10kV配电网节能降耗措施探析

2021-08-14陈智聪

科学与信息化 2021年21期

关键词：功率因数三相损耗

陈智聪

封开县源益电力工程有限责任公司广东肇庆 526000

引言

电力行业作为社会基础设施和关键能源产业，对节约电能有着独特关键的影响。因此，完成配电网的节能减排，不仅可以完成我国节能减排的总体目标，还可以提高公司自身的经济效益。本文将讨论10kV配电网中的问题，并讨论其节能降耗对策。

1 10kV配电网的缺点

1.1 配电站的布局和结构是不科学的

具体表现在设定点位不足。110kV电站或10kV电站的一部分从负荷管理中心偏移，供电范围超出有效供电范围的一半，根据负荷的相对密度，城市配电网的10kV供电应在1500~4000km范围内运行，底部电压线应在150~400m范围内。超过此范围不仅会导致线损扩大，而且也不能保证供电的质量。还有施工时不管具体情况如何，盲目跟风，只关注电压的稳定性，变压器体积过大，线路过剩，线路曲折，扩大了建设项目的资金投入，也造成了电能量的损失[1]。

1.2 传输线横截面的选择不科学

具体表现为线径过小，线阻过大，线损与电阻值之间很大关系。

1.3 工作电压质量不能合理控制，工作电压略低

在相同的负载输出功率下，工作电压稍低的情况下，必须扩大负载电流，这样损失相应地扩大了。

1.4 功率因数略低

功率因数cosφ越小，配电网的功率和电路电流的值变大，这样会造成更多的线路和变压器损耗。

1.5 三相负荷失衡

不合理的三相负荷会增加配电设备的线路和变压器的损耗。当底部压力侧的负荷平衡时，高压侧也平衡。底部压力电网的三相负荷不平衡会反映在高压侧。当出现较大的不平衡时，高压线上的电能量损失将增加为原来数值的12.5%。变压器损耗为负载损耗。在所有正常条件下，变压器的工作电压基本上不会改变，也就是说，满载损耗是恒定的。一般的电路负载损耗和变压器的负载电流的平方是正相关的关系。三相负荷不平衡时，变压器的损耗增大很多，据多重数据分析，在三相负荷不平衡时变压器的损耗竟达到了变压器正常损耗的3倍之多，可见影响之大[2]。

1.6 不稳定的负载曲线

在相同的总功耗标准下，负载曲线越不稳定，峰值时间差越大，线损就越大。此外，负荷曲线不稳定，在一定时间内负荷过重，这将规定出更高的变压器容量，相应地增加了变压器的基本建设项目资金投入和能量损失。另外，变压器不同运行方式下，负载损耗也会发生一定的变化（负载损耗曲线图如图1）。

图1 变压器不同运行方式下负载损耗曲线

1.7 线损管理方法不规范

例如，在变压器，电度表和其他测量验证设备的更新、拆除或改造期间，不会计算使用电量，在缺少数据信息时会出现估计状态，并且标记的电量消耗点未加入下一轮的统计等。

1.8 人员素质有待提高

在电力员工的日常工作中，存在着读取方式不同，漏读，预估读或不读水表的情况，这样会对施工造成很大的漏洞。

1.9 计量装置的安装布置存在不合理的情况

容易出现偷电的情况，部分住户会对电表中的连接方式进行调整，改变计量倍率，导致电表出现误差。并且部分区域中电网的规划不合理，网架结构薄弱，导致电网建设进度缓慢，自动供电效率较低[3]。

2 10kV配电网的管理现状

2.1 配电变压器的问题

配电网中不可比较会出现线损的问题，线损的数量能直观地反映电力人员的日常工作水平，也是衡量企业发展的重要指标。做好线损管理工作，需要完善外部的经营，促进企业经营效益的提升。我国部分地区的配电变压容量已经无法满足用电负荷的需求，会对资源造成严重的浪费。在安装电能计量装置时也存在较大的损耗，导致电量计量的准确度比较低。

