摘要：企业配电网的作用是为生产建设和生活用电提供动力，但是，配电网在对电能进行输送的过程中，难免会出现部分电能损耗，这些都会对供电效率和质量产生直接影响，因此，进一步研究和应用配电优化技术也就非常重要。本文中，笔者就主要从配电变压器、配电线路以及无功补偿电容器等各个环节，结合目前配电技术现状，对节能潜力进行了分析，并从提高效率、降低损耗等各个方面来进一步优化和设计配电网。
关键词：配电网；优化；研究；应用
随着企业的不断发展，电能成为企业生产建设和办公中必不可少的一环，而供电的效率和质量也直接影响着经济发展。配电网是生产的重要保障系统，也是动力来源，但是电网在对电能进行输送的过程中，难免会出现电能损耗，影响供电效率，因此，必须进一步优化配电技术，才能更好的提升电网供电效率，避免电网损耗。
一、关于配电网优化技术的研究
（一）配电线路的经济运行
导线是电能传送的载体，但是，由于导线自身也带有电阻，因此电流通过时难免出现一定的电能损失和功率损耗，同时，也有部分电能损失和功率损耗会发生在电磁能量转换的过程当中。
研究表明，影响线损的因素非常多，包括功率因数、有效功率、线路电压以及导线的截面积和长度等，在配电网优化过程中，尤其是要注意控制功率因数，确定线路电压以及合理选择导线截面积等工作，来尽量减少线路的损耗。
一是导线截面积的合理选择。线损和导线截面积呈现反比例关系，也就是说，截面积越小，线损越大，但是，截面积越大，导线的投资成本也就越大，因此，影响导线经济供电的关键因素之一就是导线的经济电流密度。依据凯尔文定律可知，对于导线最佳经济截面的确定方式，就是每年损耗产生的成本与每年摊销的一次投资之和最小。过去，钢芯铝线和裸铝线的经济电流密度是每平方毫米0.9安，但是随着电费和导线价格的变化，这个经济电流密度已经不是考虑导线截面的最佳依据。经过精密计算可以得知，目前裸铝线和钢芯铝线的经济电流密度分别是每平方毫米0.253安和0.285安。
二是合理确定线路的最大负荷距。线路负荷距是对线路长度与线路负荷之间关系的直接反映，因此，对于线路负荷距的计算方式就是线路长度与线路负荷相乘。以港口供配电系统为例，6千伏系统网的损耗应当不大于6%，再减去部分变损，线损应当在4%以下，通过计算可知，如果针对LGJ-120导线，且负荷距为4300，那么负荷是1000千瓦时，供电距离应当小于等于4.3千米，如果供电距离达到10千米，供电负荷应当小于等于430千瓦。
三是合理选择高压配电电压。在对高压配电电压进行选择时，应当充分考虑三个方面的要素：第一个是供电可靠性，6千伏与10千伏系统之间几乎没有差别，其电压等级相同，依据工厂配电设计原则，通常情况下应当优先选用10千伏的电压；第二个是电能质量，重点是电压质量，与6千伏系统相比，10千伏的要更好一些；第三个是运行经济性，在线路参数和线路输送功率固定时，线路功率的损失会随着电压的增高而减小，因此，10千伏线路的损耗要远远低于6千伏线路的损耗。
（二）配电变压器的经济运行
根据企业配电变压器目前的应用状况可知，配电变压器是存在一定节电潜力的，主要体现在以下两个方面：
第一个方面是节能变压器的应用。目前企业配电网中常用的变压器主要有SJ型变压器、S11型变压器、S7型变压器以及S9型变压器，与其他型号的相比，S11型变压器的负载损耗和空载损耗都相对较低，因此建议使用S11系列变压器。
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第二个方面是对经济负荷率的考虑。通过研究和对比可以得知，变压器损耗会随着非负载率的增加而降低，与S7型变压器和S9行变压器相比，S11型变压器的有功经济负载系数大约为0.35，由此可见，与经济负载系数的点越接近，其损耗越小。实际应用中，在选择配电变压器时，应当对变压器的损耗、容量利用率以及价格进行综合的考量。
（三）优化无功补偿的配置
无功补偿是所有节电技术中最简单、最有效的方式，在实际应用中，无功补偿存在的主要问题表现在：一是低压补偿少，高压补偿多；二是高压补偿量多点少；三是缺少场桥类的无功补偿；四是没有充分考虑电容器对电机的影响。
解决上述问题的主要技术措施，具体包括以下几种：
一是单机负荷。可以将补偿电容器安装到异步电动机的启动柜上，让二者的启动和停止保持同步性，对于低压电容器，应当优选自愈式并联电容器，选择补偿容量时应当小于等于电动机的空载容量。同时，还可以增加两项保护，一个是把一组过电压保护器并联在电机和电容器上，另一个是将自动空气开关保护增加到电容器的回路上。
二是带多机变压器。将无功自动补偿装置安装在变压器低压侧，同时以变压器容量的三分之一为标准来选择电容器容量，将电容器分成多个不同的组，以变压器总负荷功率因数为依据，将电容器自动分组投入，能够尽量降低电网对无功功率的吸收，保证功率因数高于0.95。
三是输送电机。通常情况下，对输送电机无功补偿的实现方式主要有三种：第一种是将无功补偿电容器增加至电机控制柜上；第二种是将电容器静态补偿安装在变压器的10千伏侧；第三种是将电容器动态补偿安装在变压器的10千伏侧。通过比较上述三种方式，最佳方式应当是第二种，因为其投资成本相对较低，但必须对输送系统的运行动态进行跟踪，一旦输送电机停运，必须第一时间把电容器退出，避免线路上流动不必要的无功电流。
四是高压分散补偿。这种技术主要是用来对变压器的无功功率进行补偿，同时对经过低压负荷地在补偿后剩下无功功率进行补偿，其补偿原则是相对分散，且容量宜小。具体方式包括以下几种：第一种是以50千瓦或者100千瓦为一个点，来降低无功电流量；第二种是根据潮流计算，在负荷中心安装高压电容，能够对线路上流动无功电流的距离进行缩减；第三种是在安装电容器时，运用充气式高压断路器柜，来充当电容器的短路保护，在电容器的过压保护方面可以选择应用三柱式过电压保护器。
二、关于配电网优化设计的应用
笔者运用电力分析软件，基于电网潮流计算来对路径进行优化，同时依据经济电流密度对导线截面积进行了合理选择，并采用了S11型变压器，在变压器容量的选择方面参考了最佳运行区间和经济负荷系数，在对无功补偿电容器进行优化时严格遵循了高压分散补偿为辅，低压就地补偿为主，高压分散补偿和低压就地补偿相结合的原则。应用效果良好，有效降低了电网的电能损耗。
结语
综上所述，在对配电网进行优化的过程中，应当以提高效率和降低损耗为方向，从配电线路、配电电压器以及无功补偿等各个方面进行综合的考量和选择。
参考文献
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论文作者:董彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/22
标签：变压器论文; 电容器论文; 导线论文; 线路论文; 负荷论文; 截面论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第19期论文;