淺談10kV配電設計的節能措施分析

楊銘

【摘要】節能減排是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針，近年來，我國的電能使用量越來越大，尤其是在用電高峰期，電能供需的矛盾更加的凸顯。因此，在配電設計中對節能減排的設計具有重要意義。本文以10kV為例，闡述其配電設計中的節能措施。

【關鍵詞】節能研究 線路設計 無功補償 功率因素 配電設計

前 言：節能減排是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針，是貫徹落實科學發展觀，構建和諧社會，建設資源節約型社會的重要措施。此外，電力應用于各行各業，如何能夠減少用電損耗、節約電能，在節能工作中是非常重要的。因此，設計人員在配電設計時更加注重對節能的設計，以節約有限的自然資源，充分有效的利用電能。本文主要通過對10kV配電設計的節能意義的分析，進而探討了10kV配電設計的節能措施，希望能夠為有關企業提供借鑒。

一 10kV配電節能設計的意義

在遠距離輸電方面，我國主要以35kV輸變電系統及以上為主，但是因為10kV輸變電系統與用戶關系最緊密，因此對10kV輸變電系統進行節能設計尤為重要的。10kV輸變電系統雖然千伏數少，但是因為涉及的范圍廣、線路相對又長、設備好壞不一、技術水平不高、管理不到位，再加之外部環境又很復雜，這就導致了很多電能的消耗，降低了電能的使用率，這明顯和節能減排的理念不相符，因此在電能供應日益緊張的今天，加強10kV配電設計中的節能設計顯得格外的重要，利用最先進的節能設計理念，對輸變電系統進行節能設計已經成為今后對配電系統設計的一個必然的選擇。如果長期在10kV輸變電系統中踐行節能的設計理念，并能夠在實踐中得以應用，必然會節約包括煤炭、水資源在內的很多自然資源，不僅能夠緩解電能供應的緊張壓力，還能夠促進我國電力行業的快速發展，提升配電設計的科技水平。因此對于電力行業來說最重要的工作就是根據企業的實際情況，在配電設計中加強對節能的設計，切實提高電能的使用效率。

二 10kV配電設計的節能措施研究

1 優化線路設計。線路是輸變電系統中重要的組成部分，注重對線路進行節能設計，會起到事半功倍的效果。在實際情況中，因為10kV輸變電系統涉及的范圍廣，所以需要很多的線路，但在實際的操作中經常出現線路損壞的現象，導致大量的電能被浪費，所以設計人員如果從線路的設計入手進行節能設計，將會有明顯的效果。

通過實踐我們得知在外部溫度和型號都相同的情況下，線路損壞的程度與導線橫截面積成反比，即導線橫截面積越大，線路的損壞程度越低，變相節約成本，提高企業的經濟效益，因此相關單位可以根據當地具體情況適當的增加導線的橫截面積，這是節能的有效方法。還要注意的是，在10kV的配電線路中，要利用節能型金具，這樣節能的效果會更加明顯。因為有些像防震錘、并溝線夾等鐵磁類金具，會因為磁場的存在而產生大量的電能消耗，有時甚至損壞導線，所以一定要選擇地磁或沒有磁的工具，以降低電能的消耗，增加線路的使用壽命。除了上述這兩種方法之外還可以選擇架空絕緣導線，這種導線不僅有助于節約空間，使線路在碰到狹小的通道時容易穿過，還有助于降低停電的概率，這樣就減少了工作人員的維修次數，不僅能夠起到節能的作用，還能使電力企業安全平穩的運行。

2 合理選擇變壓器。變壓器與線路一樣都是輸變電系統中的重要組成部分，同樣也是消耗能量很大的部分，尤其是在10kV輸變電系統中的小、中型的變壓器耗能更大。這是因為它們運行的時間長、使用數量又大，所以在對10kV配電進行設計時如果能夠合理選擇變壓器，也會取得明顯的節能效果，使企業獲得長期的發展。合理選擇變壓器主要遵循以下幾種原則：首先，容量要合理。在選擇變壓器時要根據當地的具體情況選擇合適容量的變壓器，以免造成變壓器空載或負載的損耗，這樣不僅能夠做到節能，還能夠延長變壓器的使用壽命；其次，數量要合理。要根據當地的負荷等級來選擇合適的數量，如果有特殊的情況，就盡量選擇多個容量小的變壓器；最后，類型要合理，即盡量選用節能效果好的變壓器。

3 提高功率因數。提高系統的功率因數，可以減少無功電能在線路上傳輸，從而可達到節約電能降低損耗的目的，以達到節能的目的。線路損耗的公式展開后得下列計算式：

式中，UL —— 線電壓，V ；P —— 有功功率，KW ；Q —— 無功功率，V·A 。

有功功率是滿足建筑物功能所必須的，因此是不可變的。系統中的用電設備，如變壓器、電動機、線路等放電燈中的整流器都具有電感，會產生滯后的無功，需要從系統中引入超前的無功與之相抵消，這樣，超前的無功功率就從系統經高、低壓線路傳輸到用電設備，在線路上就產生了有功損耗，而這部分損耗是可以想辦法改變的。

提高設備的自然功率因數，以減少對超前無功的需求。可采用功率因數較高的同步電動機；熒光燈可采用高次諧波系數低于15%的電子鎮流器；采用電感鎮流器的氣體放電燈、燈安裝電容器等，都可使自然功率因數提高到0.85 — 0.95，這就可減少系統高、低壓線路傳輸的超前無功功率。由于感抗產生的是滯后的無功，可采用電容器補償，因為電容器產生的是超前的無功，兩者可以相互抵消，因此無功補償，可以提高功率因數，因而也減小了無功的需求量。

4 無功補償方式。由于在10kV配電節能設計中引入合適的無功補償技術，可以通過對諧波影響和污染的有效抑制，降低無功流動下的有功損耗，進而提高系統運行水平和電能質量，故被視為實現配電網節能降損的關鍵。對于10kV配電節能設計而言，常用的無功補償方式包括：如果設計對象為容量較大、負荷相對穩定的用電設備，像高頻爐、感應電動機等，同時強調的投入運行的經濟性，便可采取單獨就地補償方式，即單獨在相應設備的旁側裝設補償裝置，以便盡可能的改善補償效果；但最為理想的還是就地平衡補償方式，即在0.4kV母線側安裝并聯電容器，并為其設置配套的補償柜和動態調節設備，如此一來，位于低壓端的用戶便可根據變化的無功負荷對補償電容器進行自動投切，而且其既無需為高壓線路進行無功電能的反送，又可以將線路無功電流保持到最小，進而最大程度的降低有功功率損耗；若在10kV母線側安裝并聯電容器，則是對其配電線路和變壓器運行過程中的無功損耗進行補償，以此通過主要降損。提高線路末端的實際電壓，進而提高電能的利用效率；若針對的是三相失衡現象，建議根據實際情況合理選用分相電容補償技術，以免因欠補償或過補償的出現危害整個電網的安全運行。同時大量的工程實踐證明，無功補償技術節能效果較為理想，但無論選擇何種無功補償方式，均應對其變壓器容量、功率因數以及負荷性質等進行綜合計算，以此選擇最佳補償容量，彰顯理想補償效果。

三 結語

配電系統是電力系統中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環節。它的節能設計是一個極為重要的環節。電氣節能設計重點在于建立和健全節能設計理念，合理設計，實現經濟運行。對10kV配電進行節能設計中，如果能夠在10kV輸變電系統中切實做到節能，不僅能夠降低對電能的消耗，減少對煤炭資源的開發，還能夠在某種程度上延長10kV輸變電系統中的各個設備的使用壽命。

參考文獻

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