10kV配电网设计中的节能措施探讨

【摘要】随着我国经济的快速增长，能源消耗的强度也明显增大，从我国现实和长远利益考虑，必须加强建设资源节约型、环境友好型社会，特别是对于我国电力行业来说，节能降损工作显得尤为重要。本文结合实际情况，分析了目前10kv配电网能源损耗的主要原因，并对设计中的节能等问题进行了相关探讨，从而得出有效的节能措施。

【关键词】10kV配电网；节能；变压器损耗；线损；措施

1 引言

由于我国的电力部门长期重发电、轻供电、忽略配电网的重要性和特殊性，导致配网系统基础薄弱，中低压配电网损耗严重。10kV配电网是我国电网中规模最大，涉及面积最广的部分，其末端直接与用户相连，敏锐的反映用户在安全、优质、经济等方面的要求，已成为电力系统供电能力、电能质量、供电可靠性等重要指标的最终体现。但是，10kV配电网存在许多问题，如网架结构薄弱、设备老化、无功补偿不足、电网运行管理落后等诸多因素，造成配电网损耗过大，与世界主要工业国家相比存在较大的差距。因此，探讨我国10kV配电网设计中的节能措施非常迫切。

2 10kV配电网能源损耗的原因

从目前来看，技术因素、人为因素和自然因素都将对10kV配电网造成能源损耗，但自然因素是无法改变和消除的，因此配电网能源损耗主要由技术损耗和管理损耗两方面引起。

2.1 技术线损

技术线损通常是指电流在电力网中经过输送、转换和分配电能等所产生的能源损耗，可分为可变损耗和不变损耗，其中不变损耗是可计算出来的，是电流传送不可避免的损耗，而可变技术线损是可通过采取一定的技术措施来降低和避免的，主要有以下4点原因：

（1）配电网中存在部分陈旧供电设备（如高耗能配电变压器SJL），这些陈旧供电设备其自身损耗就比较大，无疑会增加线损。

（2）由于三相电流IA、IB、IC相互不平衡，导致中性线产生电流，进而产生不必要的线路损耗和配电变压器损耗。

（3）配电网结构、布局缺乏合理性，而导致供电半径拉长或配电站/变电站偏离负荷中心，并由此增加线损。

（4）偏远地区配电变压器负荷率较低、经常空载运行，或传输电力导线截面选择不合理、线阻较大。

2.2 管理线损

管理线损由人为因素造成，一方面由于电力管理部门管理不够严格，出现电网设备漏电、抄错表、漏抄和误抄等现象；另一方面由于管理不严格，用户违章用电、偷电而引起线损。

3 10kV配电网设计节能措施

本文主要从两个方面着手实现10kV配电网的节能降损。一方面，考虑变压器节能，因为在电力系统中，变压器是生产过程的主要设备，从发电、供电到用电，需要经过三到五次变压器的变压过程，变压器数量多，容量大，损耗大。另一方面，考虑线路节能，线路损耗在10kV配电网总损耗中也占有很大比例。

3.1 变压器节能措施

3.1.1 开展无功补偿

在国内电力系统中，各级网络与输配电设备都要消耗一定的无功功率，尤其以配电网所占比例最大。无功功率在配网中的流动，对电网安全经济运行和用户的正常用电产生重要影响，就地或就衡无功，能够改善电压质量和提高供电水平。一些发达国家要求配电线路基本不送无功负荷，功率因素达到0.95-0.99，在低谷时功率因素达到1，就地解决用户和配电变压器以及线路上消耗的无功功率。为了最大限度的减少无功功率的传输，提高设备效率，对配电网无功补偿应遵循以下原则：

（1）总体平衡与局部平衡相结合；

（2）以中、低压配电网补偿为主，其他补偿方案相结合；

（3）电网补偿与用户补偿相结合；

（4）降损与调压相结合，以降损为主。

3.1.2 合理选用变压器

合理选用变压器包括合理选用变压器的种类和变压器的容量、数量：

（1）应合理选用变压器的种类。一方面及时更换旧式变压器，有些地方仍在使用旧式变压器，旧式变压器自身损耗就比较大，为此选择新型的节能型变压器，对节能降损有一定的帮助作用；另一方面在四季分明的地区春夏和秋冬应使用不同类型的变压器，以减少无功功率传输。

