摘要：本文主要探讨了10kV配电网设计中关于节能的相关措施，希冀对同行起到一定的借鉴意义。
关键词：10kV配电网设计；节能措施；无功补偿
引言
配电网属于电力系统最后期的电力输送程序，负责与电力用户的连接工作。因为配电网能源耗损的主流部分是线路内的能源消耗以及变压器内的能源消耗，从这一方面来讲，在对配电网进行设计的过程中，应当分析其存在不必要耗能的原因，并尽量减少电路所消耗的能原量，进而从根本上节约电能，实现配电网系统的优化。
一、10kv配电网的设计要点
1.1做好基础性工作
在配电网的供电区域内进行各项数据的检查，对电负荷进行有效的估计，同时对用电的情况做好记录工作，确定好该区域的用电总量和详细的电量使用情况。在电能消耗上进一步进行预算评估，确保各项数据的准确性和合理性，在此基础上对用电的数据统一的整合和设计。
1.2配电技术的应用
随着科学技术的发展，配电技术在10KV配电网中的应用使得输电系统的供电可靠性更高，保障了电力系统正常的转电服务。例如分布式电源的引入，使得台区配变和高压变电停止工作时，也能够对用户进行正常的电量供应。
1.3缩短线路检修的停电范围
在线路发生突发性故障时配电网会停止工作，要尽量的缩短检修线路、发生故障的停电范围，在保证线路正常运行和电网线路在可控制的范围内。在10KV配电网上按一定距离和用户接入情况设置多个具备自动化要求的线路分段开关。对每个线路上放置3-5个开关控制器，而对每段配电网连接的用户进行数量的控制，保持在7-11户左右。可靠、快速、灵敏、有选择性切除故障点，有效的缩短检修电路和发生故障的停电范围，提高配电网的供电可靠性。
二、10kV配电网能源损耗的原因
2.1技术线损
技术线损通常是指电流在电力网中经过输送、转换和分配电能等所产生的能源损耗，可分为可变损耗和不变损耗，其中不变损耗是可计算出来的，是电流传送不可避免的损耗，而可变技术线损是可通过采取一定的技术措施来降低和避免的，主要有以下4点原因：
（1）配电网中存在部分陈旧供电设备（如高耗能配电变压器SJL），这些陈旧供电设备其自身损耗就比较大，无疑会增加线损。
（2）由于三相电流IA、IB、IC相互不平衡，导致中性线产生电流，进而产生不必要的线路损耗和配电变压器损耗。
（3）配电网结构、布局缺乏合理性，而导致供电半径拉长或配电站/变电站偏离负荷中心，并由此增加线损。
（4）偏远地区配电变压器负荷率较低、经常空载运行，或传输电力导线截面选择不合理、线阻较大。
2.2管理线损
管理线损由人为因素造成，一方面由于电力管理部门管理不够严格，出现电网设备漏电、抄错表、漏抄和误抄等现象；另一方面由于管理不严格，用户违章用电、偷电而引起线损。
三、10kV配电网设计节能措施
3.1变压器节能措施分析
3.1.1合理选配变压器的容量
从理论上讲，要使变压器发挥最大效率；应使平均负荷率为额定容量的50%～75%。但因为变压器本身的负载及功率因数是变化的，且有超载运行的可能性，故不必按最大效率的准则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，空载损耗会大大增加；变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大。通常工厂及民用等用电设备，其负荷是变动的，每天都有所不同。选择容量的计算方法如下：
（1）计算负荷量及功率因数，在待选的系列变压器中选择多种容易（即不同规格）的变压器，以供作待选变压器（其额定容量应大于负荷的最大视在功率）。
（2）计算出各种容量变压器与负荷对应的负载率。
3.1.2选择变压器的数量和类型
为了降低变压器损耗，应根据企业负荷情况合理选择变压器的数量和类型。选择时一般应遵循以下原则：
（1）合理选择变压器台数。负荷绝大部分为三级负荷的，可装设一台变压器；若企业一二级负荷所占比例较重。必需两个电源供电的.则应装设两台变压器；特殊场合可使用多台小容量变压器。如受运输和作业条件限制的井下变电站。
（2）选用低能耗、高效率的节能型变压器。这是节能的重要手段，它可以减少空载时由铁损、漏磁损耗、激磁电流产生的铁损和负载时由负载电流在变压器线圈电阻上产生的损耗。我国配电变压器行业经过不断努力。在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺上都有所突破；因而在节能降耗、降低空载电流和噪音等方面都有较大进展。可以在其中根据需要进行选择合适型号的节能型变压器。
3.1.3提高变压器功率因数
负载功率因数的降低将使变压器的效率降低，从而使其损耗增大。用电设备（如各种电动机、感应炉、电焊机等）除了要消耗有功功率以外，还要消耗相当数量的无功功率，从而导致电网功率因数的恶化，这将使变压器损耗增加且增加电费。如果在这种系统中设置移相电容器，负载的功率因数就会得到改善，无功功率则受到抑制。同时，移相电容器补偿了无功电流，使配变电设备及网路的实际电流减少，从而提高了变压器的利用率，降低了变压器的铜耗及线路损耗，节约了电能。
3.2开展无功补偿
无功功率补偿是一种提高电网功率因数、降低电网损耗、提高电网质量的重要方法，其具体的方法如下：
（1）配电站补偿
