10 kV配电网电力工程优化措施

刘淇玉，刘宇轩

（东北电力大学，吉林 吉林 132012）

0 引言

随着电力行业的发展和进步，我国配电网系统发展迅速，其中，10 kV配电网电力工程呈现全面发展态势。我国多数10 kV配电网电力工程项目都实现了自动化和智能化，但是相较于发达国家还存在一定的差距。其中，配电控制水平低、技术管理机制不健全以及设备数量不足等问题较为突出。基于此，应积极整合技术体系，建立健全完整的技术管理规划，从根本上提高整体配网工程项目的安全性，实现项目的可持续发展。

1 10 kV配电网电力工程中存在的问题

1.1 闪络问题

闪络是10 kV配电网电力工程运行过程中较为常见的问题，对10kV配电网整体运行产生不利影响，需要高度关注。产生闪络问题的主要原因是10kV配电网结构中设备表面含盐量过大，同时还会引发配电网短路问题。在对10 kV配电网电力工程集中校对和检验的过程中发现，若10 kV配电网电力工程中的开关室长期处于无人清理状态，环境湿度异常也会引发线路闪络问题［1］。

1.2 接地线问题

接地线是10 kV配电网非常关键的保护装置，若接地线处理不当，会造成整条线路电压击穿现象。在10 kV配电网电力项目出现电压击穿后，若不能及时对故障进行处理和约束控制，则会造成线路电压击穿，击穿后热量累积，进而造成线路损坏程度增大，引发10 kV配电网电力工程故障。

1.3 外力破坏问题

除设备自身问题外，外力破坏也是10 kV配电网电力工程存在的主要问题之一。外力破坏主要分为自然因素和人为因素：自然因素方面，由于10 kV配电网电力工程项目均集中在室外，使得配网安全受自然环境变化的影响较为突出，距离树木过近或受到鸟类撞击等，均会对其产生影响，造成配电网接触不良、线路损坏等，进而引发严重的接地故障；人为因素方面，不良施工操作、行车操作等均会对杆塔产生影响，造成短路现象或接地故障［2］。

1.4 过电压问题

10 kV配电网电力工程实施过程中，过电压问题时有发生，主要表现为运行过程中电压参数不稳定且实际电压过高。根据产生过电压的原因，可将过电压问题分为操作过电压与雷击过电压两大类。过电压问题可导致线路异常中断或接地处理不良现象，甚至会造成10 kV配电网电力工程整体陷入瘫痪状态，破坏对整条线路的安全性和稳定性，严重影响用户的日常生活，并造成严重的经济损失。

2 10 kV配电网电力工程优化措施

通过建立健全完整的技术管控措施，确保技术管理模式和技术运行效率都能得到有效约束，从根本上提高10 kV配电网电力工程技术运行的时效性，保证10 kV配电网电力工程项目发挥其实际价值，促进技术管理工作的全面进步［3］。

2.1 综合勘察设计

要结合实际情况和具体运行要求对10 kV配电网电力工程进行综合勘察，确保提前完善设计参数。不仅要对城市规划进行集中调研，还要对地形、地貌、周围建筑等进行综合分析，从而合理地选择主干道位置，确保10 kV配电网电力工程项目施工路径和施工要求相匹配，通过设置对应的架空线走廊结构，为电缆敷设装置的合理性管控奠定基础［4］。

2.2 环网处理

为保证整体设计结构和运行安全，10 kV配电网电力工程可利用环网处理模式，将配电网工程进行若干段分割处理，确保将联络开关、分段开关以及结构体系进行综合管控，有效提升故障处理效率，并及时切除相应的隔离区，从而保证线路运行的安全性和稳定性，减少故障造成的经济损失。

在环网处理机制中，为方便对各问题进行具体分析，应结合10 kV配电网电力工程技术要求，对相应的供电管理过程予以判定。主干线供电控制工作存在其来自同一变电站不同母线的情况，因此，相邻变电站间配网干线需利用单环形网络处理方法，保证对故障源进行集中控制，从根本上提高故障管理效果，为后续正常供电提供保障［5］。