2.2 配电网管理不到位

在对10kV配电网管理现状进行分析后发现，部分配电网的设备配置不健全，管理也不完善。并且巡查配电设备时，工作人员的检修方式比较落后，无法准确地检查出配电网中的问题，不能及时地修理故障，会增加故障的发生概率。另外，经济和技术方面也存在一些问题，配电网的设备使用年限比较长，没有降低耗能。并且工作人员抄表不认真，也会出现电量不明损耗的问题。

2.3 无功补偿力度投入欠缺

我国电力企业中对于配电网的配变，没有制定相符合的补偿设备，从而增加了无功损耗，降低了电网运行的稳定性。据相关调查得知，部分变电站中存在无功补偿的问题，主要是因为电容器的容量比较大，无法充分发挥设备自身的力量，出现了资源浪费的情况。另外，对电容器进行检查也需要部分资金和时间，降低了可投入率的产生[4]。

3 10kV配电网节能降耗的对策建议

3.1 人为有效调节电路电压

在调节电路电压时，可以通过人为调节母线槽上侧的电容器。由于工作电压的平方值与功率的损失呈正相关，因此，通过适当地调节工作电压，可以实现降低损耗的目标。我们知道，有着能根据自动跟踪和输入工作电压变化来自动调节工作电压的三相自耦变压器，但其调整范围通常限于20%。因此，为了获得更高的社会和经济效益并减少资金分配，公司企业可以使用相对高质量的工作电压，也可以使用自动交流稳压器和相关的机械设备相互配合，以获得最佳的实际应用效果。

3.2 使三相负荷达到平衡是减少变压器损耗的一种很有效的对策

改善配电设备的大部分变压器，并按时对变压器的数据进行统计对比。如果数值不平衡，请立即调整，否则，请重新设置设备。尽可能使用三相四线电源；对于大功率器件，应将设三相短线放在控制回路中作保护作用。当电线的任何部位断开时，三相负荷也可以立即断开不会造成损失。

3.3 环保节能变压器需要推广

在现实很多地方大量应用中，非晶合金变压器在节能减排方面是一个很棒的选择。它的是消耗一般变压器的空载20%。此外，对于输配电系统也没有独特的规定。它可以在所有条件下完成连续的节能降耗。而且，在长期的使用条件下，它不易于损坏，并且具有较长的应用周期。

3.4 10kV路损耗较大的主要原因

是线路的功率因数较低，由于电线的数量众多，线路的长度，分布范围广等各种因素，使其功率因数小于0.4。因为线损与功率因数的平方值成反比关系，技术人员发现科学增大功率因数和减小线损方法的实际效果最为显著。经实践证明，在接收端重新安装低压电容器是提高功率因数，是减少电力损耗和节省电力的实用方法。

3.5 减少电缆损耗

我们把10kV配电设备线路的线路损耗分为管理方式线损耗和技术方式线损耗两种。管理方法线损耗应根据现管理方法制定对策，减少线损；改良各种技术措施，减少技术线损。整个交易过程引起的电能消耗主要是由很多电阻对应的电流量引起的。变压器的热损伤，还有在插入的过程中由变压器铁芯引起的铁损以及由电源故障引起的损失。

3.6 有效选择传输线的横截面

由于损耗与电线的功率损耗正相关，因此可以通过扩大传输线的横截面来减少能的损耗。另外，有必要通过增加线径来减小环路中的供电间隔，从而可以减小功率和降低电能量消耗。

3.7 布局调整电线架构

从具体的应用中可以看出，假设在相同的负载输出电源的情况下，只有电路线数更多，半径越短，线路损耗就越低。当在负载管理中心中设置开关电源时，在相同的电量和相同的总网条件下，分支线越多，损耗越小，并且分支线的平方值不断减少的情况下，应高度防止向电负荷单侧供电。因此，有必要选择一种科学，规范，合理电路布局，以达到节能降耗的目的。