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探讨10kV配电网节能设计问题

2015-03-20广东集明电力工程有限公司广东东莞523071

中国新技术新产品 2015年5期
关键词:非晶功率因数谐波

李 莹(广东集明电力工程有限公司,广东 东莞 523071)

探讨10kV配电网节能设计问题

李 莹
(广东集明电力工程有限公司,广东 东莞 523071)

摘 要:伴随着我国的经济快速发展,人们生活水平不断的提高,对用电量需求也进一步加大。10kV配电网在电力系统中有着非常重要的地位,但10kV配电网的耗能较高,所以,对国家配电网进行节能设计就显得非常重要。分布范围广、配电线路情况复杂是10kV配电网的特点,但只要采取合理有效的措施就可以使10kV配电网的节能潜力发挥出来,明显的降低配电网功能,达到节能的目的。

关键词:10kV配电网;设计;节能

科学技术的不断发展促使10kV配电网的技术得到普及。其中10kV配电网在整个电力系统中占据很大的比重。在设计的过程中,可以采用变换配电网的运行方式、开展无功率补偿和推广节能变压器的方法,尽最大可能性减少配电线路自身的消耗,从而从根本上实现配电网的节约功能。

一、正确的负荷计算是供配电系统安全可靠、经济合理运行的重要保证

进行电网的规划设计最基本的目的是为用户提供可靠、安全的用电质量,同时也可以满足经济发展的需要,实现上述目的关键环节就是要做好正确的负荷计算,正确的负荷计算对配电网的高质量供电有着很大的影响。比如:影响选择电压等级、影响配电所的分布和设计,影响电网设计的网架结构等。进行正确负荷计算的过程是:总结规划区域内以往的用电情况,收集用电部门定制的用电需求,以发展的眼光分析规划负荷密度,采取功能小区负荷密度的指标算法。

二、提高功率因数增加系统的有效输出

功率因数(F)的意思是交流电路功率(P)和视在功率(S)之比,即F=P/S。

在交流电路功率为定值的时候,减少无功功率可以提高功率因数,所以提高功率因数就是减少用电设备对无功功率的需求量。提高功率因数可以增加电力系统的发电机、网络供电以及变压器的能力,因为供电设备的供电能力是用公式来表示的,当无功功率减少,对于同一个设备来说它所供应传递的有功功率增加,充分的发挥了电力设备的潜力,进一步提高电力系统的供电能力,变压器以及发电机的设备都有一定的额定容量。在电路中,如果接触的感性负载较大的时候,电路的功率因数都会降低,提高功率因数可以提高供电设备的利用时间。对于整个10kV供配电系统来说,减少无功功率的需求量,对提高功率因数有重要的意义。

三、减少高次谐波,降低系统的无功损耗

谐波会导致供配电系统的电压和电流发生波形突变,造成电能的质量下降,危害供电系统以及设备。所以,工程设计的人员应该了解谐波产生的危害,积极的研究解决方案,改善供电的质量,确保供电系统的安全,使配电网可以安全运行。

(一)谐波产生的原理

在10kV供配电系统中,谐波的意思是指在周期运行中电气量的频率大于1的基波频率正弦波分量。谐波次数如果是大于1的正整数,电网就会受到各种因素的干扰。配电网上同时存在着谐波电压和谐波电流,当正弦基波电压施加在非线性设备的时候,设备时间的电压波形和电流不相同,电流就会发生异变现象,产生谐波电流,通过线路的阻抗和系统的阻抗产生谐波电压。

(二)谐波对10kV供配电系统的危害

谐波对于10kV供配电系统的危害主要表现为:第一点是加大损耗,高次谐波会使配电系统中的零件产生附加的损耗,降低配电系统设备的运行效率;第二点是影响设备的正常运行,谐波会导致设备产生噪音和振动,使电机的寿命缩短;第三点是引起配电网局部谐振,这种局部谐振会导致谐波的电流放大数十倍,危害电气的设备;第四点是会使工控的系统发生崩溃,邻近的高次谐波会对通信设备产生干扰现象,使设备无法正常工作,导致系统崩溃。

