中低壓配電網差異化節能降損對策研究

張兆元

關鍵詞：中低壓配電網;節能減損;方式

隨著社會經濟發展逐漸提升，人們日常生活的質量和水平進一步優化，對于電能的需求量逐漸增加，便對中低壓配電網的供電穩定性和安全性有了新的要求，需要電力系統逐漸優化配電網功能，確保其能夠滿足供電需求的基礎上，降低電能消耗，避免用電階段出現短路、斷路等現象，減少不必要的能源消耗。

一、中低壓電網規劃的方法

根據文獻研究可知，在線路選擇階段，需要結合電壓的使用情況和承載力進行選擇，不同參數和型號設備路徑也需要調整。針對區域內部實施中低壓配電網規劃需要詳細計算區域用電量，了解其不同時間階段的變化特點。通常情況下，線路承載力計算需要遵循以下幾種方式。

首先，對行業部門運作進行分析，將國家電網劃分成幾個部分，而后對不同區域內的用電量進行計算，將部門內部用電的數值相加便是整體用電量。

其次，對某個地區的用電數量進行統計，了解用電需求較大的區域和用電量較小的區域，相加之后便是區域用電總量。

最后，可借助電力彈性系數法、負荷密度法等方式計算區域內用電量，并且對電能流轉的數量、方向進行合理分配。

二、中低壓配電網規劃中的問題

（一）電網中的電源點偏離負荷的中心

隨著我國城市化建設全面推進，城市居民和面積逐漸擴展，鄉村振興事業進步后，鄉村地區的用電量也在逐漸增加，意味著傳統電網建設已經難以滿足消費者需求，需要進一步增強電網的穩定性，加大電力傳輸的數量，確保居民用電穩定和安全。在擴增配電網的過程中，以往的配電變壓器較小，已不能使用，所以需要加大配電變壓器，但是導線的截面卻匹配不上加大之后的配電變壓器。在傳統電力工程建設階段，一部分生產廠家使用戶內電纜頭制作方式，或者是借助安裝絕緣罩的形式固定在電纜接頭位置。這種工藝形式看似簡單便捷，但是隨著使用時間延長，分支箱或者是真空柜子中出現六氟化硫開關新型設備能夠代替原有設備，則原有的安裝方式便不能夠適應新型設備的需求，需要再次拆卸返工，出現大面積重復建設區域，影響電力工程整體運作效果。如果之前城市建造規劃采用的中低壓配電網為10kV，然而現階段城市化進程持續的增速以及電網中電源點的位置和容量的設置已經跟不上快速發展的城市化建設。電源點已經偏離了配電網負荷的中心，而且在城市化建設加快的步伐下，中低壓配電網已有轉向城市周圍的擴張趨勢，原來的電源點已經偏離了中低壓配電網負荷的中心，進而直接導致配電網運轉進程中電力單位的經濟收益減少。

（二）接線網絡設計不合理

當前大部分的中低電壓配電網都是采用TT或者TN-C系統，通過這兩種供電系統來實現單相供電或者三相混合供電的目的。在主干線的布設中，大部分都是采用380V/220V架空落線的方法，但是并沒有采取統一的接地線，大部分的用戶家中都是安裝了三芯電源或者三角插座，這也就意味著用電接地保護如同虛設，并且供電線路布置之前并沒有進行統一的規劃工作，這樣嚴重影響了市容市貌，同時并不利于配電管理的工作，會容易出現混亂從而誤導管理人員。

（三）配電網自動化程度較低，維修保護難度大

在城市區域內地下電纜數量較多，在進行開關維護、線路維護的過程中壓力較大。線路開關在長時間使用之后自身性能會出現較大變化，制約電網發展的整體性。隨著我國城市化建設速度加快、鄉村振興推進范疇擴展，電力系統需要加大供電量才能保障區域居民正常生活，此時需要增加電纜的比重，才能夠運輸足夠電能。原有的電路系統中線路開關大部分都不具有自動化能力，沒有將線路開關改造為自動化操作，離開人為操作之后無法正常運轉，并且此線路的開關柜的體積也較大，在操作上工作人員也不方便。經常出現工作人員操作失誤，未能夠按照既定標準施工，且檢查人員的監督監管工作不到位，對于問題區域未能第一時間發現，導致其彎曲半徑過小。此時電纜的彎曲位置極易出現渦流，這一區域的電阻值大幅度上升，電纜溫度增加，導致絕緣損壞，更為嚴重的則會出現短路、斷路等風險，影響電力運轉。

