摘要：随着我国国民经济的高速健康发展，以电力设施为代表的基础设施建设也在以前所未有的速度取得发展建设。充足稳定的电力系统对国家安全、国防军事、工业农业生产与民生保障等方面具有无可替代的作用，是社会发展的基石。在电力系统中，10kV配电网是其重要一环，在配电网中占有很大的比重，但同时10kV的配电网又具有功率损耗大的缺点，从节能的角度上需要对10kV的应用方案进行重点设计，优化功率分配，提高配电效率。本文以10kV配电网的设计为基础，以10kV配电网的节能问题为重点，对10kV配电网的设计要点进行讨论，主要措施包括应用节能变压器与无功补偿等等，在文中进行详细介绍。
关键词：配电网设计；节能问题；电力系统
引言
配电网作为连接电力用户实体与公共电力网络的桥梁，其线路长度约占公共电力网络的六成以上，同时也耗损了电力运输过程中超过八成的电量。这部分的损耗主要集中在线路损耗与变压器损耗，因此这两个方面也是在配电网设计中节能优化的突破重点。配电网是只由无功补偿电容、配电变压器、架空线路、杆塔、隔离开关、电缆、以及一些附属设施组成的在电力系统网络中具有重要分配作用的网络系统，按照电压高低，可将配电网分为高压、中压与低压配电网。10kV配电网属于中压配电网，在中小城市与乡镇的电力系统设计中具有重要广泛的应用。随着我国城镇化进程的不断推进与经济设计的蓬勃发展，10kV配电网拥有着较大的进一步开发潜力。
1.10kV配电网的设计重点与相关分析
在我国的电力系统中10kV配电网的应用范围非常之广泛，在线路设计上具有很高的复杂性与相当大的节能潜力，配电网的设计特点是对其降低能耗，提高能量转换效率的基础，因此首先对配电网的设计重点做相关分析，在此基础上做出相应地优化方案，最终达到实现整个电力系统高效节能的目的。
1.1基础问题的方案设计
在设计10kV配电网以及其配套的电力系统方案时，设计工作者要充分分析与研判用电地区的用电情况、峰值情况与用电量的时间分布特点，明确该地区的总体电量负荷，结合各方面的数据对配电网的选择与应用做出因地制宜的设计。除此之外，还要求设计工作者充分考虑该地区的经济发展现状，结合该地的地理条件与相关政策，对该地区未来的发展情况与趋势进行合理预测，在电力系统的预估中留存足够的余量，未雨绸缪，以适应社会发展的变化，尽量减少二次施工的可能。
1.2 相关配电技术的选择与应用
在配电网技术的选择上，要求在电网的高压与低压都位于非工作状态的极端情况时，10kV配电网仍然可以保障系统的正常运行状态，有效提升电力系统的鲁棒性，保障用户的用电体验与服务，为该地区的经济社会发展提高坚实的电力基础。
1.3 提高10kV配电网的可靠性
在实际电力系统的工程应用与经验中可以发现，10kV配电网在应用中经常出现异常停止运行的情况，对电力系统的稳定性带来较大考验，针对这类问题，要求在保障环网线路处理可控状态的前提上，在10kV配电网中设置足量的相应分段开关安置于电网线路上，以维持10kV配电网的稳定运行，从而提高10kV配电网与整个电力系统的安全性、可靠性。同时要保证每段10kV配电网连接的用户实体的数量尽量控制在8个以下，减少电力系统施工、检修的范围，降低工程难度，保障安全施工。
1.4 定期检查10kV配电网的工作状态与使用情况
电力系统的可靠性与鲁棒性高度依赖于配电网的可靠性，因此提高配电网的可靠性具有非常重要的意义。在设计10kV配电网的过程中要紧密关注其可靠性，并要求在配电网的变电站附近设置足够的相应环网，并定期派遣具有电力检测资质的工程技术人员检查配电网的硬件情况与工作状态，规避其因电路老化、气候潮湿、人为损坏、自然损耗等因素引发的配电网的包括电磁问题在内的一些故障与隐患。
1.5应用中性点不接地的方式
考虑到10kV配电网的技术特点，在其应用于电力系统时需要使用中性点不接地的方式。这种方式的好处是一旦10kV配电网在某个单向节点出现了故障，这种方式可以很好地保护施工人员与地面居民的生命财产安全，并保证相关机电设备的财产安全。除此之外，中性点不接地的方式还具有提高10kV配电网稳定性的重要作用，结合以上两点，这种方式在10kV配电网中具有成熟的应用。
2. 对10kV配电网节能问题的具体分析
2.1针对10kV配电网的节能方法
根据10kV配电网的结构特点与工作方式，针对其进行节能优化时主要在以下两个方面展开：首先是配电网络内部线路的优化。在一些欠发达地区，或者配电网络建设较早的地区，其10kV配电网的结构设计存在一定的缺陷，具有较大的不合理性。在设计10kV配电网时，需要在用电的负荷中心以辐射状的形态安设匹配的供电电源，因为电流在线路中传播会存在无可避免的能量损失，且具体的能量损失与线路的长短成正比关系，线路愈长，能量的耗损也就愈大，因此要根据配电网的该特点，在设计供电区域内的线路时充分考虑线路的能量损耗，科学合理地权衡距离与损耗的关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二点是配电网线路的截面选择。由于线路横截面越大，其相同长度的线路电阻就会减小，因此可以推得线路的能量损耗跟配电网线路的横截面呈反比的数学关系，但同时横截面越大的线路，其造价成本也就更高。在选用线路用料时要充分考虑当地的经济条件、电力系统的建设成本、当地用电峰值、以及当地用电总量的现状与未来预测，选用经济合理的配电网线路材料。
