东莞市广安电器安装工程有限公司 523000
摘要：节能减排是我国的经济发展的一个长远方针，随着社会的发展，人们对电能的需求量也在逐年增加。要长期可持续的发展，就要合理有效的节约用电。配电是直接与用户相连并且向用户分配电能的环节，配电线路的设计要求非常高。所以在 10kv 配电设计中如何高效、安全地用电是电力发展要考虑的问题。本研究主要是针对 10kv 配电设计中节能措施进行深入探讨，实现节能减排的效果，为社会的可持续发展助力。结合实际工程，对配电房中配电设计的各个环节进行简要分析。
关键词：10 kV 配电房；配电设计；负荷容量；变压器
前言：随着社会的发展，用电需求越来越大，10 kV 配电网的布点也越来越密集。一个 10 kV 的配电房，同 110 kV 或 220 kV 的变电站担负着同样的功能，就是将电能的电压进行转换得来的，所以，一个 10 kV 配电房设备的功能基本是同另外高电压等级基本相同的，只是在设备技术条件上不同，因为电压等级不同。
1 供配电系统
一般为用户进行供配电设计时，必须先要确定可以从当地供电部门现有系统中得到什么类型的供配电系统，并了解系统的性能，其中包括系统的运行情况、运行的可靠性和系统中由于自身结构或配置所产生相应的内在成本特性。同时，还要清楚了解与系统配置相关的特性，这样才可以为当前用户的供电和配电系统选择恰当的方案。
2 配电设计
在工程初步设计时，不是所有的、最终的、有限的负荷都能得到。从电气设计开始，就有必要根据实际负荷数据或最有可能的典型负荷或者两者一起进行正确的估算。当使用估计数据时，应记住典型数据只应用在数据获取的条件下，大多要求对特殊的应用进行调整。
在 10 kV 配电房设计中，公用变、配电房建设的负荷一般都是从市政远景规划和该地域的负荷报装情况进行估算的，以保证市政远期规划负荷的需要和满足现有用户报装的需求；而专用变、配电房建设，负荷则是根据用户方所需求的负荷进行一个综合估算，其中包括用户的负荷类别、各种类别负荷的需求量大小、现有的或远景发展的负荷需求。因为 10 kV 负荷类型的不同，当地供电部门对供电系统也会有所不同。比如重要的负荷，供电部门除了会提供双路 10 kV 电源进行供电外，还会建议用户方装设备用发电机，以保证供电的稳定性。
3 我国的电能使用情况
电力产业是我国国民经济的基础性产业和主要的能源产业，是资源密集型产业，占用和使用着大量的资源。改革开放以来，高能耗工业快速发展，第二产业用电比重有所上升，居民用电中的大型家用电器也增多，这都使得电力消费逐渐上涨我国的配电网建设与欧能耗。美先进国家的相比，落后了一大截，发生事故的概率高，运行不稳定都是极大的问题。我国电力长期存在的问题是重视发电、轻视供电、而直接忽略掉配电的重要性，这就导致了配电网系统的基础薄弱。10kv 配电网在我国电力系统中所占规模大，它是电力系统供电质量、安全可靠性等的测量标准，但是目前 10kv 配电网系统存在许多问题，造成的损耗很大，节能减耗从 10kv 配电网系统做起会有很大成效。
4节能措施在 10kv 配电设计中的应用
4.1 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奖惩制度，以此来激励人员做好本职工作。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，4.4 注意对线路保养
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。
4.2 节能配电变压器的应用
在选用配电变压器时，首要考虑变压器的容量、种类、数量，用户的用电设备性质。10kV 电压等级变压器的使用量较大，全寿命周期较长，因此 10kV 变压器具有很重要的节能意义。如果配电网中10kV 变压器实现了节能的效果，可以降低配电网中 30.12-34.25%的损耗率，这将为整个电力的节能推动推波助澜；其次在安装分配配电变压器时要尽量安装在高效负荷的中心，这样才更能有效地控制电压。在考虑实际的电网改造的情况下，要积极推广节能型变压器。节能变压器是指性能参数，空载和负载损耗都比传统的变压器更能减低能量损耗。节能配电变压器由于目前应用较少，产品规模未量化，成本相对较高，在推广中可能会遇到许多阻碍，但是使用节能型变压器是趋势所在，是响应建设节约型社会的号召。
