中低壓配電網(wǎng)差異化節(jié)能降損對策研究

張兆元

關(guān)鍵詞：中低壓配電網(wǎng);節(jié)能減損;方式

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展逐漸提升，人們?nèi)粘Ｉ畹馁|(zhì)量和水平進一步優(yōu)化，對于電能的需求量逐漸增加，便對中低壓配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性和安全性有了新的要求，需要電力系統(tǒng)逐漸優(yōu)化配電網(wǎng)功能，確保其能夠滿足供電需求的基礎(chǔ)上，降低電能消耗，避免用電階段出現(xiàn)短路、斷路等現(xiàn)象，減少不必要的能源消耗。

一、中低壓電網(wǎng)規(guī)劃的方法

根據(jù)文獻研究可知，在線路選擇階段，需要結(jié)合電壓的使用情況和承載力進行選擇，不同參數(shù)和型號設(shè)備路徑也需要調(diào)整。針對區(qū)域內(nèi)部實施中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃需要詳細(xì)計算區(qū)域用電量，了解其不同時間階段的變化特點。通常情況下，線路承載力計算需要遵循以下幾種方式。

首先，對行業(yè)部門運作進行分析，將國家電網(wǎng)劃分成幾個部分，而后對不同區(qū)域內(nèi)的用電量進行計算，將部門內(nèi)部用電的數(shù)值相加便是整體用電量。

其次，對某個地區(qū)的用電數(shù)量進行統(tǒng)計，了解用電需求較大的區(qū)域和用電量較小的區(qū)域，相加之后便是區(qū)域用電總量。

最后，可借助電力彈性系數(shù)法、負(fù)荷密度法等方式計算區(qū)域內(nèi)用電量，并且對電能流轉(zhuǎn)的數(shù)量、方向進行合理分配。

二、中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃中的問題

（一）電網(wǎng)中的電源點偏離負(fù)荷的中心

隨著我國城市化建設(shè)全面推進，城市居民和面積逐漸擴展，鄉(xiāng)村振興事業(yè)進步后，鄉(xiāng)村地區(qū)的用電量也在逐漸增加，意味著傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)難以滿足消費者需求，需要進一步增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性，加大電力傳輸?shù)臄?shù)量，確保居民用電穩(wěn)定和安全。在擴增配電網(wǎng)的過程中，以往的配電變壓器較小，已不能使用，所以需要加大配電變壓器，但是導(dǎo)線的截面卻匹配不上加大之后的配電變壓器。在傳統(tǒng)電力工程建設(shè)階段，一部分生產(chǎn)廠家使用戶內(nèi)電纜頭制作方式，或者是借助安裝絕緣罩的形式固定在電纜接頭位置。這種工藝形式看似簡單便捷，但是隨著使用時間延長，分支箱或者是真空柜子中出現(xiàn)六氟化硫開關(guān)新型設(shè)備能夠代替原有設(shè)備，則原有的安裝方式便不能夠適應(yīng)新型設(shè)備的需求，需要再次拆卸返工，出現(xiàn)大面積重復(fù)建設(shè)區(qū)域，影響電力工程整體運作效果。如果之前城市建造規(guī)劃采用的中低壓配電網(wǎng)為10kV，然而現(xiàn)階段城市化進程持續(xù)的增速以及電網(wǎng)中電源點的位置和容量的設(shè)置已經(jīng)跟不上快速發(fā)展的城市化建設(shè)。電源點已經(jīng)偏離了配電網(wǎng)負(fù)荷的中心，而且在城市化建設(shè)加快的步伐下，中低壓配電網(wǎng)已有轉(zhuǎn)向城市周圍的擴張趨勢，原來的電源點已經(jīng)偏離了中低壓配電網(wǎng)負(fù)荷的中心，進而直接導(dǎo)致配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)進程中電力單位的經(jīng)濟收益減少。

（二）接線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不合理

當(dāng)前大部分的中低電壓配電網(wǎng)都是采用TT或者TN-C系統(tǒng)，通過這兩種供電系統(tǒng)來實現(xiàn)單相供電或者三相混合供電的目的。在主干線的布設(shè)中，大部分都是采用380V/220V架空落線的方法，但是并沒有采取統(tǒng)一的接地線，大部分的用戶家中都是安裝了三芯電源或者三角插座，這也就意味著用電接地保護如同虛設(shè)，并且供電線路布置之前并沒有進行統(tǒng)一的規(guī)劃工作，這樣嚴(yán)重影響了市容市貌，同時并不利于配電管理的工作，會容易出現(xiàn)混亂從而誤導(dǎo)管理人員。