(三)减少谐波危害的办法

为了减少谐波带来的危害,第一种方法是要合理的设置无源交流滤波器,这种方式结构简单、运行起来方便快捷,除了滤波之外还可以兼顾无功补偿,以达到吸收谐波电流的目的;第二种方法是在电网中安装有源滤波器,有源滤波器就是用于动态仰制谐波、补偿无功的电力电子装备。有源谐波的优点是可以实时的跟踪动态补偿,采用基于瞬时功率的谐波电流补偿的技术,不间断的监测谐波的电流,通过对瞬时电流的控制跟踪,实现谐波电流的补偿目的,对于大小和频率变化的谐波进行补偿,克服传统滤波器的缺点,逐渐的使电源总谐波电流为零,达到抑制谐波的目的。

四、减少线路的长度,合理选择配电所配置

在设计10kV配电线路的时候,要适当的减少配电线路的长度,这样可以有效的避免线路防雷击的能力,配电线路过长容易在雷电天气里发生雷击,对居民的正常用电造成了影响,所以为保证10kV线路的正常运行,要合理的把供电线路的长度缩短,不过也不能让线路过短,否则在短路的时候由于线路过短带来更严重的故障。

无论是在环网的供电单元、箱式的配电站还是终端用户进行高压接线的方式,配电所装置的保护方式可以利用断路器的配置或者负荷开关的配置,利用断路器的装置或者加熔断器进行组合的方式,进行合理的选择配电装置。

在对10kV配电线路安装选址时,除了要遵循基本的规划之外,还要结合用电区域自身的特点进行选址。配电所装置的选址原则是小容量多布点,这种办法的优点是:第一点可以减少配电线路的长度,降低能源的损耗;第二点是可靠性较高,即使发生故障,影响用电的范围也比较小;第三点是便于扩容,适合小区内10kV配电线路的初期以及中期阶段使用。

对配电所装置范围的选择应该注意以下几点:第一点是要满足负荷之间的不确定变化;第二点是在选择配电场所时尽量接近负荷中心并且不破坏周围的环境;第三点是在选择配电场所时要与高压配电网相互协调。

五、选择非晶合金节能变压器

(一)非晶合金节能变压器概念

非晶合金变压器作为一种新型的变压器,它采用了非晶合金材料来制作变压器的铁芯。非晶合金的主要构成要素是铁、锰、镍等材料构成,并且在这其中添加了磷、硅、碳等材料,这些材料聚合在一起是非晶合金有着良好的磁性。非晶合金节能变压器的铁磁性较好,机械的轻度高,耐腐蚀性的功能好。

(二)非晶合金节能变压器的优点

非晶合金节能变压器的优点是铁芯的损耗量非常低,和传统的变压器相比,空载损耗要低75%左右,空载的电流下降80%左右,在现在是非常理想的节能变压器。

由于非晶合金节能变压器的温升低、发热少、损耗性低,所以在运行的过程中会非常稳定,使用的寿命长。除此之外,非晶合金还有优秀的机械性能,抗腐蚀能力比普通材料要高,是目前节能效果比较理想的配电变压器。另外,制造非晶金属材料的时候,仅使用较少的能源以及超低的损耗特性,可以大幅度的节省电力消耗,减少二氧化碳的排放,降低了对环境的污染。

非晶合金节能变压器不仅在节能上有明显的优势,而且它的投资回报等待的时间短,如果设备可以一次性投资,就会避免在短时期内重复的投资,这符合节能设计的导向,非晶合金技术的产品有可靠性,可以完全满足用电区域的需要,可以更广泛的推广应用。

结语

总的来说,10kV配电网的设计节能工作是一项艰巨的长期工作,对于电力供电公司来说无论是从社会效益还是经济效益来说,都有必要进行节能消耗的设计,这不仅是国家提出的基本要求,也是供电企业需要解决的重要问题。配电网能耗的降低不仅能提高用电质量,还有明显的经济效益,所以必须要采取合理、科学、可行的办法对10kV配电网系统进行节能设计,并且积极的采取各种有效的节能措施,使我国的电力企业稳定、可持续性的健康发展。

参考文献

[1]游荔华.探析节能措施在10kV配电设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2014(18):165.

中图分类号:TM73

文献标识码:A

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