关于10 kV配电网设计及节能问题的思考

方鑫

（宁夏吴忠市利通区国网吴忠供电公司输配电运检室，宁夏 吴忠 751100）

关于10 kV配电网设计及节能问题的思考

方鑫

（宁夏吴忠市利通区国网吴忠供电公司输配电运检室，宁夏 吴忠 751100）

我国经济的发展和居民用电量的大幅提升都对电网的供电能力提出了新的要求，对于电网的使用性能也有了更高的要求，尤其是节能设计方面需要通过设备的更新和设计方案的优化来实现节能的目的，从而为电网用户和居民提供稳定充足的电量供应。本文讨论对于10 kV配电网优化设计方案的具体思路，并探讨其中的节能环保问题。

10 kV；配电网；设计；节能；电量

随着我国电力事业的发展，国家的电网覆盖面积大幅提升，但是在如此庞大的电网覆盖情况下，需要有配套的电力供应系统为其提供动力，能够高效率的利用现有的自然资源来提供电力供应，并通过节能设计来提高供应效率就成为电网设计工作的重点。

1　现阶段配电网设计对于整个电网运行的重要影响意义

由于我国现有的电力系统规模较大，其中的远距离传输系统主要是以35 kV输电系统为主，与电力系统用户相连的配电系统则选用10 kV输电线。因此相对来讲10 kV配电线路所覆盖的区域更大，整体使用的线长也更多。然而供电设备和线路中不可避免产生一定的损耗，如何能够将10 kV配电系统上的损耗做得更低，是10 kV配电网络设计的一个节能点，有助于缓解现有的供电进展情况，也能够为环境保护和可持续发展做出贡献。在长远的电网发展中，使用有效的节能手段来实现电网的节能供电是发展的必然趋势。

2　10 kV配电网能耗产生原因和评估方法

2.110 kV配电网能耗产生原因

实际上10 kV配电网能耗产生主要分为两个部分，一部分是配电变压器处产生的能耗，另一部分就是线路上产生的能耗。对于配电变压器处产生的能耗主要是由于变压器的变压过程中出现的能耗，尤其是电力系统中变压器经常需要进行多次变压，整个10 kV配电网络中存在大量的配电变压器，这些配电变压器产生的总能耗较大，根据数据显示10 kV的配电变压器能耗占10 kV配电网络总能耗的4/5以上，因此配电变压器的能耗成为了10 kV配电网络最大的能耗产出部分。线路上的损耗虽然只占不到整个10 kV配电网络损耗的1/5，但是对于供电量巨大的配电网来讲也是一个庞大的数字。当供电过程中电流经过不同的线路设备时产生的电能损失时线路损耗的一种，还有一种线路损耗是由于供电企业在管理经营过程中出现的一些电能损失，可能是由于调度的问题，当然这种线路损耗将取决于供电单位的管理能力。

2.210 kV配电网能耗的评估方法

为了能够准确评估10 kV配电网的能耗，可以依据理论线损和网损的计算方法来实现，其中理论线损计算方法又可以被详细划分为均方根电流法、平均电流法和最大电流法等，比较常用的是均方根电流法，但是这种方法在计算中容易与实际的负荷差距较大，且不同线路和不同线段的均方根电流也不合理。网损计算方法则分为均方根电流法和节点等值功率法。均方根电流法虽然理论简单操作性强，但是其精度较低，使用范围具有较大的局限。而节点等值功率法则能够广泛适用于我国的供电网络，但是计算过程十分复杂，计算结果的精度也很难保证，对于计算效率来讲尚有需要改进的问题。

3　10 kV配电网的节能设计实践

首先是针对配电网的线路设计进行节能设计。根据前文对配电网中能耗原因的分析，如果在电网设计中实践节能理念就必须考虑线路的能耗问题，并通过适当选取节能设备和设计方案来实现。

第一步在选择供电半径的参数上进行合理规划设计。为了能够提高电网的电力供应能力和电压的稳定性，减少供电线路上的能耗，应该选择合理的供电半径。第二步在整个配电网络中线路和配件的选择应该有所依据。选择10 kV的配电线路应该根据线缆的截面进行适当的选取，为了能够实现节能效果，应该在线缆截面的选择上大于标准一个等级，如果没有特殊要求时，应该在定量的输送负载下，结合成本因素考虑选择截面更大的线缆，从而减少电能在线路电阻上的消耗。第三步时利用好架空绝缘导线。在配电网的线路设计上经常使用架空绝缘导线，其主要的原因是架空绝缘导线具有特殊的优势。它能够增强供电网络运行的稳定性，能够减少合杆线路作业的现象以及大量维修的投入，可以提高线路的有效使用时间，从经济效益上予以提升。通过架空绝缘导线可以优化现有的线路杆塔结构，沿着墙壁铺设线路，可以有效的减少施工材料，有利于空间的布局和利用。在整体上讲能够减少供电线路在空间上的占比，也可以较好的避免线路与其他空间布局相互冲突而出现损坏。

其次是根据产生10 kV配电网能耗的另一个原因就是变压器上的能耗，那么进行供电线路的节能设计时必须有所改进。

具体可以选择节能型变压器，因为变压器的能耗占到了整个供电输送过程的4/5，这样巨大的能耗需要通过有效的方式来降低。其三是采用高科技的非晶合金配电网变压器产品来推动节能应用。

节能型变压器在实际的市场应用中获得了良好的评价，尤其是10 kV网络中常用的中小型变压器将更加具有实践的空间和节能的潜力。另外在设计变压器连接组别时也应该基于节能理念。现行的中低压变压器连接设计时多数是用三相变压器连接组别，如Y.yn0和D.ynl1。

作为现代化科技进步的产物非晶合金变压器成为配电网络的新选择，依赖于新型导磁材料——非晶合金制作铁芯的变压器具有十分强大的磁性、机械性能和抗腐蚀性能，在工业制造中能够以十分简单的工艺实现，降低了生产成本。其材料主要是一些非晶合金，如在铁、镍、钴、硌、锰中参杂部分硼、碳、硅、磷等，获得的变压器铁芯具有较强的节能效果。这种铁芯在使用中能够具有更长的使用寿命，能量损耗较小，可以成为配电网的节能设计最优选择。现阶段的配电网络进行应用中使用非晶合金变压器后都能够实现节能效率的提升。

最后是在配电网络设计中选用无功补偿技术来实现节能。无功补偿是通过改变并提升功率因数而达到无功就地平衡的效果，这样就能够减少在使用过程中无谓的功率浪费，也是当前能够应用在配电网中的一种有效技术。通过对配电网络中的中低压配电系统的无功补偿，可以减少由于功率波动带来的功率损耗。还有一种就地平衡补尝的方法，能够针对高压线路反送无功电能的现象进行降能耗，达到节能的目的。单独就地补尝的具体定义是就地补偿运行频率较高，且负荷未定性能较好，设备定额功率较大的用电设备。通过有效的补偿装置来达到节能效果。定时限过电流保护也是一种节能技术，继电保护可以在较短的动作时间内启动继电保护，对于达到限定电流的线路进行保护，达到节能功效。

4　结论

通过本文上述分析可以看出，现有的10 kV配电网络需要通过有效合理的设计达到节能效果，从而推动我国经济和环境资源的可持续发展，基于对配电网络能耗原因的分析，可以针对配电网络线路和变压器的选择进行节能设计，并利用现代化技术和无功补偿技术来共同实现节能设计，更好的为社会提供稳定充足的电力能源。

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