摘要：伴随着经济社会的快速发展，国家电力供应面临着巨大挑战，因此对于配电网络的优化具有积极作用。现阶段，10kV配电网络是应用最为广泛的类型，获得了广大地区的推广和支持，由于10kV配电网络的末端始终和用户处于直接连接的状态，所以配电网络的好坏也将直接与电力的供应状况相关。受到国家长距离输电等因素的影响，配电网络线损率持续升高，以至于影响到国家配电网络的经济效益。
关键词：10kV配电线路；优化设计；节能措施
经济社会的快速发展对于我国电力供应提出了新的要求和挑战，关于配电网的设计及其优化对于保障我国经济社会建设的电力能源供应至关重要。目前，我国应用最为广泛的当属10kV配电网络，其在我国广大地区获得了较大规模的推广，同时由于10kV配电网的末端直接与用户进行连接，因此配电网络的好坏将直接决定着电力供应的可靠性和安全性。同时，由于受到我国长距离输电等因素的限制，我国的配电网络线损一直居高不下，成为影响配电网络经济效益的重要因素，因此在实际的10kV配电网设计过程中还需要充分考虑到实际的配电网节能问题，通过选择合适的电力设备以及节能措施提升电能的利用效率，以获得更高的经济效益。
一、10kV配电线路设计基本过程
第一，相关设计单位接到10kV配电线路设计工作以后，首先根据要设计要求明确和测量10kV配电线路的起点、终点确定10kV配电线路的长度，然后明确和测量10kV配电线路的起点、终点，接着确定10kV配电线路导线截面；第二，全面勘察10kV配电线路周围的地形地貌，对于10kV配电线路沿途的地势地形情况了然于心，结合实际的地形情况，运用计算机专业软件系统编制10kV配电线路设计方案，和现实情况进行科学对比分析，然后准确进行分析和计算，绘制更加准确、详细、完整的10kV配电线路路径图；第三，完成10kV配电线路路径图以后，结合10kV配电线路设计要求，根据10kV配电线路的档距、导线截面、气象天气、地形地势等，合理设置杆塔；第四，结合10kV配电线路设计方案，分析其经济性，编制完整、详细的10kV配电线路设计预算文件；第五，在10kV配电线路设计准备阶段，仔细对比各个设计方案，结合实际情况，选择经济合理、技术可行的设计方案，按照相关设计要求适当调整和优化，完善设计内容，为10kV配电线路设计奠定良好的基础。
二、10kV配电线路设计中存在的主要问题
在10kV配电线路设计的过程中，难免出现这样那样的问题，因此需要正视其中出现此类问题的原因，同时也需要积极的采取合理对策加以解决，保证更好的落实相关的线路设计工作，就设计过程中的细节流程等适当的分析判断，以综合分析的眼光，及时发现其中的不足之处，采取合理科学的措施解决出现的所有问题。
2.1电源点不合理
出现这种问题的主要原因是相关的电力规划部门没有重视科学的规划，特别是在对10kV配电网进行规划的时候，缺少相应的统筹思路，导致大量的10kV电源点在区域的分布上不合理，加之电源点的数量不足，导致配电网的供电半径过大，从而加剧了10kV配电线路的损耗。同时还因为电源点的布局不合理，促使部分区域的电力负荷呈现出失衡的状态，这在一定程度上阻碍了配电网的稳定可靠性的发挥。
2.2结构设计不科学
配电网络结构的设计至关重要，但是受到城市发展规划的影响，导致国家大多数的10kV配电网在整体结构的设计上没有采取合理科学的措施，特别是伴随着时间的推移，加之配电网络的复杂性，导致配电网的日常检修和维护工作相对复杂，在具体操作的过程中面临着重重困难，甚至于威胁到配电网络的整体运行。
2.3可靠性达不到标准
10kV配电网络在实际运用的过程中，其运行的可靠性无法达到具体的标准，因此难以满足实际的需求，同时也存在着超负荷工作的现象。因为国家的城镇化水平正在不断提升，但是10kV配电线路还没有经过合理的改造与扩容，导致区域内的配电网络出现了超负荷工作的情况，严重影响到配电网络的可靠性运作。