2.3 双电源处理方式

在10 kV配电网电力工程技术应用体系全面优化的过程中，要积极整合技术监督体系，确保优化供电管理的安全性，利用双电源处理方式提升其运行稳定程度。需要注意的是，若有特殊情况，必须配备对应的应急电源，从而保证配电网运行稳定性不受影响，目前较为常见的应急电源为柴油发电机和UPS设备等。

3 10 kV配电网电力工程串联电容补偿技术

由于串联电容补偿技术可在有效抵消部分线路电抗值的基础上提升输电网络的输电容量，能合理调控沿线的电压质量，10 kV配电网电力工程常应用串联电容补偿技术来保证运行管理工作的完整性。在应用串联电容补偿技术后，当下游负荷较大时，串联电容补偿技术可通过发挥其调节作用形成 “自适应”电压调控体系，对于辐射状线路具有显著的应用价值。通过应用串联电容补偿技术，能够在10 kV配电网输电线路中形成串联电容组运行体系。整合处理机制和应用技术结构，实现电压调节工序的优化，提升输送功率的补偿处理效果。串联电容补偿技术应用前后的系统图分别如图1～2所示。

系统中的有功功率与无功功率计算公式为：

式中：E为能量有效值，J；U为电压，V；P为有功功率，kW；X为电抗，Ω；δ为功率因数角。

图2中，补充后的等效电抗数值与线路串联补充偿度为：

式中：Xc为串联电容器，Xeff为补偿后等效电抗，Ω；k为串联补偿度；kmax为串联补偿度的最大值。

基于此，结合不同的串联补偿度，可对电压稳定临界点予以分析，提升线路的整体传输功率和电压运行稳定性。

图1 基础配电网电力系统

图2 接入串联电容补偿的配电网电力系统

在对串联电容补偿位置进行选择的过程中，应将补偿效果和网络情况进行综合分析，一般要将单组电容器设置在10 kV配电网电力工程项目的线路首端、中央位置或者是末端，若是两组电容器，则要尽量在 1／3位置、2／3位置以及受端进行设置，不仅要保证系统电压的均等性，也要确保负荷集中在整个系统的末端，从而保证具体运行维护的质量。

4 10 kV配电网电力工程应用

以某供电公司10 kV供电项目为例，验证10 kV配电网电力工程优化措施应用效果。该项目整体输配电容量为8 175 kVA，因为供电半径较长、导线型号较小，项目在2017年出现了沿线台区低电压现象。

在对该项目进行综合分析后，发现网损较大，结合整体线路运行现状展开深度分析可知，负荷电流在线路电感上的电压降是基础因素，尤其是26号、48号区段，且电压幅值偏差超过了标准规定值，影响了地区工业和民用设备的运行稳定性。基于此，相关部门制定了加装串联电容的技术优化措施，确保能将负荷末端电压波动范围控制在±20%，提高供电质量。

结合案例对串联电容补偿技术应用效果进行分析，受端电压为10.5 kV，最大负荷率为25%，在进行相应的技术补偿后，效果如下：1）提升电压，在对相关提升幅度进行补偿量管理的过程中，能将额定电压的升幅度进行处理，优化补偿量的应用水平，最低提升幅度能达到额定电压的3.33%，实现预期效果［6］；2）提升线路输送能力，在进行串补工作后，能有效减小相同负荷条件下的负荷电流，并且能有效提升线路的实际输送效果；3）降低线损，在对最大负荷进行全面分析的过程中，在对始端电压进行集中管理的基础上，功率因数设定为0.9，对前后线损降低量进行计算，假定最大负荷是每年的7月份，损耗降低量的最大负荷参数损耗数值降低了60%左右，具有一定的推广价值。

5 结语

分析目前10 kV配电网电力工程存在的主要问题，利用双电源处理方式、环网处理等方法，完善串联电容补偿技术，对10 kV配电网电力工程进行优化，提高了供电质量及线路输送能力，减少线损问题造成的影响，为线路安全稳定运行提供保障，实现电力系统节约成本的管理目标，为10 kV配电网电力工程质量优化奠定基础。