（四）中低壓配電網設備落后

當下，我國中低配電網中的設備基本上在自然環境中裸露并運行的，且線路蔓延的區域較長，各個環節的路徑十分復雜，在使用階段面臨自然環境的眾多威脅。中低壓配電網線路在架設階段需要選擇特殊線夾，一些技術人員在建設現場中粗心大意，選擇了與線路不吻合的線夾，導致整體施工質量下降，極易出現線路故障情況。尤其是在需要將線路分流時，經常會遇到不同線徑的連接矛盾問題。與此同時，這類線路隨著使用時間延長，必然會出現線路老化、燒斷等現象，極易誘發火災。

與此同時，一部分電力企業在開展電網建設的過程中為了減少成本消耗，選擇了橫截面較少的線路原材料，使得在電力傳輸階段的承載量減少，傳輸的電能數量也會降低，難以有效滿足企業、個人的用電需求，并且增加了電力運輸階段不必要的損耗。

三、解決配電網規劃問題的措施

（一）合理規劃配置電源點容量及位置

配置電源點容量及位置在電網優化階段具有十分重要的作用，需要了解區域內部的電網需求、用電量，將其作為電網優化的信息基礎，在后續調節工作階段做出一個比較全面合理的規劃后，再對現有的變壓器進行調整。還可以適當增加一些電源點，并且務必參照小電容量、短半徑、密集分布的準則來安排電源點，在安排實踐中需要應用并列變壓器組合銜接布置方法。既能夠降低設備荷載，也能夠有效增強設備運行穩定性，避免不必要的能源消耗和浪費現象。

（二）應用無功補償，優化接線方式

首先，需要在低配變壓器的低壓母線上鏈接電容器，經過自動投切安裝之后能夠形成互補關系，其中參照變壓器容量在10%-15%來得出相應的結果。

其次，在接線方式優化階段需要結合使用現狀、區域內用電需求等特征進行詳細計算，判定理想的安裝位置，作為容量彌補的有效措施。通常情況下，電容器安裝在配電路徑上，使用效果較為理想。

最后，應實施無功負載技術，進行具有針對性的電網調節工作，降低電網中無功流動的比重，降低電網運行的壓力和損失，滿足電網系統的運轉需求。

（三）對配電網的設備和器件進行合理選擇

中低壓配電線路在我國的使用范疇較廣，且承擔著絕大多數居民用電需求，這類電路基本上都裸露在室外環境中，面對的運行條件相對惡劣且多變，在選擇設備型號和性能的過程中應當保證其質量過硬，能夠承受復雜的外界環境。且在設備選擇時需要結合具體的使用區域進行甄別。尤其是真空開關，是電網運行階段的關鍵設備，一定要確保其在長時間不維護的情況下也能夠符合運行需求，具有極強的抗干擾能力、耐高溫能力。電力系統運行階段也是事故多發階段，會遇到客觀和主觀兩個方面的問題。具有代表性的一點便是區域電壓水平與國家統一運輸的電壓水平不相適應，不利于電力資源的運輸和分配，這也是困擾眾多電力工作人員的關鍵問題。對于電壓較低的區域則需要實施電壓補償。傳統電壓補償中存在大量缺點，如補償效果不穩定、出現補償不足或者過度補償等現象。隨著科學技術進步，在電網建設階段應當引進現代化技術提升電網整體質量，轉變傳統人力操作和運行的弊端等問題。變電站技術自動化需要借助計算機作為數據處理工具，而后利用現代化的通信技術實現數據傳遞。將電氣自動化技術應用于變電站能夠實現站內網絡結構調整，大大提升變電站工作的可靠性與穩定性。在配電系統中增設電氣自動化技術能夠深化電網系統的整體機制，提升其信息化、現代化建設的整體步伐，保障電力系統中配電穩定性與安全性，確保消費者使用安全。

（四）加快中低壓配電網的自動化建設

變電站是電力系統運行階段的重要環節。由于高壓傳輸線路電能損耗較小，為了提升電力經濟效益，往往在運輸之前將電壓增加到較大水平，到達居民用戶端時再進行降壓處理。利用配電自動化技術能夠有效提升變電站工作效率，降低電力資源在運輸過程中不必要損耗，有效節約能源。變電站配電自動化技術對后臺操作系統的質量要求較高，且需要將信息處理技術、電子器操作技術等相結合，才能夠實現高標準的配電自動化操作。傳統變電站管理工作中，大量工作項目需要借助人力資源完成，使用人工調試的方式對設備進行檢驗和維修。但是，人工排查需要的時間較長，且存在一定風險，若技術人員的專業能力不足，極有可能造成嚴重后果，威脅工作人員生命健康。如若在排查階段出現遺漏問題，則對后續電力系統運作導致不好的影響。電氣自動化技術引進能夠在系統內部形成自動檢查、自動報修的閉合環境，不需要工作人員手動排查，能夠降低工程現場存在的風險和問題，且能夠將風險縮減到可控范圍內。與此同時，有效避免了人工檢查階段的失誤現象，借助計算機設備檢查，極少情況下會出現遺漏，具有極強的穩定性和可靠性。現階段，我國科學技術水平已經取得理想成績，在電網調整和優化的過程中需要認真、嚴謹選擇設備參數和項目，將節能環保、低碳減排工作落到實處。