（三）配電網(wǎng)自動化程度較低，維修保護難度大

在城市區(qū)域內(nèi)地下電纜數(shù)量較多，在進行開關(guān)維護、線路維護的過程中壓力較大。線路開關(guān)在長時間使用之后自身性能會出現(xiàn)較大變化，制約電網(wǎng)發(fā)展的整體性。隨著我國城市化建設(shè)速度加快、鄉(xiāng)村振興推進范疇擴展，電力系統(tǒng)需要加大供電量才能保障區(qū)域居民正常生活，此時需要增加電纜的比重，才能夠運輸足夠電能。原有的電路系統(tǒng)中線路開關(guān)大部分都不具有自動化能力，沒有將線路開關(guān)改造為自動化操作，離開人為操作之后無法正常運轉(zhuǎn)，并且此線路的開關(guān)柜的體積也較大，在操作上工作人員也不方便。經(jīng)常出現(xiàn)工作人員操作失誤，未能夠按照既定標(biāo)準(zhǔn)施工，且檢查人員的監(jiān)督監(jiān)管工作不到位，對于問題區(qū)域未能第一時間發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致其彎曲半徑過小。此時電纜的彎曲位置極易出現(xiàn)渦流，這一區(qū)域的電阻值大幅度上升，電纜溫度增加，導(dǎo)致絕緣損壞，更為嚴(yán)重的則會出現(xiàn)短路、斷路等風(fēng)險，影響電力運轉(zhuǎn)。

（四）中低壓配電網(wǎng)設(shè)備落后

當(dāng)下，我國中低配電網(wǎng)中的設(shè)備基本上在自然環(huán)境中裸露并運行的，且線路蔓延的區(qū)域較長，各個環(huán)節(jié)的路徑十分復(fù)雜，在使用階段面臨自然環(huán)境的眾多威脅。中低壓配電網(wǎng)線路在架設(shè)階段需要選擇特殊線夾，一些技術(shù)人員在建設(shè)現(xiàn)場中粗心大意，選擇了與線路不吻合的線夾，導(dǎo)致整體施工質(zhì)量下降，極易出現(xiàn)線路故障情況。尤其是在需要將線路分流時，經(jīng)常會遇到不同線徑的連接矛盾問題。與此同時，這類線路隨著使用時間延長，必然會出現(xiàn)線路老化、燒斷等現(xiàn)象，極易誘發(fā)火災(zāi)。

與此同時，一部分電力企業(yè)在開展電網(wǎng)建設(shè)的過程中為了減少成本消耗，選擇了橫截面較少的線路原材料，使得在電力傳輸階段的承載量減少，傳輸?shù)碾娔軘?shù)量也會降低，難以有效滿足企業(yè)、個人的用電需求，并且增加了電力運輸階段不必要的損耗。

三、解決配電網(wǎng)規(guī)劃問題的措施

（一）合理規(guī)劃配置電源點容量及位置

配置電源點容量及位置在電網(wǎng)優(yōu)化階段具有十分重要的作用，需要了解區(qū)域內(nèi)部的電網(wǎng)需求、用電量，將其作為電網(wǎng)優(yōu)化的信息基礎(chǔ)，在后續(xù)調(diào)節(jié)工作階段做出一個比較全面合理的規(guī)劃后，再對現(xiàn)有的變壓器進行調(diào)整。還可以適當(dāng)增加一些電源點，并且務(wù)必參照小電容量、短半徑、密集分布的準(zhǔn)則來安排電源點，在安排實踐中需要應(yīng)用并列變壓器組合銜接布置方法。既能夠降低設(shè)備荷載，也能夠有效增強設(shè)備運行穩(wěn)定性，避免不必要的能源消耗和浪費現(xiàn)象。

（二）應(yīng)用無功補償，優(yōu)化接線方式

首先，需要在低配變壓器的低壓母線上鏈接電容器，經(jīng)過自動投切安裝之后能夠形成互補關(guān)系，其中參照變壓器容量在10%-15%來得出相應(yīng)的結(jié)果。

其次，在接線方式優(yōu)化階段需要結(jié)合使用現(xiàn)狀、區(qū)域內(nèi)用電需求等特征進行詳細(xì)計算，判定理想的安裝位置，作為容量彌補的有效措施。通常情況下，電容器安裝在配電路徑上，使用效果較為理想。

最后，應(yīng)實施無功負(fù)載技術(shù)，進行具有針對性的電網(wǎng)調(diào)節(jié)工作，降低電網(wǎng)中無功流動的比重，降低電網(wǎng)運行的壓力和損失，滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)需求。

