論電力工程lOkV配電設計中的節能措施

【摘 要】在電力工程中，配電設計，合理選擇方案，合理選用用電設備及加強其它節電措施，對節約電能是十分重要的。本文就電力工程lOkV配電設計中的節能措施進行探討分析，并結合工作實踐提出了自己的一些見解和認識。

【關鍵詞】電力工程；配電設計；節能措施

城鄉配電網是電力系統能量損耗的主體部分，是連接電力網和電力用戶的橋梁，其線路長度在電力網中占60％ 以上，其線損率在電力網的總線損中占80％以上。由于電網的線損主要是變壓器損耗和線路損耗，所以配電網的降損節能，也就是對電網中所有的變壓器和電力線路進行優化。十一五期間我國的GDP能耗要比十五期間降低20％ 。配電網的節能降耗就是其中重要的組成部分．對供電企業提高經濟效益，實現目標利潤更是起著舉足輕重的作用。但目前由于負荷增長速度快而配電網建設投資滯后，lOkV配電線路在節能降耗方面仍有著很大的挖掘潛力。

1 降低配電線路損耗

l0kV配電線路的實際線損分為管理線損和技術線損。管理線損是指供電企業在安全生產、合理調度及市場營銷過程中造成的電能損失，如計量設備誤差，抄表核算過程中漏抄、錯抄、錯算及竊電等產生的損失。技術線損主要是指供電企業從進網的關口表到客戶的終端貿易結算表之間輸、變、配電過程中所產生的電能損失。主要是由電流通過電阻產生的熱損失、變壓器在通電過程中鐵心產生的鐵損及漏電產生的損失等組成。管理線損通過管理和組織上的措施來降低；技術線損通過各種技術措施來降低。降低網損的措施，包括需要增加一定投資。對電力網進行技術改造的措施以及不需要增加投資，僅需改善電網運行方式的措施。線損率指標是一個綜合性的指標。它的高低反映出企業的技術、設備和管理等多方面的水平。降低線損不但直接提高企業的經濟效益，而且可增加對用戶的供電量，有一定的社會效益。

1.1 合理選擇導線截面

線路的能量損耗同電阻成正比，增大導線截面可以減少能量損耗。在滿足載流量、保證電壓質量的前提下，應按經濟電流密度選擇導線截面。根據對線路理論線損的計算實例發現，1OkV線路線損主要發生在主干線的前1～2段上，低壓線損主要發生在大負荷的回路上。所以對電流較大的回路一定要注意供電距離盡量短，線徑適當增大。

1.2 合理布局網絡結構

在供出同樣負荷功率的前提下，供電半徑越小出線越多，線損越低。電源設在負荷中心(負荷中心是指負荷矩即輸送容量與輸送距離的乘積的中心，不是負荷位置的中心，計算負荷中心時應使負荷中心兩端的負荷矩相等)，在網絡總電阻相等、供電容量相同的條件下，分支線越多損耗越小，而且隨分支線平方在下降．所以應盡量避免向單側供電，同時從規劃方面考慮，提倡三側或四側出線供電為主，因為太多出線也會增加投資和維修工作量。在城鄉配電網中還存在著這些供電問題，應盡快加以切改，以減免由于供電方式不合理造成的網絡損失。

2 變壓器節能措施

2.1 經濟手段

2.1.1 樹立現代設備耗能觀念，加強設備更新。現代化耗能設備管理的決策要求人們必須從產品經濟觀念轉變為商品經濟觀念。耗能設備管理科學理論的主要基礎是從經濟壽命觀念出發，把產品經濟的物質磨損觀念轉變為技術磨損觀念。耗能設備的經濟壽命系指耗能設備在制造過程中，不僅考慮設備的物質磨損，更主要的是按技術磨損確定設備的使用年限。耗能設備的技術磨損系指耗能設備在使用過程中，一旦研制出新設備．其技術性能和經濟效益比原設備繼續使用優越時，就應按技術磨損進行決策，更新設備。

2.1.2 實施分時電價的措施。隨著經濟發展，用電結構也發生了變化，加之傳統用電習慣，使用電負荷的峰谷差別加大。在高峰時段變壓器負荷成倍增加。而下半夜的用電負荷銳減。沖擊變壓器運行的平穩性，導致變壓器效率下降。為了提高變壓器的負載率，在運行管理中采取各種手段來轉移高峰負荷，增加低谷用電，提高其負載率。其經濟手段就是全面推行峰谷分時電價，對生產用戶安裝復費率電能表。