进行变电站补偿是实现电网无功平衡的重要方式之一。通过安装并联电容器、静止补偿器，可以平衡电网的无功功率，提高其功率因数，对主变压器和高压输电线路的无功损耗进行补偿。
（2）就地平衡补偿
若是电网前期规划不够合理，则其后期的运行过程中，容易导致部分高压线路反送无功电能现象的出现。因此，在电网前期规划过程中，就应在0.4km的母线边缘设置好并联电容器，并安装好补偿柜（见图1），使得用户能够在日常使用的过程中对自身动态实现有效的掌控，达到减少无功电流的目的。同时，就地平衡补偿也可以使得电流运转时的有功功率的损耗降到最低，实现节能降损。
图1常见的就地补偿装置示意图
（3）单独就地补偿
当前，大多大型的电力用户的无功补偿方法都是“集中补偿”，其在在计量口达到了很好的功率因数值，但不能说明日常配电的功率因数高，同样也就不可能达到很好节能的节能效果。同样的，虽然就地补偿在这个过程中也发挥了一定的作用，但是其主要还是集中补偿在发挥作用。因此，在一些非常大容量的用电设备周围有必要布置一些就地补偿的装置，从而达到更好的补偿效果。
3.3三相负荷的平衡
在降低10kV配电网的能耗时，将三相负荷合理平衡也是一种非常有效的手段。按照以往的情况来说，讲三相负荷合理平衡的难度相对较大，利用简单的措施调节三相负荷的平衡，最后呈现的减轻损耗的效果不明显，这一项工作应该结合用电区10kV配电网的实际运行负荷情况和配电的规律来调整三相负荷，使其达到平衡的状态。
3.4配电线路选择
（1）缩短0.4kv线路供电半径
通过对配电网供电半径进行合理确定，可以有效的提高电网的输送功率，降低线路的损耗，从而有效的确保供电的质量。所以在这种情况下，可以在设计工作中，利用缩短0.4kv线路供电半径来降低线路的损耗。设计人员可以在不影响用户发展规划的前提下，将10kv线路深入到0.4kv线路的负荷中心，这样可以有效的减少用户独立变电所位置与负荷中心的距离，从而提高电压的质量，所以在设计时，设计人员可以利用负荷功率矩法、负荷电能矩法和负荷指标图法对确定变电所与负荷中心的距离，使其尽可能的接近，从而降低线路损耗。
（2）10kv供电线路与相应金具的选择
1）合理选用10kv线路导线截面
在规范中对于10kv导线的截面有具体的要求，但在实际选择时，选择高于规范中一个等级的导线截面，这样对于相同的输送负荷来讲，增加导线的截面，可以有效的减少线路电阻的损耗，不仅能够满足客户的需求，而且还可以实现节能的要求。
2）采用架空绝缘导线
在10kv配电线路上采用架空绝缘导线，其不仅可以有效的提高线路的可靠性，同时对于城市中的复杂环境，减少了短路和雷击的情况发生，所以可以有效的保证供电的连续性，使维修工作量降低，同时更利于线路利用率的提高。在城市中利用架空绝缘导线，可以使杆塔的结构得到简化，必要时可以沿墙敷设，不仅降低了线路成本，而且也美化了城市的环境。利用架空绝缘导线可以有效的降低对空间的占用，线路可以在狭小的通道内进行穿行，减少了导线腐蚀性和电能的损失，使线路的使用寿命得以延长。
3）使用节能型金具
金具是目前配电线路中大量应用的一种设备，其由铁磁材料制成，种类较多，如耐张线夹、防震锤，还有部分与导线进行接触的金具等，这些金具在运行时由于会导致磁滞损耗和涡流损耗的发生，所以在节能设计上可以使用无磁或是低磁的金具，这样可以有效的降低配电线路上损耗的发生，实现节能的效果。
3.5强化线损管理工作
在线损管理上根据不同的线路和不同的区域开展工作。逐步完善计量表的装置，这样对于线损的统计可以完全自动化，进一步提高统计计算的精确度。除此之外，还要对线路进行定期维护和检修，保证供电的安全性和可靠性，减少线路损耗提高电能的质量。同时对于偷电窃电的现象亦要有行之有效的处罚措施，这样才能从根本上减少窃电偷电现象。我国的用电管理制度依然不略完善，这就需要与相关部门共同合作，工作人员本身的素质亦需要不断提升对工作认真负责，杜绝抄表不同步、漏抄、估抄或不抄现象。
四、结束语
随着电网改造的不断进行，配电网运行的安全性和可靠性不断拉升，而对于10KW配电网设计，则需要设计人员确保设计方案的切实可行性，只有这样才能实现电能的科学、合理利用。而设计的合理性和科学性，也是实现配电网节能的关键，对企业的健康发展具有极其重要的作用。
参考文献：
[1]10kV配电设计中的节能对策探讨[J].张祥.科技致富向导.2014（32）
[2]探析节能措施在10kV配电设计中的应用[J].游荔华.电子技术与软件工程.2014（18）
[3]10kV配电设计中的节能措施探讨[J].苏春成.广东科技.2014（10）
[4]10kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].陈映峰.中外企业家.2015（05）
[5]浅谈10kV配电网的节能降耗[J].林业升.科技风.2014（18）
[6]浅谈10kV配电网的供电可靠性分析[J].罗王琼.科技传播.2010（09）
论文作者:叶海强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：变压器论文; 线路论文; 负荷论文; 配电网论文; 导线论文; 功率因数论文; 节能论文; 《基层建设》2019年第2期论文;