10kV配電網設計中的節能措施探討

【摘要】隨著我國經濟的快速增長，能源消耗的強度也明顯增大，從我國現實和長遠利益考慮，必須加強建設資源節約型、環境友好型社會，特別是對于我國電力行業來說，節能降損工作顯得尤為重要。本文結合實際情況，分析了目前10kV配電網能源損耗的主要原因，并對設計中的節能等問題進行了相關探討，從而得出有效的節能措施。

【關鍵詞】10kV配電網；節能；變壓器損耗；線損；措施

1 引言

由于我國的電力部門長期重發電、輕供電、忽略配電網的重要性和特殊性，導致配網系統基礎薄弱，中低壓配電網損耗嚴重。10kV配電網是我國電網中規模最大，涉及面積最廣的部分，其末端直接與用戶相連，敏銳的反映用戶在安全、優質、經濟等方面的要求，已成為電力系統供電能力、電能質量、供電可靠性等重要指標的最終體現。但是，10kV配電網存在許多問題，如網架結構薄弱、設備老化、無功補償不足、電網運行管理落后等諸多因素，造成配電網損耗過大，與世界主要工業國家相比存在較大的差距。因此，探討我國10kV配電網設計中的節能措施非常迫切。

2 10kV配電網能源損耗的原因

從目前來看，技術因素、人為因素和自然因素都將對10kV配電網造成能源損耗，但自然因素是無法改變和消除的，因此配電網能源損耗主要由技術損耗和管理損耗兩方面引起。

2.1 技術線損

技術線損通常是指電流在電力網中經過輸送、轉換和分配電能等所產生的能源損耗，可分為可變損耗和不變損耗，其中不變損耗是可計算出來的，是電流傳送不可避免的損耗，而可變技術線損是可通過采取一定的技術措施來降低和避免的，主要有以下4點原因：

（1）配電網中存在部分陳舊供電設備（如高耗能配電變壓器SJL），這些陳舊供電設備其自身損耗就比較大，無疑會增加線損。

（2）由于三相電流IA、IB、IC相互不平衡，導致中性線產生電流，進而產生不必要的線路損耗和配電變壓器損耗。

（3）配電網結構、布局缺乏合理性，而導致供電半徑拉長或配電站/變電站偏離負荷中心，并由此增加線損。

（4）偏遠地區配電變壓器負荷率較低、經常空載運行，或傳輸電力導線截面選擇不合理、線阻較大。

2.2 管理線損

管理線損由人為因素造成，一方面由于電力管理部門管理不夠嚴格，出現電網設備漏電、抄錯表、漏抄和誤抄等現象；另一方面由于管理不嚴格，用戶違章用電、偷電而引起線損。

3 10kV配電網設計節能措施

本文主要從兩個方面著手實現10kV配電網的節能降損。一方面，考慮變壓器節能，因為在電力系統中，變壓器是生產過程的主要設備，從發電、供電到用電，需要經過三到五次變壓器的變壓過程，變壓器數量多，容量大，損耗大。另一方面，考慮線路節能，線路損耗在10kV配電網總損耗中也占有很大比例。

3.1 變壓器節能措施

3.1.1 開展無功補償

在國內電力系統中，各級網絡與輸配電設備都要消耗一定的無功功率，尤其以配電網所占比例最大。無功功率在配網中的流動，對電網安全經濟運行和用戶的正常用電產生重要影響，就地或就近平衡無功，能夠改善電壓質量和提高供電水平。一些發達國家要求配電線路基本不送無功負荷，功率因素達到0.95-0.99，在低谷時功率因素達到1，就地解決用戶和配電變壓器以及線路上消耗的無功功率。為了最大限度的減少無功功率的傳輸，提高設備效率，對配電網無功補償應遵循以下原則：

（1）總體平衡與局部平衡相結合；

（2）以中、低壓配電網補償為主，其他補償方案相結合；

（3）電網補償與用戶補償相結合；

（4）降損與調壓相結合，以降損為主。

3.1.2 合理選用變壓器

合理選用變壓器包括合理選用變壓器的種類和變壓器的容量、數量：

（1）應合理選用變壓器的種類。一方面及時更換舊式變壓器，有些地方仍在使用舊式變壓器，舊式變壓器自身損耗就比較大，為此選擇新型的節能型變壓器，對節能降損有一定的幫助作用；另一方面在四季分明的地區春夏和秋冬應使用不同類型的變壓器，以減少無功功率傳輸。

