试论电力工程10kV配电设计中的节能方法

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　　【摘  要】随着我国经济的快速发展，社会各行业对电力需求大幅度上升，在建设资源节约型社会的新背景下，电力工程配电线路设计是否合理，是否可以发挥出最大的经济效益和社会效益，就成为衡量电力工程是否成功的重要指标。本文基于电力工程配电设计节能减排的目的，对10kV配电设计节能的重要意义进行阐述，探究相应的节能措施方法。
　　【关键词】电力工程;10kV配电设计;节能;措施
　　一、节能理念运用到10kV配电设计中的重要性
　　从我国现行的电力企业输电系统来看，连接电力用户的输电线路系统都是10kV的输变电线路，因而根据10kV配电线路的实际运行状况，10kV的配电线路存在覆盖面广、输变电线路较长的特点，容易受到外界因素的影响。导致我国10kV配电线路存在消耗电量能源和电力能源利用率较低的现象，与当前我国号召的节约电力能源、提高能源利用率、建设节约型社会的理念相反。如果电力企业可以将节能理念长期坚持并赋予在实际工作中，不仅可以大量的节约煤炭资源和水利资源，是电力能源供应的紧张局势得到改善，并有利于社会的健康和持续性发展。
　　二、当前我国10kv配电设计中存在的不足
　　 1.布局和结构设计不科学，电能浪费现象严重
　　 在一些配电线路设计前期，由于忽略了布局的科学性以及结构的合理性，而且在设计后期没有充分考虑到布局和结构不合理可能带来的问题，导致一些地区配电设施的建设在布局以及结构上存在严重不足，使得局部地区得不到充分的电能供应，时常出现电压不稳的现象，严重影响地区的稳定发展。比如，有些地区的在配电站的位置选取上存在问题，使得实际的供电区域超出了合理的供电区域，不但在安全性和供电质量上存在问题，而且在电能传输过程中电能的损耗大幅增加。
　　 2.未根据实际用电需求合理选用变压器
　　 在选用变压器的过程中，没有考虑到能源浪费问题，导致选用的变压器容量太大，远远超出了需求，使得在线路的铺设过程中冗余现象频繁出现，不但加大了线路铺设的工程量，导致建设成本增加，而且在后期的运行过程中浪费了很多的电能。
　　 3.电能供应线路的管理防护水平有待提高
　　 当前，我国的电力供应部门对电能供应线路的管理水平还有待提高，特别是由于管理上的疏忽导致的管理线损。由于缺乏行之有效的管理制度，管理体系尚不完善，导致供电部门在供电线路的管理和运营上问题不断。比如一些用电企业或个人违规用电而供电部门却察觉不到，导致违规用电现象日益猖獗。此外，计量设备过度老化，供电部门又对其缺乏管理维护，导致计量设备无法准确计量用户的用电量，供电企业损失巨大。
　　三、电力工程10kV配电设计节能措施探究
　　 1.在线路设计中采取节能措施
　　 在10KV配电线路的日常运行中，其所产生的消耗在电力系统总能源消耗中所占比例相对较高。所在在进行配电设计时，提高对10KV配电设计的重视，并充分应用节能措施具有重要性。在设计过程中，应切实保障应用的节能措施具有合理性，从而提高10KV配电线路日常运行时的节能效果，降低能源消耗。在10KV配电线路的设计中，可通过两种方式实现节能措施的应用。其一便是将导线横截面积增加，其二便是对具有节能性的辅助工具有效應用。在进行横截面积的增加时，需要进行相应的侧损实验，从而发现当所处环境的温度相同，以及所应用的电缆为统一型号时，随着导线横截面积的增加，所产生的线路耗损会逐渐下降，从而起到较好的节能效果。而应用具有节能性的辅助工具这一方法，其节能效果则在很大程度上受辅助工具的影响。如耐张线夹、防震锤和并沟线夹等会和导线进行直接接触的工具，受磁场反应的影响出现涡流损耗、磁滞损耗，当损耗较为严重时甚至会损毁导线。所以在选择电力系统中的金具时，应选择低磁或无磁的。
　　 2.在变压器环节采取节能措施
　　 与配电线路相同，变压器也是输变电系统的重要能耗环节。在10kV配电系统中，各种中小型变压器数量多，运行时限长，在变压器环节采用节能措施，也是有效提升10kV配电系统节能效果的重要途径。
