一便是將導(dǎo)線橫截面積增加，其二便是對(duì)具有節(jié)能性的輔助工具有效應(yīng)用。在進(jìn)行橫截面積的增加時(shí)，需要進(jìn)行相應(yīng)的側(cè)損實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)當(dāng)所處環(huán)境的溫度相同，以及所應(yīng)用的電纜為統(tǒng)一型號(hào)時(shí)，隨著導(dǎo)線橫截面積的增加，所產(chǎn)生的線路耗損會(huì)逐漸下降，從而起到較好的節(jié)能效果。而應(yīng)用具有節(jié)能性的輔助工具這一方法，其節(jié)能效果則在很大程度上受輔助工具的影響。如耐張線夾、防震錘和并溝線夾等會(huì)和導(dǎo)線進(jìn)行直接接觸的工具，受磁場(chǎng)反應(yīng)的影響出現(xiàn)渦流損耗、磁滯損耗，當(dāng)損耗較為嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p毀導(dǎo)線。所以在選擇電力系統(tǒng)中的金具時(shí)，應(yīng)選擇低磁或無磁的。

2.在變壓器環(huán)節(jié)采取節(jié)能措施

與配電線路相同，變壓器也是輸變電系統(tǒng)的重要能耗環(huán)節(jié)。在10kV配電系統(tǒng)中，各種中小型變壓器數(shù)量多，運(yùn)行時(shí)限長(zhǎng)，在變壓器環(huán)節(jié)采用節(jié)能措施，也是有效提升10kV配電系統(tǒng)節(jié)能效果的重要途徑。

具體地說，10kV配電設(shè)計(jì)在變壓器的選擇上要做到以下幾點(diǎn)：首先，要對(duì)變壓器容量加以合理確定，避免出現(xiàn)空載或負(fù)載的情況，以免造成電力損耗，對(duì)于備選變壓器，要對(duì)其功率因數(shù)、負(fù)載率及負(fù)荷量加以科學(xué)計(jì)算，將變壓器的平均負(fù)荷率保持在額定電量的50%到75%之間，以確保充分發(fā)揮其工作效率。其次，要對(duì)變壓器數(shù)量加以確定，電力系統(tǒng)中一、二級(jí)負(fù)荷占比較大時(shí)，要配備兩臺(tái)變壓器，三級(jí)負(fù)荷占比較大時(shí)，可配備一臺(tái)變壓器，在特定情況下，也可配備多個(gè)小型變壓器。第三，對(duì)變壓器的類型加以確定，要選擇節(jié)能效果表現(xiàn)更佳的變壓器，如SII系列變壓器，具備噪音小、損耗低、空截電流小、抗短路性能優(yōu)的特點(diǎn)，在實(shí)際使用中可以大幅減少電能損耗。最后，要對(duì)變壓器組別連接加以確定，現(xiàn)階段三相變壓器在組別連接上主要采用D，yn11以及Y，yn0方式，與Y，yn0組別連接相比，D，yn11組別連接具有負(fù)載及空載損耗低、零序阻抗小的優(yōu)勢(shì)，能夠有效抑制高次諧波電流，建議優(yōu)選這一連接組別。

3.采用無功補(bǔ)償節(jié)能措施

在10kV配電設(shè)計(jì)中采用無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠有效抑制諧波影響及污染，降低無功流動(dòng)過程中的有功損耗，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量水平。10kV配電設(shè)計(jì)中較常采用的無功補(bǔ)償方法有：如涉及到容量大、負(fù)荷穩(wěn)定的設(shè)施設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、高頻爐等，而又想突出強(qiáng)調(diào)電力運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)適用性，可以采用就地補(bǔ)償方式，在設(shè)備的旁側(cè)位置增設(shè)相應(yīng)的補(bǔ)償裝置，以有效提升補(bǔ)償效果。但單就補(bǔ)償效果來說，就地平衡補(bǔ)償方法效果最為理想，這種方法是通過在0.4kV母線旁側(cè)加裝并聯(lián)電容器，同步設(shè)置與之相配套的調(diào)節(jié)設(shè)備及補(bǔ)償柜等裝置，從而使低壓端用戶能夠根據(jù)無功負(fù)荷的變化狀態(tài)自動(dòng)投切相應(yīng)的補(bǔ)償電容器，一方面不需要將無功電能反送到高壓線路，另一方面又可以將系統(tǒng)線路的無功電流降至最小化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)線路有功功率損耗的最低化。

基于就地平衡補(bǔ)償方式的原理，可以在10kV母線旁側(cè)加裝并聯(lián)電容器，對(duì)10kV配電線路及變壓器設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)的無功損耗加以補(bǔ)償，從而在降損的基礎(chǔ)上，有效增強(qiáng)了線路末端電壓強(qiáng)度，極大地促進(jìn)了電力系統(tǒng)電能使用效率的提升。

需要注意的是，如出現(xiàn)三相失衡的狀況，在這種情況下，需要結(jié)合實(shí)際情況采取科學(xué)合理的分相電容補(bǔ)償方式，避免因?yàn)檠a(bǔ)償不足或補(bǔ)償過大而引發(fā)系統(tǒng)隱患，給電網(wǎng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)帶來危害。通過實(shí)踐得以證明，電力系統(tǒng)中采用無功補(bǔ)償措施能夠極大提高節(jié)能效果，但要達(dá)到補(bǔ)償效果的最優(yōu)化，需要對(duì)變壓器的功率因數(shù)、負(fù)荷狀況及容量大小進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，以此為基礎(chǔ)，合理選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方式。

此外，除了以上三種節(jié)能措施外，還可以通過優(yōu)化電網(wǎng)布局，縮短供電半徑的方式，提升電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，在10kV配電線路負(fù)荷中心電源設(shè)置上，分支越多，則電力損耗越低。因此，在電網(wǎng)布局上，要采用多測(cè)出線方案，以彌補(bǔ)單側(cè)供電的不足及缺陷，出線方案一般選擇三到四側(cè)，以減少后期線路維護(hù)的任務(wù)量。

結(jié)語

10KV的配電系統(tǒng)在我國(guó)電力系統(tǒng)中有著決定性的作用，在生活中其存在著很多造成電能損耗的因素，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，反復(fù)核算與測(cè)試后獲取有效的節(jié)能措施和最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案采取節(jié)能措施，減少電能的損耗。開展電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行又是從實(shí)際出發(fā)的節(jié)電技術(shù)。降損節(jié)能不但可以減少用戶電費(fèi)支出，提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，挖掘配電設(shè)備供電潛力，而且對(duì)國(guó)家能源利用、環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化配置有很大幫助。我們需要不斷加大科技投入力度，因地制宜，積極探索，認(rèn)真落實(shí)，有效地搞好配電網(wǎng)降損節(jié)能工作，從而取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]唐順強(qiáng).探析10kV配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J].山東工業(yè)技術(shù).2014.

[2]許爽.10kV配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J].科技與企業(yè)，2014，（23）：201.

[3]吳元清.10kV配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015.