（三）對配電網(wǎng)的設(shè)備和器件進行合理選擇

中低壓配電線路在我國的使用范疇較廣，且承擔(dān)著絕大多數(shù)居民用電需求，這類電路基本上都裸露在室外環(huán)境中，面對的運行條件相對惡劣且多變，在選擇設(shè)備型號和性能的過程中應(yīng)當(dāng)保證其質(zhì)量過硬，能夠承受復(fù)雜的外界環(huán)境。且在設(shè)備選擇時需要結(jié)合具體的使用區(qū)域進行甄別。尤其是真空開關(guān)，是電網(wǎng)運行階段的關(guān)鍵設(shè)備，一定要確保其在長時間不維護的情況下也能夠符合運行需求，具有極強的抗干擾能力、耐高溫能力。電力系統(tǒng)運行階段也是事故多發(fā)階段，會遇到客觀和主觀兩個方面的問題。具有代表性的一點便是區(qū)域電壓水平與國家統(tǒng)一運輸?shù)碾妷核讲幌噙m應(yīng)，不利于電力資源的運輸和分配，這也是困擾眾多電力工作人員的關(guān)鍵問題。對于電壓較低的區(qū)域則需要實施電壓補償。傳統(tǒng)電壓補償中存在大量缺點，如補償效果不穩(wěn)定、出現(xiàn)補償不足或者過度補償?shù)痊F(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)進步，在電網(wǎng)建設(shè)階段應(yīng)當(dāng)引進現(xiàn)代化技術(shù)提升電網(wǎng)整體質(zhì)量，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)人力操作和運行的弊端等問題。變電站技術(shù)自動化需要借助計算機作為數(shù)據(jù)處理工具，而后利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于變電站能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大大提升變電站工作的可靠性與穩(wěn)定性。在配電系統(tǒng)中增設(shè)電氣自動化技術(shù)能夠深化電網(wǎng)系統(tǒng)的整體機制，提升其信息化、現(xiàn)代化建設(shè)的整體步伐，保障電力系統(tǒng)中配電穩(wěn)定性與安全性，確保消費者使用安全。

（四）加快中低壓配電網(wǎng)的自動化建設(shè)

變電站是電力系統(tǒng)運行階段的重要環(huán)節(jié)。由于高壓傳輸線路電能損耗較小，為了提升電力經(jīng)濟效益，往往在運輸之前將電壓增加到較大水平，到達居民用戶端時再進行降壓處理。利用配電自動化技術(shù)能夠有效提升變電站工作效率，降低電力資源在運輸過程中不必要損耗，有效節(jié)約能源。變電站配電自動化技術(shù)對后臺操作系統(tǒng)的質(zhì)量要求較高，且需要將信息處理技術(shù)、電子器操作技術(shù)等相結(jié)合，才能夠?qū)崿F(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的配電自動化操作。傳統(tǒng)變電站管理工作中，大量工作項目需要借助人力資源完成，使用人工調(diào)試的方式對設(shè)備進行檢驗和維修。但是，人工排查需要的時間較長，且存在一定風(fēng)險，若技術(shù)人員的專業(yè)能力不足，極有可能造成嚴(yán)重后果，威脅工作人員生命健康。如若在排查階段出現(xiàn)遺漏問題，則對后續(xù)電力系統(tǒng)運作導(dǎo)致不好的影響。電氣自動化技術(shù)引進能夠在系統(tǒng)內(nèi)部形成自動檢查、自動報修的閉合環(huán)境，不需要工作人員手動排查，能夠降低工程現(xiàn)場存在的風(fēng)險和問題，且能夠?qū)L(fēng)險縮減到可控范圍內(nèi)。與此同時，有效避免了人工檢查階段的失誤現(xiàn)象，借助計算機設(shè)備檢查，極少情況下會出現(xiàn)遺漏，具有極強的穩(wěn)定性和可靠性。現(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)取得理想成績，在電網(wǎng)調(diào)整和優(yōu)化的過程中需要認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)選擇設(shè)備參數(shù)和項目，將節(jié)能環(huán)保、低碳減排工作落到實處。

四、節(jié)能技術(shù)的重要性分析

我國電網(wǎng)建設(shè)與世界上先進國家之間的差異較大，電能節(jié)約方式方法較為落后，且存在鮮明的地域特點。為此我國政府提出了不同形式的政策作為電網(wǎng)節(jié)能的保障。

首先，我國已經(jīng)制定了大量的法律法規(guī)用于限制電能使用，在國民思想政治教育階段也借助輿論、校園教育、社會教育等渠道宣傳了公民節(jié)約意識。近年來，我國在電能發(fā)展、節(jié)能環(huán)保、電網(wǎng)優(yōu)化等工作中也付出了大量人力資源、資金成本，逐漸形成了具有中國特色的電網(wǎng)機制。

