摘要：随着我国综合国力的不断增强，社会经济的发展非常迅猛，广大民众的生活质量获得一定程度的改善，同时人们对供电质量的要求有所提高，而配电线路作为电力系统的重要组成部分，它是否能够安全稳定运行决定供电质量的优与劣。所以，如何对配电线路进行优化设计并实现节能的作用变得非常的重要。本文主要针对10kV配电线路的优化设计与节能进行了探讨，望给同行们的有关研究提供一些参考与借鉴。
关键词：10kV；配电线路；优化设计；节能
社会经济的快速发展对于我国电力供应提出了新的要求和挑战，关于配电网的设计及其优化对于保障我国经济社会建设的电力能源供应至关重要。目前，我国应用最为广泛的当属10kV配电网络，其在我国广大地区获得了较大规模的推广，同时由于10kV配电网的末端直接与用户进行连接，因此配电网络的好坏将直接决定着电力供应的可靠性和安全性。同时，由于受到我国长距离输电等因素的限制，我国的配电网络线损一直居高不下，成为影响配电网络经济效益的重要因素，因此在实际的10kV配电网设计过程中还需要充分考虑到实际的配电网节能问题，通过选择合适的电力设备以及节能措施提升电能的利用效率，以获得更高的经济效益。
1、10kV配电线路设计及节能问题分析
1.1电源点不合理
出现这种问题的主要原因是相关的电力规划部门没有重视科学的规划，特别是在对10kV配电网进行规划的时候，缺少相应的统筹思路，导致大量的10kV电源点在区域的分布上不合理，加之电源点的数量不足，导致配电网的供电半径过大，从而加剧了10kV配电线路的损耗。同时还因为电源点的布局不合理，促使部分区域的电力负荷呈现出失衡的状态，这在一定程度上阻碍了配电网的稳定运行。
1.2结构设计不科学
配电网络结构的设计至关重要，但是受到城市发展规划的影响，导致国家大多数的10kV配电网在整体结构的设计上没有采取合理科学的措施，特别是伴随着时间的推移，加之配电网络的复杂性，导致配电网的日常检修和维护工作相对复杂，在具体操作的过程中面临着重重困难，甚至于威胁到配电网络的整体运行。
1.3节能问题突出
在进行10kV配电网设计中，节能问题突出，不仅浪费很多资源，还导致后期的运营成本增加，耗费大量的电能。例如我国电能的利用率偏低，导致一些偏远地区出现了电荒问题。除此之外，在10kV配电网设计中，由于考虑问题不全面，导致局部地区的产业结构不合理，而配电线路设计建设也不合理，致使电能的供给不平衡，影响地区经济的发展。除此之外，在配网设计过程中，没有合理的选择变压器，使用线路型号不符合标准，施工设计出现问题，导致在使用中存在很多浪费电能问题，这些都有待解决，否则将会影响我国的进一步发展。
2、10kV配电线路的优化设计及节能策略
2.1选择有效的配电变压器
2.1.1技术方面
一般会根据变压器的电压、容量、电流以及使用环境来考虑选择变压器，其中，变压器的容量选择还需根据使用区域用户的所有用电设备综合容量、使用时间来确定需要负荷。应保证在正常运行的条件下，变压器额定容量的75%~90%为变压器所承受的用电负荷。在实际运行过程中，若变压器承受用电负荷小于50%，则需将变压器更换为小容量；若变压器承受用电负荷大于90%，则需将变压器更换为大容量。另外，变压器的初级线圈电压值的选择决定于线路电源，次级线圈电压值决定于用电设备。在实际应用中，通常会选用低压三相四线制电，它可以保证动力和照明用电的同时供给。
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2.1.2经济方面
变压器在电力输送中的作用及其重要，节能减排的目标在变压器能效水平的提高上表现得异常突出。在电网损耗中，变压器损耗占到30%~40%，因此，变压器行业的节能是保证配电网节能、减少全国发电损耗的重要途径。2005年，电力行业已经推出行业标准来促进本行业对老旧变压器、能效降低的变压器进行替换，以强制性的手段减少了电能的损耗。目前市场上出现了多种型号的节能型变压器，它们都有良好的节能效果，发展前景广阔。例如非晶合金变压器，它的铁芯采用非晶合金材料制成，磁性、抗腐蚀性都很强，比起传统使用硅钢片作铁芯的变压器，非晶合金变压器减少了80%左右的空载损耗，85%左右的空载电流。另外非晶合金变压器的制作过程还减少了能源的使用、降低了材料的损耗，节省了电力消耗，还在气体排放上降低了对环境的污染。
2.2科学进行线路截面的选择设计
10kV配网线路时，选择合适截面的导线，能有效节省资源，降低能源的使用消耗。导线截面积的增大，就可以很好的降低线路的电阻，达到所设计的供电需要，提高输送负荷的稳定性，在此基础上，还能实现节能降耗的目标。在实际操作中，要清楚掌握功率损耗的计算公式△P=3I2R×10-3，如果假设换线之前的电阻是R1，而将换线之后的电阻设置为R2，就可以使用以下公式来表示降低功率损耗的百分比，△P%=△P1-△P2/△P1*100%=3I2（R1-R2）×10-3/3I2R1×10-3*100%=（1-R2/R1）*100%，如果每千瓦的用电价格为a元，而每米电缆的价格为b元，在增加导线的截面之后，就可以利用公式求出增加的投资资金N，运行中所能减少的用电费用M，N=b×L（元），M=△Wx×a（元），在该公式当中，Wx表示有功电能损耗的下降值，而L表示导线的总长度，在实际操作中，铺设的是四芯电缆，当电流所处环境温度为30℃时，计算其实际的载流量，当进行截面的增大之后，就可以计算出其实际所节约的电能。
2.3重视合理的电荷分配
在配电网实际运行的情况下，如果线路较长，则产生的损耗也就越大。如果适当的将线路的长度及时缩减，与之相关的损耗程度也就逐渐降低，从而达到最理想化的节能目标。科学的线路布局往往影响着10kV配电线路的实际运用，应该保证在电能传输状况不会受到其他因素影响的前提下，适当的缩短线路之间的距离，同时也应该及时关注电源点的合理布局，确保让距离最近的电源提供需要的负荷。
2.4选取适宜的无功补偿装置
干式自愈型并联电容器属于现阶段应用最为广泛的中压配电网无功补偿装置。此类装置主要是通过独特的元件内熔丝对设备加以保护。通过将故障元件进行隔离，可以在电器的内部安置相关的防火、防爆安全材料，由此对线路进行保护。干式自愈型并联电容器体现出较小的体积，同时拥有极高的自愈性能，可以更好的节省投资费用，适当的简化相关的设备维护修理流程。
结语
综上所述，随着能源存量的持续缩减，如何最大程度的降低日常生活当中的能耗已经成为了能源、电力、基础设施等诸多领域的核心话题。而电力能源企业为人们日常生活以及工业化生产提供了无法复制的驱动力，因此其重要性毋庸置疑。本文根据所掌握的情况，针对10kV配电网的优化设计以及节能提出了一些具有可行性的措施与手段，这对于我国配电网络的优化与再设计提供了一定的借鉴经验及作用。
参考文献：
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[2]李美花.10kV配电线路的节能优化设计[J].电工文摘，2015（3）：62-63.
[3]黄伟俊.基于10kV配电线路的优化设计及节能研究[J].电子世界，2014（14）：60-61.
论文作者:钟平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
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