淺析10kV配電網的設計及節能措施

周韓琳

摘 要：傳統觀念認為10kV配電網對運行要求不高，對電網整體的影響也不大，因此，人們常常會輕視10kV配電網的設計，而更重視輸電網絡的設計，這樣的發展觀念導致我國配電網的技術相對比較薄弱。隨著電網不斷升級和改造，配電網也隨之發展，但相對于輸電網來說，其發展還比較落后，不僅是技術方面，還包括配電網的設備配置，都相對較弱。但是隨著人們生活和工業用電的不斷增加，配電網負荷不斷加重，人們對配電網的設計提出更高的要求。設計時還需要圍繞節能展開。

關鍵詞：配電網；電網設計；節能

目前，10kV為我國向用戶供電的主要方式。10kV輸電的末端通過變壓器與用戶相連，變壓器一般靠近負荷中心，用戶對電能的質量要求可以通過配電網實現。配電網的優劣直接關系到人們的生命安全和財產安全，設計師在設計時一定要根據國家相關規范進行科學嚴謹的設計。另外，合理選用用電設備及加強其他節能降耗措施，可以提高電能利用率，達到節能的目的。

1 配電電路的選擇

隨著經濟的發展，我國用電量在逐年遞增，能源線路損耗也較大，在整個損耗中占很大比重，因此，提出了配電線路節能設計的理念。節能性是在滿足正常使用的基礎上提出的，設計者需要根據實際情況，并且對相關設備的性能充分了解，盡可能的減少能源的浪費，使電氣設備能達到最好的功用。

在10kV高壓輸電時可以選用增加導線橫截面積的方法降低導線的電阻，在考慮長遠經濟效益的基礎上選擇合適的截面積，必要時也可采用雙線傳輸；減小導線長度，此方案要求配電室靠近負荷區域，以縮短傳輸距離，降低線耗。在布線時，盡量使導線走直線，少轉彎，另外，針對環形供電方式，應開環變閉環，降低總體電阻值，減小能耗。選擇適合的配電線路可以降低線路損耗，達到節能目的。

1.1 縮短0.4kV供電半徑

輸送電能時，電壓越高，輸送電流越小，傳輸電能線路損耗就越少，但是在變壓器和用戶之間的傳輸最高采用0.4kV的傳輸電壓。為了降低線路能耗，盡量使導線走直線，避免迂回，采用縮短傳輸線路的方法降低線耗。合理確定輸送半徑，可以有效保障終端用戶的供電質量。設計人員設計時在不影響用戶發展規劃的情況下，盡可能將10kV線路終端設置在用戶負荷中心，然后再使用0.4kV輸電線路呈放射線形式將電能輸送到周圍用戶。采用這樣的配電方法可以有效提高電能傳輸質量，電能到達用戶時，電壓不至于過低，而且傳輸穩定，還能達到節能的效果。設計時，設計人員可以利用負荷功率矩法和負荷指標圖法對確定變電所與負荷中心的距離，使其電能傳輸距離盡可能縮短，從而達到降低線耗的目的。

1.2 10kV供電線路與相應金具的選擇

1.2.1 合理選用10kV線路導線截面

增加導線的截面積可以減小線路的電阻，從而降低線路能耗。國家對10kV線路的截面有相關規定，在進行選擇時，為保險起見，可以選擇比實際需要高一級別的導線截面。這樣不僅可以滿足用戶要求，還可以減少一定能耗，節約能源。

1.2.2 采用架空絕緣導線

采用架空絕緣導線，不僅可以提高輸送電能的可靠性，還可以減少合桿操作導致的停電次數，且維修方便，提高線路利用率。該方式可以很好的適用城市復雜多變的環境，可以簡化桿塔結構，降低輸電成本。利用此方式，可以有效利用空間，減少占地面積，還可以穿過狹窄通道。采用架空絕緣導線有很多優點，總的來說，減少電能線路損耗，降低成本，延長線路網的使用年限。