其次，在電網(wǎng)節(jié)能調(diào)整時，需要重視以下幾個方面。第一應(yīng)當(dāng)確保電網(wǎng)調(diào)節(jié)的實用性，了解企業(yè)、群眾、區(qū)域內(nèi)部的用電情況后結(jié)合實際需求調(diào)整;第二應(yīng)當(dāng)重視節(jié)能環(huán)保的內(nèi)在需求，不可出現(xiàn)表面工程的現(xiàn)象，或者是投入資金過多導(dǎo)致“節(jié)能處理”反而變成“資源浪費”的現(xiàn)象，得不償失;第三是重視電網(wǎng)節(jié)能效果與后續(xù)影響，節(jié)能需要在電網(wǎng)運行的全過程實現(xiàn)，而不是在某一階段節(jié)約能源，在其余部分浪費現(xiàn)象依舊嚴(yán)重，在節(jié)能的同時需要具備降低污染、保護環(huán)境的理想作用。

五、中低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計

（一）中低壓配電網(wǎng)的節(jié)能

中低壓配電網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計目的之一便是降低能源消耗的比重，確保企業(yè)、個人在用電階段的損耗降低，電力企業(yè)需要在電力傳輸、運行、轉(zhuǎn)換等階段降低能源消耗，主要方式如下。

首先，優(yōu)化供配電系統(tǒng)的設(shè)計效果。為了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保的設(shè)計目標(biāo)，需要明確供配電系統(tǒng)運行的需求，降低需求之外的導(dǎo)線電阻水平，避免線路整體溫度增加、電阻數(shù)值增長，導(dǎo)致能源消耗較大。在此基礎(chǔ)上，可以做出線路調(diào)整，降低供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的損耗指數(shù)。其一，可以根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷量、供電距離、電網(wǎng)分布等情況簡化傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線路，同時將其中冗雜的、能源消耗較大的電網(wǎng)部分剔除在外，使得相同電壓的供電系統(tǒng)中最高變配電級數(shù)在2級以下。其二，在變電所設(shè)計過程中，需要將其盡可能靠近負(fù)荷中心，能夠有效降低配電距離，減少電路運行階段的損耗，且在用戶連線時也能夠減少物料消耗。

其次，優(yōu)化變壓器節(jié)能設(shè)計。這一階段需要重點關(guān)注的是降低設(shè)備實際能耗、增強其運作效率。在設(shè)計變壓器節(jié)能機制前，需要去除其固定的損耗，如鐵損、雜散損耗、銅損等，充分發(fā)揮變壓器在運行階段的能源損耗現(xiàn)象。變壓器在運行階段達到理想的節(jié)能效果，既能夠降低設(shè)備運行的能源消耗，又能減少變壓器自身磨損情況，實現(xiàn)設(shè)備高效率、低能耗工作。

（二）照明的節(jié)能

照明方面的節(jié)能技術(shù)主要有以下幾個方面：

首先，需要選擇穩(wěn)定有效的光源。在照明設(shè)計階段光源的效率與電能消耗之間的關(guān)系十分密切，當(dāng)下常見的燈具中高壓鈉燈的光效率最高，熒光燈與金屬鹵化物燈的光效率次之，白熾燈的光效率最低。為了降低照明設(shè)計中的能源消耗，需要重點關(guān)注白熾燈的使用頻率，盡量降低高壓汞燈一類能源消耗較多的燈具，可進一步推廣LED燈、熒光燈、高壓鈉燈等燈具，能夠有效降低照明能源消耗。

其次，需要選擇有效燈具，避免出現(xiàn)燈具眩光的影響。通常情況下燈具選擇時需要充分考慮到配光和眩光之間的差異和需求，通過燈具配置能夠?qū)崿F(xiàn)理想的光照效果。例如，光利用率較高的燈具、照明與空調(diào)為一體的燈具等。

結(jié)語

電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)重視網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和部署工作，避免后續(xù)使用階段出現(xiàn)能耗較大、安全性不足等現(xiàn)象，影響電網(wǎng)運轉(zhuǎn)。且當(dāng)下我國環(huán)境保護、資源節(jié)約等理念相繼提出，電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中也需要重視能源節(jié)約問題、環(huán)保問題等，采用科學(xué)規(guī)范的方式解決資源、配置等方面的困難，提升配電網(wǎng)的綜合供電能力，確保群眾用電穩(wěn)定安全。

3980500338215