（2）應合理配置變壓器的容量和數量。合理配置電壓容量和數量即可實現對電壓的有效控制，并且在安裝分配時盡量將變壓器配置在高效負荷中心附近，以最大幅度地降低損耗，使變壓器一直處于合理、經濟運行的狀態下。

3.1.3 調整、平衡配電網中的三相負荷

三相負荷調整通常被認為是一件比較繁瑣的事情，因此常被忽略，但因三相電流不平衡現象造成的損失是不容忽視的。有資料顯示，三相負荷相互平衡，就可降低4%-6%的變壓器損耗。現實工作中可通過了解配電網中負荷和分配規律、局部調整改善線路及合理布線等方法平衡三相負荷。

3.1.4 適當調整供電電壓

我們知道線路損耗與線路電流的平方成反比，而線路損耗功率ΔP又可以通過線路傳輸功率P、電流I、電壓U和電阻R，運用公式 P=UI，ΔP=3I2R來計算。由此可知，線路電流、電壓越高，線路損耗越小；反之供電電壓越低，線路損耗越大，所以適當調整、提高供電電壓可有效降低線路損耗。

3.2 線路節能措施

3.2.1 合理規劃、調整配電網結構

目前，部分10kV配電網網絡結構較為薄弱，電網布局、結構不盡合理，因此合理規劃、調整電網網絡結構可實現節能降損。配電網布局、結構的合理與否直接影響線損的大小，因此合理規劃、布局配電網網絡結構是節能降損的有效措施之一。合理的電網結構應滿足以下兩點：

（1）供電電源位于用電負荷中心位置，呈輻射狀向外圍輸送電能；

（2）應在可能的情況下，最大幅度地縮短供電半徑，即有效避免線路過長和迂回而造成的能源損耗。只要有電流經過的線路，就一定會有線損，為降低線損，對于10kV的配電網，配電線路半徑最長不得超過15km。

3.2.2 合理選擇導線截面

因為線路能量損耗與電阻成正比，即線路的電阻阻值越大，所造成的線路損耗也就越大，所以選擇正確、合理的導線截面，降低線路阻值，可有效降低線路損耗。就實際情況來看，某些地方電網線路導線選擇不盡合理，線路導線截面偏小，從而導致線損較大。另外在現實中由于某種原因造成的電線漏電所致的線損也是存在的，為此加強線路管理，及時更換老舊電線也可降低電線損耗。

4 加強管理，降低損耗

變壓器降損和線路降損可被稱為是配電網中的技術型節能降損措施，而人為因素是配電網節能降損的管理措施，為此加強管理、節能降損是電力工作者及相關部門義不容辭的社會責任。節能降損的管理措施，可從以下3點做起：

4.1 做好計量工作

計量工作與能源損耗有著較為直接的關系，計量點、計量方式、計量裝置是計量工作的中心問題。科學的計量點選擇更便于管理，同時計量的準確度也更高；選擇合理的計量方式可有效避免計量誤差和錯誤的出現；而計量裝置的選擇、安裝則應依據科學、從實際情況出發考慮。

4.2 做好調整、維護工作

相關人員應積極做好線路和供電相關設備的定期檢查和維護。對于發現的不合理之處（如供電線路迂回、供電半徑大等），應立即調整；對于線路或供電設備有損壞之處，應及時進行維修或更換。總而言之，應加強對整個配電網的線路管理，定期檢修、維護，以確保線路和設備的正常運作。

4.3 嚴格管理制度，明確崗位職責

管理制度主要包括崗位制度和考核制度兩方面。崗位制度即積極組織崗位培訓、明確崗位職責，嚴格抄收表，杜絕錯抄、漏抄等現象。同時要求抄表人員對偷電、違章用電有一定的識別能力，以降低損耗。另外，積極引進高新設備，完善系統自動化節能降損建設，將科技融入配電網中，可有效降低損耗。

5 結束語

在能源日益緊張的當今社會，如何達到節約能源的目的成為社會的熱點問題，而電力能源為各行各業的發展提供動力，其重要性不言而喻。本文通過探討分析提出了10kV配電網設計中的一些節能措施，對于我國建設資源節約型社會大有幫助。

【參考文獻】

[1] 曾志強.10kV配電網設計及節能問題.《科技傳播》，2013-05-08

[2] 周箭.淺析10kV配電網設計及節能問題.《廣東科技》，2013-04-25