　　 具体地说，10kV配电设计在变压器的选择上要做到以下几点：首先，要对变压器容量加以合理确定，避免出现空载或负载的情况，以免造成电力损耗，对于备选变压器，要对其功率因数、负载率及负荷量加以科学计算，将变压器的平均负荷率保持在额定电量的50%到75%之间，以确保充分发挥其工作效率。其次，要对变压器数量加以确定，电力系统中一、二级负荷占比较大时，要配备两台变压器，三级负荷占比较大时，可配备一台变压器，在特定情况下，也可配备多个小型变压器。第三，对变压器的类型加以确定，要选择节能效果表现更佳的变压器，如SII系列变压器，具备噪音小、损耗低、空截电流小、抗短路性能优的特点，在实际使用中可以大幅减少电能损耗。最后，要对变压器组别连接加以确定，现阶段三相变压器在组别连接上主要采用D，yn11以及Y，yn0方式，与Y，yn0组别连接相比，D，yn11组别连接具有负载及空载损耗低、零序阻抗小的优势，能够有效抑制高次谐波电流，建议优选这一连接组别。
　　 3.采用无功补偿节能措施
　　 在10kV配电设计中采用无功补偿技术，能够有效抑制谐波影响及污染，降低无功流动过程中的有功损耗，从而提高电力系统运行质量水平。10kV配电设计中较常采用的无功补偿方法有：如涉及到容量大、负荷稳定的设施设备，如电动机、高频炉等，而又想突出强调电力运行的经济适用性，可以采用就地补偿方式，在设备的旁侧位置增设相应的补偿装置，以有效提升补偿效果。但单就补偿效果来说，就地平衡补偿方法效果最为理想，这种方法是通过在0.4kV母线旁侧加装并联电容器，同步设置与之相配套的调节设备及补偿柜等装置，从而使低压端用户能够根据无功负荷的变化状态自动投切相应的补偿电容器，一方面不需要将无功电能反送到高压线路，另一方面又可以将系统线路的无功电流降至最小化，实现电力系统线路有功功率损耗的最低化。
　　 基于就地平衡补偿方式的原理，可以在10kV母线旁侧加装并联电容器，对10kV配电线路及变压器设备在运行环节的无功损耗加以补偿，从而在降损的基础上，有效增强了线路末端电压强度，极大地促进了电力系统电能使用效率的提升。
　　 需要注意的是，如出现三相失衡的状况，在这种情况下，需要结合实际情况采取科学合理的分相电容补偿方式，避免因为补偿不足或补偿过大而引发系统隐患，给电网整体运转带来危害。通过实践得以证明，电力系统中采用无功补偿措施能够极大提高节能效果，但要达到补偿效果的最优化，需要对变压器的功率因数、负荷状况及容量大小进行科学计算，以此为基础，合理选择相应的补偿方式。
　　 此外，除了以上三种节能措施外，还可以通过优化电网布局，缩短供电半径的方式，提升电网运行质量，在10kV配电线路负荷中心电源设置上，分支越多，则电力损耗越低。因此，在电网布局上，要采用多测出线方案，以弥补单侧供电的不足及缺陷，出线方案一般选择三到四侧，以减少后期线路维护的任务量。
　　结语
　　10KV的配电系统在我国电力系统中有着决定性的作用，在生活中其存在着很多造成电能损耗的因素，这就要求我们认真分析10KV配电设计中的不足和缺陷，反复核算与测试后获取有效的节能措施和最优的设计方案采取节能措施，减少电能的损耗。开展电网经济运行又是从实际出发的节电技术。降损节能不但可以减少用户电费支出，提高供电企业经济效益，挖掘配电设备供电潜力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置有很大帮助。我们需要不断加大科技投入力度，因地制宜，积极探索，认真落实，有效地搞好配电网降损节能工作，从而取得更好的经济效益和社会效益。
　　参考文献
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　　[2]许爽.10kV配电设计中的节能措施[J].科技与企业，2014，（23）：201.
　　[3]吴元清.10kV配电设计中的节能措施[J].科技创新与应用，2015.
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