10KV配电设计中的节能措施

摘要：10kV中低压配电网是电力系统的一个重要的组成部分，直接肩负着向广大电力用户提供电能的重任。10kV配电网节能的关键是实现变电器的节能降耗。目前采取的主要技术措施是合理调整运行电压，平衡三相负荷，推广节能变电器和开展无功补偿。在降低电线损耗方面，合理选择导线截面和合理布局网络结构是必须考虑的两个因素。

关键词：10kV低压配电网 节能 设计 变电器 线路

现实生活中，电已成为了人们生活中不可缺少的物质。10kV低压配电网是电力系统的一个重要的组成部分，直接肩负着向广大电力用户提供电能的重任。在对10kV配电线路设计阶段，要求对每个部分都要进行合理的安排和配置，这样才能使得整个电力工程更好的实施和运行，确保电力建设质量，实现节能的目标。

一、通过合理设计，降低变电器损耗，达到节能目的

变压器是电力系统中的主要设备。一般来说，从发电、供电一直到用电，需要经过三至五次变压器的变压过程，特别是配电变压器，其数量多，容量大，总损耗很大。据有关资料，在1OkV线路的损耗中配电变压器的损耗占80%以上，1OkV线路的损失不到20%。因此，配电变压器的损耗是配电网损耗的主要组成部分，降低配电变压器的损耗对于降低整个配电网的损耗效果非常明显。

1、正确选择变压器的安装位置。

变压器的安装位置应在确保低压线路供电半径 500米的前提下，将其置于或靠近负荷中心，或最大负荷点，使电网呈网状结构，线路向四周辐射，这种结构电能损失最小，应尽量避免采用链状或树状结构。同时，地理位置要安全可靠，高低压进出线轻易，便于维护检修。

2、提高变压器的负载率。

根据生产企业的用电特点选择较为灵活的结线方式，并能随变压器的负载率及时进行负荷调整，以确保变压器运行在最佳负载状态。配电变压器的负载率越低，功率因数就越低，损耗就越大。因此，一要及时停运空载或轻载的变压器，对季节性用电（如排灌站、机井、砖窑等）负荷或乡镇及个体企业应配置专用变压器，并不宜接入其它负荷，以便在不用电时能及时停用变压器。为提高变压器的负载率，充分利用变压器的容量，一台变压器最好能供几种不同性质，用电时间不同的负荷，例如，把非生产时间或节假日不能停电的非动力负荷接到其他综合性供电的变压器上；二应更换或合并负载率低于 30%的配电变压器；三是可采用“母子变”情况，投运不同容量的变压器，用电高峰期间投运大容量变压器或全投，低负荷时间投运小容量变压器，使配变铁损等于铜损，达到最高效率，确保变压器的经济运行。

3、合理调整运行电压

通过调整变压器分接头、在母线上投切电力电容器等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整运行电压。因为有功损耗与电压的平方成正比关系，所以合理调整运行电压可以达到降损节电效果。

对于负荷率较低的电力网，变压器铁芯损耗一般占电网的 30%～ 40%，而在配电网中，配电变压器的平均负荷率都很低，此时铁芯的电能损耗可占总损耗的 50%以上，因此，运行电压高于额定电压，线损反而升高了。所以对于负荷率较低的配电网，在保证用户电能质量的前提下，最好使配变电压略低于额定电压运行，这对于降低线损是有利的，尤其是农村排灌线路，农忙过后，配电网络电压偏高，应及时调节变压器的分接头，使配电变压器处于适当励磁状态，减少铁损；或在配电变压器加装空载自动切换装置，或及时把配电变压器高压侧跌落熔断器拉开，可避免空载损耗。

4、平衡三相负荷

如果三相负荷不平衡，会增加线路、配电变压器的损耗。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。当三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小；当变压器处于三相负荷最大不平衡运行状态时的变损是处于平衡是的3倍。因此调整台区三相负荷分配，使其达到平衡，是降低变压器损耗（4%～6%）的一个重要的措施。

改善三相负荷不平衡的方法：一是定期测量三相接线户的负载，检查三相负荷是否平衡，如不平衡，应及时调整。二是三组单相接户线，应尽量由一根电杆上分别从A、B、C三相引下，以减少中性线电流。三是减少单相接户线的总长，如线路较长，应重架设三相四线制线路。四是在单相接户线回路中，如功率因数较低，应加装低压电容器。五是在配电室或大电力用户内加装三相断相保护，使任一导线断线或任一保险熔断时，能及时发出信号或切断电源，及日寸消除故障。

5、推广节能变压器

非晶合金变压器节能效果明显。比普通S9型硅钢片变压器的空载损耗降低80%左右，且对输电系统无特殊要求，无论是电力使用高峰或是低估它都可以连续节能，对长期处于负荷低时段或季节的城市电网和农村电网节能降耗尤为重要。非晶合金变压器相对于传统的硅钢型变压器，在其寿命期间持续节能效果也十分明显。因此，国家和各地电网公司对使用非晶合金变压器这一环保节能产品的认识上趋于统一，并正在加大对非晶合金变压器的推广力度。

6、开展无功补偿

在对1OkV线路进行无功补偿时，主要是对配电变压器进行补偿。由于变压器的空载电流一般占额定电流的1O%左右，功率因数为O.2左右，故按变压器容量的1O%进行补偿，就能将空载时的功率因数提高到O.8以上，在降损节电方面的效果十分显著。

二、通过合理设计，降低电线损耗，达到节能目的

1OkV配电线路的实际线损分为管理线损和技术线损。管理线损通过管理和组织上的措施来降低；技术线损通过各种技术措施来降低。技术线损主要是指供电企业从进网的关口表到客户的终端贸易结算表之间输、变、配电过程中所产生的电能损失，主要是由电流通过电阻产生的热损失、变压器在通电过程中铁心产生的铁损及漏电产生的损失等组成。管理线损是指供电企业在安全生产、合理调度及市场营销过程中造成的电能损失，如计量设备误差，抄表核算过程中漏抄、错抄、错算及窃电等产生的损失。

1、合理选择导线截面

线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。在满足载流量、保证电压质量的前提下，应按经济电流密度选择导线截面。根据对线路理论线损的计算实例发现，1OkV线路线损主要发生在主干线的前1～2段上，低压线损主要发生在大负荷的回路上。所以对电流较大的回路一定要注意供电距离尽量短，线径适当增大。

2、合理布局网络结构

在供出同样负荷功率的前提下，供电半径越小出线越多，线损越低。电源设在负荷中心（负荷中心是指负荷矩即输送容量与输送距离的乘积的中心，不是负荷位置的中心，计算负荷中心时应使负荷中心两端的负荷矩相等），在网络总电阻相等、供电容量相同的条件下，分支线越多损耗越小。

降损节能不但可以减少用户电费支出，提高供电企业经济效益，挖掘配电设备供电潜力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。在实际运行中，只有不断加大科技投入力度，因地制宜，积极探索，认真落实降损措施，才能有效地搞好配电网降损节能工作，从而取得更好的经济效益和社会效益。

参考文献：

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