三、10kV配电线路功能损耗的原因分析
配电线路对于电力输送的影响十分巨大，在电力输送上作为电力输送的最终环节。发挥着十分重要的作用。在具体的配电过程中，往往由于线路长、覆盖面广、输送设备的质量不同而会产生相关的电力影响，同时由于地理位置和自然环境的影响，在输送过程中，难免会发生线损。其中，这个线损量主要包括两个方面，即技术线损电量和管理线损电量两个部分。其中技术线损电量指的是在电力输送过程中由于输送设备的问题而损失的电量，这个设备问题方面主要包括线路的变压器问题和相关的电阻以及电网运行过程中的电压浮动及长时间的工作负荷所引起的相关损耗。变压器台数多、电力容量大、工作时间长，在电量损耗方面占了很大的比例，所以降低变压器的功能损耗具有很重要的意义。有相关数据表明，变压器的空载消耗与负载消耗之间存在着相关的联系，尤其是针对电力的运行效率方面有很大的关系。当变压器的空载损耗与负载损耗几乎在同样的数值上时，其所产生的电损消耗会降到最低，对于整个输电来说是莫大的好事，整个输电线路的运行效率就会达到最大值。电阻损耗值是电流在经过相关的导线之中或其他的电气设备过程中，由于电阻产生的相关损耗。要能够将导线的长度进行降低或者是将导线的横截面积增大以达到将导线的电阻进行降低的效果。根据实际情况，增加导线的横截面积是不可取的，这样会增加投资而且不利于输电线路的建设，最为可行的办法就是增加输电线路的长度。将电力输送进行分批进行，可以对整个使用电力有很大的影响。在具体的降低配电线路电能的损耗方面，可以有多种措施将技术方面的电力损耗降低。
四、10kV配电线路的优化设计
作为整个电力工程建设中一项重要的工作，10kV配电线路的设计显得十分重要，配电线路的设计不仅要受到很多规范的约束，在技术性上面要能够做到符合专业和科学规范。对于设计的技术有很高要求。换一句话说，在10kV配电线路的设计工作之中，不仅仅要能够对国家现行的相关规范和要求进行规范执行，而且要还考虑到实际的情况进行进一步的改善和设计，从而能够满足实际的市场的需求，保证社会生产和生活顺利进行。
4.1选择合适供电线路导线
供电线路的导线对于整个电力输送有着很大的影响，而且在损耗方面也是有很大的影响，电力的部分损耗与电阻有关，所以对于10kV供电线路的导线选择要能够有所要求和标准。只有将导线的选择合适，才能够保证消耗的降低，才能够为电力的输送产生很大的作用，在对供电线路的导线进行选择的时候，可以选择电阻较小的导线作为输送材料，还可以通过增加长度来降低输送电能的损耗。以实例来进行说明，选取相关的区域和设定具体的数值来进行计算：
导线有功功率损耗：Px=3IjsR0L×10-6（kW）式中：Ijs—计算电流，A；R0—导线电阻，12/km；L—导线长度：m。导线截面增加后，线损下降：△Px=3Ijs△R0L×10-6（kW）；△Wx=3Ijs△R0Lt×10-6（kWh）；式中：△Px—线损有功功率损耗下降值，kW；△Wx—线路有功电能损耗下降值，kWh；△R0—线路电阻减少值，12/km；t—线路运行小时数：h。
假设每千瓦时电价为B元，两相邻截面电缆每米价格相差E元，则截面加大后，减少的线损电费M和增加的线路投资N各为：M=△Wx×B（元）N=E×L（元）若M=N，则节省电费与增加投资相等，可得：t=E/3I﹣js△R0B×10-6（h）假设VV22-0.6/lkV四芯电缆埋地敷设，计算电流为环境温度30℃时的相应载流量，截面加大后节电效果见下表：
所以需要增大导线的横截面积有助于降低损耗，另外可以使用无磁甚至少磁的设备来进行电力输送，有利于降低损耗。
4.2选择合理的10kV配电设计线路
输电线路的设计受到很多因素的影响，在输电线路的选择上，要尽量