四、節能技術的重要性分析

我國電網建設與世界上先進國家之間的差異較大，電能節約方式方法較為落后，且存在鮮明的地域特點。為此我國政府提出了不同形式的政策作為電網節能的保障。

首先，我國已經制定了大量的法律法規用于限制電能使用，在國民思想政治教育階段也借助輿論、校園教育、社會教育等渠道宣傳了公民節約意識。近年來，我國在電能發展、節能環保、電網優化等工作中也付出了大量人力資源、資金成本，逐漸形成了具有中國特色的電網機制。

其次，在電網節能調整時，需要重視以下幾個方面。第一應當確保電網調節的實用性，了解企業、群眾、區域內部的用電情況后結合實際需求調整;第二應當重視節能環保的內在需求，不可出現表面工程的現象，或者是投入資金過多導致“節能處理”反而變成“資源浪費”的現象，得不償失;第三是重視電網節能效果與后續影響，節能需要在電網運行的全過程實現，而不是在某一階段節約能源，在其余部分浪費現象依舊嚴重，在節能的同時需要具備降低污染、保護環境的理想作用。

五、中低壓配電網電氣節能系統的設計

（一）中低壓配電網的節能

中低壓配電網的優化設計目的之一便是降低能源消耗的比重，確保企業、個人在用電階段的損耗降低，電力企業需要在電力傳輸、運行、轉換等階段降低能源消耗，主要方式如下。

首先，優化供配電系統的設計效果。為了能夠實現節能環保的設計目標，需要明確供配電系統運行的需求，降低需求之外的導線電阻水平，避免線路整體溫度增加、電阻數值增長，導致能源消耗較大。在此基礎上，可以做出線路調整，降低供配電系統中出現的損耗指數。其一，可以根據區域電網的負荷量、供電距離、電網分布等情況簡化傳統的配電網線路，同時將其中冗雜的、能源消耗較大的電網部分剔除在外，使得相同電壓的供電系統中最高變配電級數在2級以下。其二，在變電所設計過程中，需要將其盡可能靠近負荷中心，能夠有效降低配電距離，減少電路運行階段的損耗，且在用戶連線時也能夠減少物料消耗。

其次，優化變壓器節能設計。這一階段需要重點關注的是降低設備實際能耗、增強其運作效率。在設計變壓器節能機制前，需要去除其固定的損耗，如鐵損、雜散損耗、銅損等，充分發揮變壓器在運行階段的能源損耗現象。變壓器在運行階段達到理想的節能效果，既能夠降低設備運行的能源消耗，又能減少變壓器自身磨損情況，實現設備高效率、低能耗工作。

（二）照明的節能

照明方面的節能技術主要有以下幾個方面：

首先，需要選擇穩定有效的光源。在照明設計階段光源的效率與電能消耗之間的關系十分密切，當下常見的燈具中高壓鈉燈的光效率最高，熒光燈與金屬鹵化物燈的光效率次之，白熾燈的光效率最低。為了降低照明設計中的能源消耗，需要重點關注白熾燈的使用頻率，盡量降低高壓汞燈一類能源消耗較多的燈具，可進一步推廣LED燈、熒光燈、高壓鈉燈等燈具，能夠有效降低照明能源消耗。

其次，需要選擇有效燈具，避免出現燈具眩光的影響。通常情況下燈具選擇時需要充分考慮到配光和眩光之間的差異和需求，通過燈具配置能夠實現理想的光照效果。例如，光利用率較高的燈具、照明與空調為一體的燈具等。

結語

電力系統應當重視網絡的規劃和部署工作，避免后續使用階段出現能耗較大、安全性不足等現象，影響電網運轉。且當下我國環境保護、資源節約等理念相繼提出，電力系統發展的過程中也需要重視能源節約問題、環保問題等，采用科學規范的方式解決資源、配置等方面的困難，提升配電網的綜合供電能力，確保群眾用電穩定安全。

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