2.2 合理选置配电变压器
变压器是配电网中的核心组成部分，对配电网的稳定工作起到重要的保障作用。在选配配电网变压器时主要在技术和经济两个层面进行考量，下面进行具体分析。
首先是技术层面，对电力系统的有关部门来说选择合适的配电变压器要充分综合其电流、电压、变压器容量、环境条件等等多方面因素，同时也要结合当地用电的整体容量、用电时间等因素，对电力负荷量做出科学精准的评估，以保证选置的变压器可以充分满足当地的实际需求以及未来一段时间的发展预期。在实际使用时，以保障电力系统尤其是配电网变压器的正常工作的前提下，配电网变压器的实际用电负荷需要尽量控制在其额定负荷的百分之八十之内，且不宜过小，当实际容量低于额定负荷的百分之五十时就要考虑更换较小容量的配电网变压器，当超出其额定负荷时，务必要更换更大容量负荷的配电网变压器，保证配电网安全的同时也保护了变压器的设备安全。
除此之外选择配电网变压器时尽量选配低压的三相四线制供电，这样可以同时满足动力用电需求与照明用电需求，对整个电力系统的稳定性有着重要作用。
在经济层面上，配电网变压器在整个电力系统中发挥着重要的作用，据相关统计变压器的电能损耗可以占到整个电力系统电能损耗的百分之三十五以上，其中配电网电压器的自我电能损耗可以占到整体电网发电量的百分之二，因此能否有效提升其能量转换效率、减少能量耗损直接决定了是否可以有效提高电力系统的节能水平。电力系统的节能优化工作要将重点放在配电网变压器的选配上，加快高性能变压器的升级与普及，优化变压器的内部结构，通过减少自身耗损以提升整个电力系统的节能性能。目前比较有代表性的高性能配电网变压器有S9等等，相信在未来随着配电网变压器不断受到电力技术人员的重视，越来越绿色环保的变压器会逐步由实验室走向应用。
2.3 应用基于自动协调原理的接地补偿设备
电网系统的实际配组网的设计施工过程中，经常会发生配电器过电压的场景，这就要求合理使用基于自动协调的原理的接地补偿设备以对过电压的可预测情况进行防护处理。通过接地补偿这一简单有效的措施，可以对电网系统中的过压进行合理有效地调节，使得过压的电压达到正常协调的水平。接地补偿设备具体可以分为包括消弧圈在内的六个部分，其实消弧圈是其最重要的核心部分，它不仅可以实现对配电网开关进行有效调节与远程控制，还可以根据电网的实时数据变化，有针对性地对电路进行调整，通过上述这些方法实现对完整电网系统的科学高效管理与控制。
2.4 应用无功补偿方法
无功补偿是提高电网能源效率的有效办法之一，具体根据实现方法的不同可以分为变电站补偿、就地平衡补偿与单独就地补偿三种。变电站补偿顾名思义是在变电站对损耗的功率进行统一集中补偿，为了维持电网系统的无功平衡，选取的补偿方式一般为无功补偿，具体的操作方法是选用匹配的并联电容器与静止补偿器安装于变电站的相应位置上，通过二者的协同工作保障电网的无功平衡，同时达到补偿功率的目的。就地平衡补偿是一种滞后性补偿，考虑到各地区的实际情况，很多地区的电网在规划中无法确保相关工作的规范性以至于在使用中经常出现反送无功电能的情况，对于这种情况，首先需要在前期规划中就要在电压为0.4kV的母线附近设置相应的并联电容器并安装一定量的补偿柜，以达到可以让用电用户根据各自的实际情况，单独地控制电流。同时这样的方法还可以有效控制有用功率的能量耗损。而单独就地补偿主要面向大用电量的用户实体，对其单划出来进行格外补偿。由于这类用户在实际场景下出现的概率较少，因此相关补偿措施应该以集中补偿为主，这样可以以最小代价实现最大覆盖的补偿效果。相关电力部门与电力技术人员应该集中力量对补偿方式进行探索创新，尤其是针对大容量用电实体提出相应的优化措施，比如现阶段在大容量设备边缘设置就地补偿设备等等，以适应各行各业对电力的使用需求特点。
3结语
配电网对电力系统的正常稳定工作具有非常重要的作用，在我国，配电网主要以10kV配电网的形式存在，同时10kV配电网的能量耗损高，转换效率较低，因此研究10kV配电网的节能设计对提高电力系统的稳定性，提升系统的环保效能具有重要的价值。本文首先围绕10kV配电网的设计特点进行了分析，并针对10kV配电网的结构特点，对结构中可以减小电能耗损的部分与相应的实施方法进行了分析介绍，同时介绍了相关的使用环境与优劣对比。通过本文的分析可以看出，10kV配电器的节能设计已取得了较大突破与应用，在接下来的研究工作中相关人员要重点围绕配电网变压器进行创新改良，同时对配电网中的其它可优化的环节进行进一步攻关，相信10kV配电器的相关技术会取得更大的突破，为我国的经济社会发展做出更大的贡献。
参考文献:
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[3] 张士杰,李会军.基于10kV配电网设计及节能研究[J].建材与装饰,2016(22):240-241.
论文作者:宣杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
标签：配电网论文; 电力系统论文; 变压器论文; 线路论文; 节能论文; 电网论文; 电力论文; 《电力设备》2019年第23期论文;