1.2.3 采用節能型金具

市場上，有很多種類的金具可以選用，這些金具都是由磁性材料制作，在選擇金具時，需要綜合考慮。金具在使用中會導致磁性損耗及產生渦流，而造成電能損失，因此，選用時可以選擇低磁性的金具，能有效降低配電線路的損耗，達到節能效果。

2 配電線路變壓器選擇

2.1 對節能型的變壓器進行推廣

變壓器的能耗占整個配電線路損耗的比重較大，要達到節能效果，首先需要考慮降低變壓器的能耗，因而，選擇合理的變壓器尤為重要。目前，對于10kV及以下配電線路中使用的變壓器，使用密度大，需要長時間工作，因此，對于變壓器的節能有很大的空間，推薦使用節能型變壓器。

以往我國配電線路中使用的變壓器大部分為S9型變壓器，但是隨著我國對節能型設計的標準進行了規范，S11節能型變壓器開始成為市場主流，隨著市場和能效技術兩方面的發展，S11節能型變壓器最終會全部取代S9型變壓器。相對于S9型變壓器，S11節能型變壓器有著很多優點：（1）變壓器本身損耗較低。（2）運行噪音小。（3）空載電流小，有效降低能耗，抵抗短路能力強。基于以上諸多優點，S11節能型變壓器得到廣泛應用。

2.2 連接組別選擇

在中低壓配電設計中三相變壓器常用連接組別有Y.yn0和D.ynl1。目前我國工業與民用建筑中容量在1000kVA及以下，電壓為10kV/0.4kV的變壓器幾乎全部采用Y.yn11連接組別而D.yn0型的變壓器用的很少，有利于變壓器設備能力的充分利用。因此，在中低壓配電設計中推廣使用D.yn11連接組別的變壓器會使節能效果更好。

3 無功補償技術在配電網中的應用

3.1 無功補償技術的作用

目前，降低電網能耗，實現節能，關鍵是提高功率因數和實現無功就地平衡。控制好這兩個方面，將會實現節能，帶來巨大經濟效益和社會效益。這兩個方面的實現都離不開無功補償技術。無功補償技術在低壓配電系統中應用廣泛，效果良好，有效降低了線耗損耗，抑制諧波污染，提高配電線路穩定性、可靠性。

3.2 就地平衡補償

把并聯電容器安裝在0.4kV母線側，設電容補償柜，安裝動態調節裝置，使用戶低壓端無功補償裝置一般按照用戶無功負荷的變換自動投切補償電容器，達到動態控制的目的。還可以補償10kV配電線路中變壓器的損耗，主要是為了降耗設計，同時可以提供功率因素，減小線路電壓線損幅度，提高末端電壓質量。

3.3 單獨就地補償

對于投入運行的電力設備，如果其運行的負荷較穩定，而且容量較大，經常性的處于運行狀態，這種設備對其單獨安裝就地補償裝置，其可以取得良好的補償效果。

4 定時限過電流保護在配電網的應用

定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器、電磁式中間繼電器、電磁式電流繼電器、電磁式信號繼電器構成的。它采用直流操作。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，動作靈敏性高。這種保護方式一般應用在電力系統中變配電所，作為10kV出線開關的電流保護。

5 結語

配電網節能設計已經成為現今社會的重中之重，配電網設計的安全性、經濟型、穩定性直接影響著設備的正常運行和能耗，還會影響人們生活和工作中的情緒。因此，配電網設計是一個必不可缺的工程。在設計中，需要擬出多種方案，并對這些方案進行合理科學的比較，應結合工程項目自身特點，精心設計、精心比較，采用切實可行的節能措施。我國對于低壓配電網設計方面還不是很成熟，還有很大發展空間。

隨著電網發展和改造，配電線路的穩定性和可靠性也需要不斷提高，這就需要設計人員充分考慮實際，選擇切實可行的方案，合理科學的設計配電線路，合理選用變壓器及電網相關耗材。同時還需要按照國家效能規范，對節能進行設計，選擇節能變壓器。將電氣節能貫穿整個工程始末，響應國家節能減排的口號，使經濟效益和社會效益雙豐收。

參考文獻

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