10kV配電線路優化設計及節能措施分析

陳　韜 王　恒 周曉云 張　緯

（國網安徽省電力公司阜陽供電公司，安徽 阜陽 236017）

10kV配電線路優化設計及節能措施分析

陳韜 王恒 周曉云 張緯

（國網安徽省電力公司阜陽供電公司，安徽 阜陽 236017）

隨著我國經濟社會的快速發展，對于配電網絡建設也提出了更高的要求，同時為了進一步降低電力輸送過程中的線路損耗，需要對整體的配電網絡設計方案進行優化。同時，在目前的配電網絡中10kV配電網發揮著至關重要的作用，而且也是目前線路損耗問題最為凸顯的部分，因此關于10kV配電網設計方案優化及其節能策略的研究具有重要意義。本文主要針對當前10kV配電網設計進行研究，對10kV配電網設計的存在的問題及優化方案進行分析，并且在此基礎上提出了針對10kV配電網的節能策略，以期更好地改善我國10kV配電網絡能源利用效率。

10kV配電網絡；設計方案；節能策略

經濟社會的快速發展對于我國電力供應提出了新的要求和挑戰，關于配電網的設計及其優化對于保障我國經濟社會建設的電力能源供應至關重要。目前，我國應用最為廣泛的當屬10kV配電網絡，其在我國廣大地區獲得了較大規模的推廣，同時由于10kV配電網的末端直接與用戶進行連接，因此配電網絡的好壞將直接決定著電力供應的可靠性和安全性。同時，由于受到我國長距離輸電等因素的限制，我國的配電網絡線損一直居高不下，成為影響配電網絡經濟效益的重要因素，因此在實際的10kV配電網設計過程中還需要充分考慮到實際的配電網節能問題，通過選擇合適的電力設備以及節能措施提升電能的利用效率，以獲得更高的經濟效益。

1. 10kV配電網設計中存在的典型問題

結合對目前實際的10kV配電網的分析，在其設計過程中主要存在著以下幾個方面的問題：（1）在電源點的布置方面缺乏合理性。這一問題出現的原因是電力規劃部門在10kV配電網的規劃過程中缺少統籌思路，使得大量的10kV電源點在區域布局方面缺乏合理性，同時電源點的數量嚴重不足，使得配電網的供電半徑過大，這又進一步加劇了10kV配電網的線路損耗問題。而且由于電源點的布局不合理還使得部分區域的電力負荷失衡，這也在一定程度上影響了區域內配電網的穩定性和可靠性。（2）配電網絡結構設計不科學。由于受制于城市發展規劃等因素，使得我國目前大部分的10kV配電網在整體網絡結構層面的設計缺乏科學性，同時隨著時間的推移和配電網的日漸復雜，使得配電網絡的檢修以及維護工作變得十分困難，這也在很大程度上威脅著配電網絡的安全運行。（3）10kV配電網絡的運行可靠性不能滿足要求，同時還存在著超負荷工作的現象。由于目前我國城鎮化水平在迅速提高，然而在10kV配電網絡卻未進行有效的改造和擴容，使得區域內的配電網絡存在著超負荷工作的問題，這也影響了配電網絡的運行可靠性。

2. 10kV配電網設計的優化

結合10kV配電網的技術特點，在其實際設計過程中應該對以下幾點內容進行優化：（1）在設計之前要對區域內進行充分地勘察和分析。具體而言，要根據供電區域的實際規劃特點對區域內的用電負荷情況進行充分地勘察和分析，以便于掌握該區域內的用電負荷發展趨勢，對于確定和進一步優化區域內的10kV配電網方案大有裨益。同時，在分析的過程中要充分結合該區域內的地貌特征、用電性質以及區域發展情況等因素，以更好地保證用電數據分析的正確性。（2）穩定、可靠的10kV配電網。在實際的設計過程中，一個真正合格的10kV配電網無論是在高壓或者低壓變電站出現故障時，都能夠保證轉供全部負荷，同時在區域內不會出現斷電的事故。（3）采取一定措施保證10kV配電網的可靠性。為了更好地保證10kV配電網的可靠性，可以通過在變電站周邊采用10kV環網接線方法，同時還需要注意避免電磁環網的出現。（4）采取措施降低后期配電網檢修的難度。在實際的10kV配電網設計過程中，為了保證后期配電網線路維護的便利性，需要在線路正常運行的前提下盡量設置分段開關，即通過分段開關的方式降低線路故障的排查難度。（5）架空網絡采用中性點不接電的設計方式。為了充分保證10kV配電網的線路可靠性，降低單相電接地故障等，進一步提升配電網絡的可靠性。