选择相关的输送区域，将整个的输送区域进行调查研究，确立具体的电力输送路线，尽量避免因地理位置和地形地势而产生影响的地方；而且要尽量在高空架设线路，原理居民区，保护居民安全，同时也有利于维修和保养。尽量选择在平坦的地方去建设电线杆。保持相同的距离一般为50到60米。这样有利于电力的传输，降低损耗。
五、10kV配电线路节能措施
5.1线路设计的节能措施
在设计前要做好设计的前期调查：对供电区域进行负荷预测，了解当地的用电负荷发展情况；根据不同区域的地理环境特征和用电性质需求相结合考虑。10kV配电线路是整个电力系统中规模最庞大的一个系统，线路长，节点多，整个过程产生的能量损耗极大，所以减少能量损耗难度大却势在必行。线路设计的节能核心是减小施工、检修和发生事故的停电范围，缩短线路过长产生的连锁反应，避免造成大范围的影响，因此配电网设计应在每一分段都设置开关，将长线路划分为许多个小节，防止彼此之间的故障影响，缩短停电范围。其次，根据供电区域负荷发展情况，合理正确的选择供电半径和导线截面，降低线路电阻值，降低线路的损耗。
5.2选择有效的配电变压器
首先，技术方面。一般会根据变压器的电压、容量、电流以及使用环境来考虑选择变压器，其中，变压器的容量选择还需根据使用区域用户的所有用电设备综合容量、使用时间来确定需要负荷。应保证在正常运行的条件下，变压器额定容量的75%～90%为变压器所承受的用电负荷。在实际运行过程中，若变压器承受用电负荷小于50%，则需将变压器更换为小容量；若变压器承受用电负荷大于90%，则需将变压器更换为大容量。另外，变压器的初级线圈电压值的选择决定于线路电源，次级线圈电压值决定于用电设备。在实际应用中，通常会选用低压三相四线制电，它可以保证动力和照明用电的同时供给。其次，经济方面。变压器在电力输送中的作用及其重要，节能减排的目标在变压器能效水平的提高上表现得异常突出。在电网损耗中，变压器损耗占到30%～40%，因此，变压器行业的节能是保证配电网节能、减少全国发电损耗的重要途径。2005年，电力行业已经推出行业标准来促进本行业对老旧变压器、能效降低的变压器进行替换，以强制性的手段减少了电能的损耗。目前市场上出现了多种型号的节能型变压器，它们都有良好的节能效果，发展前景广阔。例如非晶合金变压器，它的铁芯采用非晶合金材料制成，磁性、抗腐蚀性都很强，比起传统使用硅钢片作铁芯的变压器，非晶合金变压器减少了80%左右的空载损耗，85%左右的空载电流。另外非晶合金变压器的制作过程还减少了能源的使用、降低了材料的损耗，节省了电力消耗，还在气体排放上降低了对环境的污染。
5.3基于无功补偿方式的节能措施
进行无功补偿主要是对中低压配电系统进行无功补偿，控制电网运输中产生的谐波污染，给电网用户在用户一端提供无功功率。进行无功补偿可以有效减少对有功功率的损耗，提高配电网的运行速度。无功补偿主要包括变电站补偿、就地平衡补偿、单独就地补偿。变电站补偿是指在变电站进行集中补偿，就地平衡补偿是指对后期电网运行过程中进行补偿，提高线路末端的电压。单独就地补偿是在用电设备周围安装就地补偿，就近最快地进行补偿。单独就地补偿针对的是电容量较大、负荷也相对稳定的大型机械设备，比如电动感应机。
结语
在能源较为紧张的当今社会，在各行各业都应该重视节能减排的目的，电力能源可以为各个行业提供发展的动力，体现出无可比拟的重要性。此次研究重点分析了10kV配电线路优化设计的具体方案，同时结合节能减排的目标分析了相关的措施，为国家资源型社会的建设创造良好条件。
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论文作者:刘超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/4
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