2.1.3 根據功率因數進行電費合理調節。提高用戶變壓器及用電設備的功率因數，減少變壓器磨損．供電部門要對用戶力率進行考核，實行力率調整電費。按規定：對用戶變壓器容量進行力率考核，要安裝有功電能表和無功電能表。每月抄錄用戶的有功電度與無功電度，計算其功率因數．按其差額加收無功補罰電費，差額越大，補罰電費越多。用戶因力率過低，每月需要增加支付大量電費。通過經濟杠桿，使用戶在支付補罰電費中，權衡經濟利益，采取無功就地補償的措施，從而提高功率因數。

2.2 技術手段

2.2.1 合理選配變壓器的容量。從理論上講，要使變壓器發揮最大效率，應使平均負荷率為額定容量的50％一75％。但因為變壓器本身的負載及功率因數是變化的，且有超載運行的可能性，故不必按最大效率的準則來選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選得過大，出現“大馬拉小車”現象，空載損耗會大大增加；變壓器容量選得過小，變壓器負載過大，甚至過負荷，使變壓器負載損耗增大。通常工廠及民用等用電設備，其負荷是變動的，每天都有所不同。選擇容量的計算方法如下：

（1）計算負荷量及功率因數，在待選的系列變壓器中選擇多種容易(即不同規格)的變壓器，以供作待選變壓器(其額定容量應大于負荷的最大視在功率)。

（2）計算出各種容量變壓器與負荷對應的負載率。

2.2.2 選擇變壓器的數量和類型。為了降低變壓器損耗，應根據企業負荷情況合理選擇變壓器的數量和類型。選擇時一般應遵循以下原則：

（1）合理選擇變壓器臺數。負荷絕大部分為三級負荷的，可裝設一臺變壓器；若企業一、二級負荷所占比例較重，必需兩個電源供電的，則應裝設兩臺變壓器；特殊場合可使用多臺小容量變壓器，如受運輸和作業條件限制的井下變電站。

（2）選用低能耗、高效率的節能型變壓器。這是節能的重要手段，它可以減少空載時由鐵損、漏磁損耗、激磁電流產生的鐵損和負載時由負載電流在變壓器線圈電阻上產生的損耗。我國配電變壓器行業經過不斷努力。在90年代以后較過去有了突破性的進展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質的改進，而且在容量結構和制造工藝上都有所突破；因而在節能降耗、降低空載電流和噪音等方面都有較大進展，出現了多種型號的節能型變壓器，可以在其中根據需要進行選擇。

2.2.3 提高變壓器功率因數。負載功率因數的降低將使變壓器的效率降低，從而使其損耗增大。用電設備(如各種電動機、感應爐、電焊機等)除了要消耗有功功率以外，還要消耗相當數量的無功功率，從而導致電網功率因數的惡化。這將使變壓器損耗增加且增加電費。如果在這種系統中設置移相電容器，負載的功率因數就會得到改善，無功功率則受到抑制。同時，移相電容器補償了無功電流，使配變電設備及網路的實際電流減少，從而提高了變壓器的利用率。降低了變壓器的銅耗及線路損耗，節約了電能。

3 開展無功補償

10kV配電線路損耗大的主要原因是線路的功率因數低， 由于供電線路點多、線長、面廣、負荷季切性強，加之大馬拉小車等多種因數，致使功率因數有的競低于0．4以下。由于線路損耗同功率因數的平方成反比，故提高功率因數降低線路損耗的效果特別顯著。實踐證明，在受電端加裝電力電容器是提高功率因數降損節電的行之有效的方法。在加裝電力電容器8寸還要使無功分散補償就地平衡，使無功補償更接近于負荷末端，從而把電能損耗降低到最低限度。在對lOkV線路進行無功補償時，主要是對配電變壓器進行補償。由于變壓器的空載電流一般占額定電流的1O％左右，功率因數為0．2左右，故按變壓器容量的10％進行補償，就能將空載時的功率因數提高到0.8以上。在降損節電方面的效果十分顯著。

4 結束語

綜上所述，配電網的降損節能工作不但可以減少用戶電費支出，提高企業經濟效益，挖掘配電設備供電能力，而且對國家能源利用、環境保護、資源優化配置極為有利。應當引起供、用電部門的高度重視。在采用傳統降損節能措施的同時，應加大科技投入，提高用電管理的技術水平和管理水平。