10kV配电网设计及节能问题研究

王方权 谢杰君

（贵州沅丰恒工程有限公司 550001）

10kV配电网设计及节能问题研究

王方权 谢杰君

（贵州沅丰恒工程有限公司 550001）

随着国家经济的发展，电力行业也在不断的发展与进步，10kV配电网设计在电力工程建设中的应用也越来越广泛。然而10kV配电网在电力系统中的无功损耗比较大，因此电力工程建设中所面对的一个相当严重的问题，就是如何实现10kV配电网的有效节能。常用的节能措施是减少变压器的消耗，通过对变压器的运行方式进行优化、采用无功补偿、推广节能变压器等方式来实现。本文分析了电力工程建设中的10kV配电设计节能问题，并针对10kV配电网设计中的节能措施进行了探讨。

10kV配电网；设计；节能问题；研究

1 10kV配电网设计要点及节能问题分析

1.1 10kV配电网设计要点分析

在进行10kV配电网设计时，首先要进行的便是对于供电区域的电力负荷进行测定，通过供电历史数据以及日常用电情况推算出区域的电力负荷，从而确定用电量，在这样的基础上来进行10kV配电网的规划与设计，确保设计的电网能够充分的满足当地电力系统的需求。

在进行10kV配电网设计时一定要重视技术方案的设计，确保配电网的性能足够优越，最大程度上避免停电事故的发生。并且在进行配电网的规划时，还应当充分的考虑后期供电系统稳定性，应推广10kV环网接线，并且注意防止电磁环网。

缩短检修、线路施工以及发生事故时的停电范围，在保证环网和线路正常运行电流的前提下，在每回10kV线路设置合理的分段开关，控制每一段的用户数量，使其保持在一个合理的范围之内。10kV架空线路一般以中性点不接地方式来运行，因为10kV配电网在单相接地故障时，要考虑继电保护装置、绝缘配合、人身安全及提高供电可靠性的有效措施。

1.2 10kV配电网存在问题分析

10kV配电网是在电网系统中能够直接地面向用户而进行一种相对比较可靠的输电系统，不仅可以保证输电工作的安全性和稳定性，还可以有效的提升我国电力企业的效益。但是随着经济的高速发展，社会电气现代化的不断深入，10kV配电网很难满足现如今用户的电力需求。通过分析，目前10kV配电网电力工程主要存在以下几个方面问题：①目前很多的10kV配电网的结构都十分的复杂，并且在进行配电网连接时很多的线路在设计时都是专线设计，也就是一条线路上往往只会连接一个用户，并且在设计时呈现出放射状的设计，这样就意味着很多的用户都是依靠一根相同的主线来连接的。②目前，我国10kV配电网有着很明显的季节特点，也就是在不同的季节下会有不同的负荷变化。这样一来因为线路中的配电变压器平均功耗不高，并且线路中的供电半径比较长，就会导致线路中的损耗很大，使得配电网功耗过大。③在10kV配电网中北过电压是一种极为常见的情况，过电压的产生一定程度上会对于线路产生比较严重的影响，破坏线路，导致设备的损坏，尤其是在一些环境比较差的环境中，这样的环境下极易产生过电压。

2 10kV配电设计中节能措施

在我国电力系统中10kV配电网的电能消耗一直都是较高的，因此就10kV配电网中的节能措施作如下讨论：

2.1 配电网节能措施

2.1.1 线路结构的优化

针对当前个别部分地区10kV配电网的结构设计不合理的情况，解决措施包括：

（1）在用电负荷的中心设置供电电源，电路呈辐射状设计；

（2）电流通过电路就会产生损耗，供电线路越长就会造成越大的损耗，因此供电区域的电路设置应该按照该地区的及时用电量进行设置。

2.1.2 线路截面的选择

电路截面与线路损耗成反比，既电路截面大，则线路电阻小，损耗减小。因此，电路截面的选择应该根据用电地区的具体用电量和经济发展情况进行科学的选择。

2.2 利用自动调谐原理的接地补偿装置

对于配网设计中常见的过电压问题，一般而言可以通过设置自动协调的接地补偿装置来实现对于过电压的处理，在设置安装了接地补偿装置以后装置能够有效的来调节线路中的电压，实现电压的协调。接地补偿装置一般而言分为六个部分，在这其中系统中的消弧线圈主要的功能是实现对于开关负载的调节与远程控制，在系统运行时其能够根据电网中相关参数数据的变化来对于线路进行及时的而调整，从而实现对于电网的控制。

2.3 加强配电网的结构设计及做好定期的维护工作

在进行配电网的结构设计时改变原有的放射式馈线结构，根据所在区域的具体情况采取合适的设计，如果所处区域线路较长、用户数量较少，则可以选择比较简单的设计方案来满足用户的用电需求，降低线路的损耗，减少线路故障发生的概率。此外相关的工作人员应当做好定期的线路维护与检查工作，确保线路的运行稳定。

