浅谈10kV配电设计的节能措施分析

杨铭

【摘要】节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，近年来，我国的电能使用量越来越大，尤其是在用电高峰期，电能供需的矛盾更加的凸显。因此，在配电设计中对节能减排的设计具有重要意义。本文以10kV为例，阐述其配电设计中的节能措施。

【关键词】节能研究 线路设计 无功补偿 功率因素 配电设计

前 言：节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，是贯彻落实科学发展观，构建和谐社会，建设资源节约型社会的重要措施。此外，电力应用于各行各业，如何能够减少用电损耗、节约电能，在节能工作中是非常重要的。因此，设计人员在配电设计时更加注重对节能的设计，以节约有限的自然资源，充分有效的利用电能。本文主要通过对10kV配电设计的节能意义的分析，进而探讨了10kV配电设计的节能措施，希望能够为有关企业提供借鉴。

一 10kV配电节能设计的意义

在远距离输电方面，我国主要以35kV输变电系统及以上为主，但是因为10kV输变电系统与用户关系最紧密，因此对10kV输变电系统进行节能设计尤为重要的。10kV输变电系统虽然千伏数少，但是因为涉及的范围广、线路相对又长、设备好坏不一、技术水平不高、管理不到位，再加之外部环境又很复杂，这就导致了很多电能的消耗，降低了电能的使用率，这明显和节能减排的理念不相符，因此在电能供应日益紧张的今天，加强10kV配电设计中的节能设计显得格外的重要，利用最先进的节能设计理念，对输变电系统进行节能设计已经成为今后对配电系统设计的一个必然的选择。如果长期在10kV输变电系统中践行节能的设计理念，并能够在实践中得以应用，必然会节约包括煤炭、水资源在内的很多自然资源，不仅能够缓解电能供应的紧张压力，还能够促进我国电力行业的快速发展，提升配电设计的科技水平。因此对于电力行业来说最重要的工作就是根据企业的实际情况，在配电设计中加强对节能的设计，切实提高电能的使用效率。

二 10kV配电设计的节能措施研究

1 优化线路设计。线路是输变电系统中重要的组成部分，注重对线路进行节能设计，会起到事半功倍的效果。在实际情况中，因为10kV输变电系统涉及的范围广，所以需要很多的线路，但在实际的操作中经常出现线路损坏的现象，导致大量的电能被浪费，所以设计人员如果从线路的设计入手进行节能设计，将会有明显的效果。

通过实践我们得知在外部温度和型号都相同的情况下，线路损坏的程度与导线横截面积成反比，即导线横截面积越大，线路的损坏程度越低，变相节约成本，提高企业的经济效益，因此相关单位可以根据当地具体情况适当的增加导线的横截面积，这是节能的有效方法。还要注意的是，在10kV的配电线路中，要利用节能型金具，这样节能的效果会更加明显。因为有些像防震锤、并沟线夹等铁磁类金具，会因为磁场的存在而产生大量的电能消耗，有时甚至损坏导线，所以一定要选择地磁或没有磁的工具，以降低电能的消耗，增加线路的使用寿命。除了上述这两种方法之外还可以选择架空绝缘导线，这种导线不仅有助于节约空间，使线路在碰到狭小的通道时容易穿过，还有助于降低停电的概率，这样就减少了工作人员的维修次数，不仅能够起到节能的作用，还能使电力企业安全平稳的运行。

2 合理选择变压器。变压器与线路一样都是输变电系统中的重要组成部分，同样也是消耗能量很大的部分，尤其是在10kV输变电系统中的小、中型的变压器耗能更大。这是因为它们运行的时间长、使用数量又大，所以在对10kV配电进行设计时如果能够合理选择变压器，也会取得明显的节能效果，使企业获得长期的发展。合理选择变压器主要遵循以下几种原则：首先，容量要合理。在选择变压器时要根据当地的具体情况选择合适容量的变压器，以免造成变压器空载或负载的损耗，这样不仅能够做到节能，还能够延长变压器的使用寿命；其次，数量要合理。要根据当地的负荷等级来选择合适的数量，如果有特殊的情况，就尽量选择多个容量小的变压器；最后，类型要合理，即尽量选用节能效果好的变压器。

3 提高功率因数。提高系统的功率因数，可以减少无功电能在线路上传输，从而可达到节约电能降低损耗的目的，以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得下列计算式：

式中，UL —— 线电压，V ；P —— 有功功率，KW ；Q —— 无功功率，V·A 。

有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如变压器、电动机、线路等放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功与之相抵消，这样，超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的。

提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求。可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯、灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.85 — 0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功，两者可以相互抵消，因此无功补偿，可以提高功率因数，因而也减小了无功的需求量。

4 无功补偿方式。由于在10kV配电节能设计中引入合适的无功补偿技术，可以通过对谐波影响和污染的有效抑制，降低无功流动下的有功损耗，进而提高系统运行水平和电能质量，故被视为实现配电网节能降损的关键。对于10kV配电节能设计而言，常用的无功补偿方式包括：如果设计对象为容量较大、负荷相对稳定的用电设备，像高频炉、感应电动机等，同时强调的投入运行的经济性，便可采取单独就地补偿方式，即单独在相应设备的旁侧装设补偿装置，以便尽可能的改善补偿效果；但最为理想的还是就地平衡补偿方式，即在0.4kV母线侧安装并联电容器，并为其设置配套的补偿柜和动态调节设备，如此一来，位于低压端的用户便可根据变化的无功负荷对补偿电容器进行自动投切，而且其既无需为高压线路进行无功电能的反送，又可以将线路无功电流保持到最小，进而最大程度的降低有功功率损耗；若在10kV母线侧安装并联电容器，则是对其配电线路和变压器运行过程中的无功损耗进行补偿，以此通过主要降损。提高线路末端的实际电压，进而提高电能的利用效率；若针对的是三相失衡现象，建议根据实际情况合理选用分相电容补偿技术，以免因欠补偿或过补偿的出现危害整个电网的安全运行。同时大量的工程实践证明，无功补偿技术节能效果较为理想，但无论选择何种无功补偿方式，均应对其变压器容量、功率因数以及负荷性质等进行综合计算，以此选择最佳补偿容量，彰显理想补偿效果。

三 结语

配电系统是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。它的节能设计是一个极为重要的环节。电气节能设计重点在于建立和健全节能设计理念，合理设计，实现经济运行。对10kV配电进行节能设计中，如果能够在10kV輸变电系统中切实做到节能，不仅能够降低对电能的消耗，减少对煤炭资源的开发，还能够在某种程度上延长10kV输变电系统中的各个设备的使用寿命。

参考文献

[1]任元会主编.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社，2005

[2]雷铭主编.节约用电手册[M].中国电力出版社，2005

[3]靳龙章，丁毓山主编.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社，1997