广州市电力工程设计院有限公司
摘要：随着经济发展，社会各行业对电力需求大幅上升，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，是否能够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10kV配电设计节能的重要意义及其问题加以阐述，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
前言：现实生活中，电已成为了人们生活中不可缺少的物质。10kV低压配电网是电力系统的一个重要的组成部分，直接肩负着向广大电力用户提供电能的重任。在对10kV配电线路设计阶段，要求对每个部分都要进行合理的安排和配置，这样才能使得整个电力工程更好的实施和运行，确保电力建设质量，实现节能的目标。
一、电力工程10kV配电设计节能的意义
现阶段我国电力系统中用于远距离输电环节的主要是35kV及以上的输变电系统，但在实际供电中，与众多用电用户相连的是10kV输变电系统。因此，在配电线路设计中，10kV配电线路是电力配电系统的重点及核心部分。10kV配电线路在实际运行当中存在线路长、覆盖面广泛、设备整齐不一等弱点，外加因为技术缺陷、电力管理不完善及供电环境的制约影响，都使10kV配电线路出现了电能损耗的情况，一方面不利于电力能源的高效利用，另一方面也与节能减排的理念相悖。
二、电力工程中10KV配电设计中存在的浪费问题
1、布局以及结构不合理的原因
假如部分10kV配电站没有设置在负荷中心，使得供电范围超出合理供电半径，导致线路损耗增大，并且不能保证供电质量；或者没有根据实际情况制定，只追求供电可靠和安全性而选用容量过大的变压器，整个线路出现冗余、迂回，在加大工程投资的同时又造成了电能损耗。
2、线路的损耗
当某一时刻出现负荷过大的情况就要求变压器的容量要增大，也就增加了变压器方面的投资与耗损，同时负荷曲线的变化波动使得电压表现为运行偏低，在同样功率的输送过程中，电压降低了，电流就要相应的增大，同样会造成电能损耗。解决的方案是通过有计划的提高电压来降损功率因数过低。配网系统需输送部分无功率，在输送恒定有功时，功率因数越小，则需要更大的在功率和负载电流，而线路损耗和变压器损耗均与负载电流的平方成正比，相应的导致损耗增大。
3、三相失衡
三相负荷不平衡的变压器的空载损耗在正常情况下是一个恒量，而负荷损耗则随负荷的大小而变化，且与负荷电流的平方成正比。三相负荷不平衡时，三相变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和，当三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小；当变压器处于三相负荷最大不平衡运行状态时，其损耗是处于平衡状态时耗的3倍。低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压线路上电能损耗增加10%以上。
3、设备方面损耗
配电变压器自身的损耗在10kV配网总损耗中约占80%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电网中运行时间较长的变压器大部分为低效率高损耗变压器，且缺陷较多.自动化水平较低，每年产生的电能浪费十分巨大。
三、电力工程10kV配电设计节能措施探究
1、合理规划电网布局
负荷功率一定的前提下，越小的供电半径出现越多，同hi线损程度也更低。以10kV配电线路为例，其深入至0.4kv线路负荷中心时可使0.4kv供电系统供电半径大幅缩短，线路损耗随之减少，电压质量也得到明显提升。而在供电容量恒定以及网络总电阻无明显差异的情况下，选择在负荷中心设置电源，分支越多则意味着损耗越低，且随着分支线平方而下降，因此单侧供电是不可取的。着眼于电网线路规划来看，3～4侧出线供电方案较为合理，既避免了单侧供电的弊端，又控制了因出线太多而增加的维修工作量。
2、在变压器环节采取节能措施
在10kV配电线路中，要想做好节能设计工作，首先应合理选择变压器，并遵循如下内容：
（1）确定合理的变压器容量
为有效避免负载损耗以及空载损耗的增加，设计者应充分考虑变压器负荷量、变电对象负载率以及功率因数等因素，并通过科学计算来合理控制平均复合，此数值约为额定容量的50%～75%，以便于充分发挥其使用效率。
（2）确定合理的变压器用量
通常来说，如果一二级负荷所占比例相对较大，则应设置两个变压器。如果三级负荷所占比例相对较大，则应设置一个变压器。对于其他一些特殊情况，则尽量选择容量较小的多个变压器。
（3）确定合理的变压器类型
所选变压器应尽量具有良好的节能效果，以SⅡ系列变压器为例，此类变压器可予以推广使用，因其较S9系列噪声更小、耗能量更低，同时抗短路性能更强，且空载电流更小，具有较高的可靠性。
3、采用无功补偿节能措施
在10kV配电线路中，无功补偿方式中常用的包括如下：L倘若设计对象属于负荷稳定且具有较大容量的高频炉以及感应电动机等用电设备，并对投入运行应有的经济性做了较多强调，则应以单独就地补偿方式为佳，在相应设备旁单独装设补偿装置，最大化改善补偿效果；就补偿效果而言，就地平衡补偿方式无疑是最理想的，将并联电容器安装在0.4kv母线侧，同时进行相配套的动态调节设备以及补偿柜的安装设置工作，低压端用户在此种情况下能够结合无功负荷变化来自动投切补偿电容器，这种方式既可保持线路无功电流处于最小化，同时也避免了高压线路反送无功电能，有效功率损耗得到良好控制。将并联电容器安装在10kv母线侧，则是补偿变压器以及配电线路运行中所产生的无功损耗，其主要利用降损来增加末端线路实际电压值，由此使电能利用率得以提升。
4、三相失衡选择相应补偿方式
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。
四、结束语
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。这样降低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。
参考文献：
[1] 梁永坚.论电力工程10kV配电设计中的节能措施[J].建材发展导向（下），2011，（5）：87-88.
[2] 李政，魏强.电力工程10kV配电设计中节能措施解析[J].中国新技术新产品，2014，（15）：90.
[3] 余绪和.10kV配电线路设计优化及节能研究[J].电源技术应用，2014，（3）：464-465.
[4] 许爽.10kV配电设计中的节能措施[J].科技与企业，2014，（23）：201.
论文作者:王帅卿
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/14
标签：变压器论文; 负荷论文; 线路论文; 节能论文; 电能论文; 电力工程论文; 措施论文; 《基层建设》2016年8期论文;