4.3 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。
5工程实例
根据数据计算，东莞中学原有负荷为 824.1 kW，新建高三教学楼、电化信息楼、莞中办公室以 0.12 kW/m2进行负荷估算，高三教学楼面积为 7 200 m2，电化信息楼为 4 265 m2，莞中办公室为 3 890 m2，结合相应的同时系数，估算出其新增负荷为1 544.52 kW。
在负荷估算的过程中，对现有负荷的估算和对未来负荷的估算都需要经过细心的思考，其中包括负荷的性质、负荷增长的可能性，除了留有必要的裕量满足未来 5～10 年的负荷增长需要外，还需注意不要疏忽对消防设施负荷的预留，包括负荷量和开关数。在设计施工图时，需要进行较详细的负荷计算，主要包括设备容量（安装容量）的计算（即统计和累加）、计算容量（将设备容量乘以需要系数）和电流的计算。对于最末一级配电箱，可只标注设备容量，并将其作为计算容量（即需要系数为 1）。对干线和整个工程来说，除了需要标注设备容量外，还要标注计算容量和计算电流，以便根据计算容量选择变压器，根据计算电流选择开关和导线等电气设备。
根据估算数据可知，东莞中学原变台为 800 kVA 的容量，原有的负荷已经出现超负荷的情况，新建教学楼等供电负荷原变台已经承受不了，所以，拟新安装 2 台 SCB9-1 000 kVA 变压器进行供电，并将其原有负荷和新增负荷重新进行调配，以使负荷分配更加合理。
5.1 变压器的选择
在变压器的选择上，现有电压等级和估算负荷容量对变压器容量进行选定，然后根据电房所处环境和其他方面的影响，确定变压器的类型。在该工程中，由于电房位置位于教学楼楼下，其可利用空间不大，电房附近人流量较大，且原配变为干变，校方电工对干变的维护和检修较为熟悉，所以，新建配变选用干式变压器。
5.2 开关的选择
高压部分单电源进线，留有环网出线。低压母线采用单母线分段供电，3 台变压器（新增 2 台，原有 1 台）分列运行，其母线间采用联络开关进行连接。在低压负荷分配上，考虑到学校用电的可靠性和负荷的特殊性（用电时间集中且规律性强），如图 1 所示，在低压侧将 3 台变压器用 5 段母牌进行联络，其中，K1、K21、L1 三个开关机电联锁，三合二；K3、K22、L2 三个开关机电联锁，三合二；自发电开关 F1 和 K2 机电联锁，二合一。该种接线方式降低了低压设备短路容量，提高了供电的可靠性，可以保证在负荷供电的情况下，对部分变压器和低压电器设备进行维护、修理，降低工程造价，以满足教学负荷的特殊要求。
5.2高压柜的选择
高压柜选用SF6 负荷开关柜，负荷开关额定电流为630 A，短路热稳定电流为20 kA（3 s）。低压配电柜采用GCK 型低压配电柜，其主开关额定电流为2 500 A。高低压柜的选型除了开关要按额定电流选型、短路电流校验外，还要考虑当地的使用习惯，采用当地常用的型号，以方便运维人员对新设备进行维护和运行。
6 结论
电力是一种应用面广、使用方便的能源。合理、有效地用电、节约电，在整个节能工作中都有十分重要的位置，尤其是 10kV 配电网在整个电力系统中规模庞大、线路接线方式复杂，线径冗长，实现10kV 配电系统的节能是十分重要和必要的。在 10kV 的配电设计中，要注意的问题有很多，作为电力设计人员要多方面考虑问题，找出一个最佳方案，并在各方面推广应用节能，这是响应国家节约能源，建设节约型社会的号召也是当代电力设计人员肩负的责任。
参考文献：
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论文作者:潘新志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
标签：负荷论文; 变压器论文; 节能论文; 配电房论文; 容量论文; 线路论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;