2.4 综合节能措施

2.4.1 变压器的选择

（1）传统的变压器设备因为在制造时技术较为落后，因此相对于如今的变压器设备而言，其无论是在材料上、功能上、科技含量上均存在较大的差距，尤其是能耗方面的差距。因此10kV配电网在设计时，要根据建设地区的实际情况选择新型的节能变压器，比如，在我国经济发展较好的地区，应用相对广泛的SH型非晶合金变压器，其节能效果远比传统变压器的节能效果明显的多。

（2）变压器运行产生的负荷能够直接影响到配电网的损耗，因此变压器的数量以及容量的选择要更加的科学合理。比如，人口稠密的地区用电量大，在这些地区应该多设置一些容量较大的变压器，而用电量相对较小的地区则可以将变压器的数量减少一些，相应的也要减小变压器的容量。

2.4.2 三相负荷的平衡

在降低10kV配电网的能耗时，将三相负荷合理平衡也是一种非常有效的手段。按照以往的情况来说，将三相负荷合理平衡的难度相对较大，利用简单的措施调节三相负荷的平衡，最后呈现的减轻损耗的效果不明显。这一项工作应该结合用电区10kV配电网的实际运行负荷情况和配电的运行规律来调整三相负荷，使其达到平衡的状态。

2.5 配电网工作人员方面的节能措施

2.5.1 加大计量工作力度

配电网的电能计量工作和配电网的损耗之间具有密切的关联，电能计量工作中的计量数据失真，就会导致配电网的真实能耗显示不够准确，因此加大计量工作的管理力度，保证电能的计量方法的科学性，计量设备的先进性，以此为准确的、真实的配电网能耗数据提供保障。

2.5.2 维护配电网

配电网的相关管理人员、技术人员应该明确自己的责任，加强节能意识的培养，对10kV配电网要进行定期检查和维修工作。在发现10kV配电网的设置中、运行中出现加大其能耗的问题，应及时上报并采取有效措施进行解决，还要加强巡查工作，避免出现有不法分子偷电的情况。

2.6 采用无功补偿技术实现节能降耗

保证降低配电网电能消耗的关键点就是，提升功率因数以及实现无功就地平衡，以上两点的完全实现会为10kV配电网带来明显的经济效益以及社会效益，通过无功补偿是有效降低配电网能耗的重要途径。在中低压的配电系统中进行无功补偿，能够使谐波产生的污染和影响得到有效的抑制，降低因为电流的无功流动带来的配电网能耗，以此提升高压电的质量以及电网系统的安全运行水平，实现真正的节能。

2.6.1 就地平衡补偿

就地平衡补偿一般有两种方式：

（1）在0.4kV的母线侧方安装并联电容器，设置电容补偿柜，并安装相关的动态调节装置，使用户低压端的无功补偿装置能够依据用户的无功负荷变换而自动调节补偿电容装置，实现动态控制，该方法不仅不需要向配电网中的高压线路返送无功电能，还能将无功电流降至最小，有效减小有功功率的损耗；

（2）在10kV的母线侧方安装并联电容器，这种方法是以补偿10kV配电网中线路自身以及相应的配电变压器产生的无功损耗为主，以此达到降低能耗的目的，并且还能提升电网线路的末端电压。无功补偿的容量应该根据其负荷的性质、变压器的容量以及功率因数相结合进行计算。

一些企业中备有三相用电设备，因此可以采用三相电容的自动补偿措施。民用建筑中一般使用的是单向负荷，照明用电、电器用电的负荷变化具有相当大的随机性，从而导致三相负荷出现不平衡现象，在调节补偿无功功率中的采样信号中任意选取收三相中的一组，都会造成未被选取的两相出现过度补偿或者是欠缺补偿的情况，严重危害到配电网的安全运行，因此三相不平衡状态需要利用分相电容补偿的措施进行补偿。

2.6.2 单独就地补偿

该补偿方式更加适用那些经常投入运行，并且负荷量稳定，电能容量比较大的大型用电设备中。比如，大型的感应电动机、高频炉等用电设备，使用时需要在该设备意义单独安装一个就地补偿装置，保证达到最好的补偿效果，降低配电网的能耗。

3 结语

10kV配电网设计节能措施的应用是一项非常重要的工作，在设计中应用节能措施能够有效的降低配电网的能耗，这样不仅会为供电企业带来经济效益，还会提升其对社会的服务质量。有效减少10kV配电网的能耗不仅能够节约电能资源，增加供电企业的经济效益，还能提升供电的质量，保证用户用电的安全可靠，进而推动我国电力行业的良好发展。

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TM73

A

1004-7344（2016）26-0085-02

2016-9-3

王方权（1983-），布依族，贵州兴义人，电力技术工程师，大学本科，主要从事配电网设计工作。