3. 10kV配電線路設計節能策略

3.1選擇有效的配電變壓器

（1）技術方面。一般會根據變壓器的電壓、容量、電流以及使用環境來考慮選擇變壓器，其中，變壓器的容量選擇還需根據使用區域用戶的所有用電設備綜合容量、使用時間來確定需要負荷。應保證在正常運行的條件下，變壓器額定容量的75%～90%為變壓器所承受的用電負荷。在實際運行過程中，若變壓器承受用電負荷小于50%，則需將變壓器更換為小容量；若變壓器承受用電負荷大于90%，則需將變壓器更換為大容量。另外，變壓器的初級線圈電壓值的選擇決定于線路電源，次級線圈電壓值決定于用電設備。在實際應用中，通常會選用低壓三相四線制電，它可以保證動力和照明用電的同時供給。（2）經濟方面。變壓器在電力輸送中的作用及其重要，節能減排的目標在變壓器能效水平的提高上表現得異常突出。在電網損耗中，變壓器損耗占到30%～40%，因此，變壓器行業的節能是保證配電網節能、減少全國發電損耗的重要途徑。2005年，電力行業已經推出行業標準來促進本行業對老舊變壓器、能效降低的變壓器進行替換，以強制性的手段減少了電能的損耗。目前市場上出現了多種型號的節能型變壓器，它們都有良好的節能效果，發展前景廣闊。例如非晶合金變壓器，它的鐵芯采用非晶合金材料制成，磁性、抗腐蝕性都很強，比起傳統使用硅鋼片作鐵芯的變壓器，非晶合金變壓器減少了80%左右的空載損耗，85%左右的空載電流。另外非晶合金變壓器的制作過程還減少了能源的使用、降低了材料的損耗，節省了電力消耗，還在氣體排放上降低了對環境的污染。

3.2選擇合理的配電線路

（1）合理的電荷分配。在配電網正常運行的情況下，線路越長，其損耗程度也越大。若能將線路的長度縮短，相應的損耗程度就可以降低，以致達到節能的目的。所以，合理的線路布局對10kV配電網來說是必要的，在電能傳輸狀況不受影響的前提下，盡可能縮短線路的距離。另外，電源點的合理布置也是必要的，合理的電源點能夠保證讓最近的電源來提供負荷。（2）合理的導線截面積選取。阻抗與線路能耗成反比，線路中的導線截面積增加，損耗就會有所降低。在選擇導線的截面積時，還要保證電壓的質量，另外，還需根據經濟電流的密度對選擇的導線截面合適程度進行判斷。需要注意的是，任何事情都有一定的范圍，線路中導線的截面積也不一定是越大越好，過大的導線截面積會增加電纜單位長度的重量、提升單位長度電纜的價格。因此，要根據實際情況，來選擇適合的導線截面積。

3.3選擇合適的10kV配電網無功補償裝置

干式的自愈型并聯電容器是目前國內使用最廣泛的中壓配電網的無功補償裝置。干式的自愈型并聯電容器是通過采用獨特的元件內熔絲進行保護。將故障元件進行隔離，在電器內部安置具有防火、防爆功能的安全材料，而元件的外部一般是采用樹脂灌封，從而有效地防止空氣的進入，充分地滿足了城市電網的要求。干式的自愈型并聯電容器具有體積小、自愈性能高、電容損失小、綠色環保以及安全可靠等顯著優點。將干式的自愈型并聯電容器應用在配電線路上，有助于節省投資費用，減少設備維護費用。

結語

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。

［1］趙剛印，任艷，秦澎濤，等. 10kV配電網降損節能措施探討［J］.機電信息，2012（21）：44-45.

［2］石艷杰.強化線損管理 提升精益化管理水平［J］.農村電氣化，2010（4）：7-9.

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