（2）应合理配置变压器的容量和数量。合理配置电压容量和数量即可实现对电压的有效控制，并且在安装分配时尽量将变压器配置在高效负荷中心附近，以最大幅度地降低损耗，使变压器一直处于合理、经济运行的状态下。

3.1.3 调整、平衡配电网中的三相负荷

三相负荷调整通常被认为是一件比较繁琐的事情，因此常被忽略，但因三相电流不平衡现象造成的损失是不容忽视的。有资料显示，三相负荷相互平衡，就可降低4%-6%的变压器损耗。现实工作中可通过了解配电网中负荷和分配规律、局部调整改善线路及合理布线等方法平衡三相负荷。

3.1.4 适当调整供电电压

我们知道线路损耗与线路电流的平方成反比，而线路损耗功率ΔP又可以通过线路传输功率P、电流I、电压U和电阻R，运用公式 P=UI，ΔP=3I2R来计算。由此可知，线路电流、电压越高，线路损耗越小；反之供电电压越低，线路损耗越大，所以适当调整、提高供电电压可有效降低线路损耗。

3.2 线路节能措施

3.2.1 合理规划、调整配电网结构

目前，部分10kV配电网网络结构较为薄弱，电网布局、结构不尽合理，因此合理规划、调整电网网络结构可实现节能降损。配电网布局、结构的合理与否直接影响线损的大小，因此合理规划、布局配电网网络结构是节能降损的有效措施之一。合理的电网结构应满足以下两点：

（1）供电电源位于用电负荷中心位置，呈辐射状向输送电能；

（2）应在可能的情况下，最大幅度地缩短供电半径，即有效避免线路过长和迂回而造成的能源损耗。只要有电流经过的线路，就一定会有线损，为降低线损，对于10kV的配电网，配电线路半径最长不得超过15km。

3.2.2 合理选择导线截面

因为线路能量损耗与电阻成正比，即线路的电阻阻值越大，所造成的线路损耗也就越大，所以选择正确、合理的导线截面，降低线路阻值，可有效降低线路损耗。就实际情况来看，某些地方电网线路导线选择不尽合理，线路导线截面偏小，从而导致线损较大。另外在现实中由于某种原因造成的电线漏电所致的线损也是存在的，为此加强线路管理，及时更换老旧电线也可降低电线损耗。

4 加强管理，降低损耗

变压器降损和线路降损可被称为是配电网中的技术型节能降损措施，而人为因素是配电网节能降损的管理措施，为此加强管理、节能降损是电力工作者及相关部门义不容辞的社会责任。节能降损的管理措施，可从以下3点做起：

4.1 做好计量工作

计量工作与能源损耗有着较为直接的关系，计量点、计量方式、计量装置是计量工作的中心问题。科学的计量点选择更便于管理，同时计量的准确度也更高；选择合理的计量方式可有效避免计量误差和错误的出现；而计量装置的选择、安装则应依据科学、从实际情况出发考虑。

4.2 做好调整、维护工作

相关人员应积极做好线路和供电相关设备的定期检查和维护。对于发现的不合理之处（如供电线路迂回、供电半径大等），应立即调整；对于线路或供电设备有损坏之处，应及时进行维修或更换。总而言之，应加强对整个配电网的线路管理，定期检修、维护，以确保线路和设备的正常运作。

4.3 严格管理制度，明确岗位职责

管理制度主要包括岗位制度和考核制度两方面。岗位制度即积极组织岗位培训、明确岗位职责，严格抄收表，杜绝错抄、漏抄等现象。同时要求抄表人员对偷电、违章用电有一定的识别能力，以降低损耗。另外，积极引进高新设备，完善系统自动化节能降损建设，将科技融入配电网中，可有效降低损耗。

5 结束语

在能源日益紧张的当今社会，如何达到节约能源的目的成为社会的热点问题，而电力能源为各行各业的发展提供动力，其重要性不言而喻。本文通过探讨分析提出了10kV配电网设计中的一些节能措施，对于我国建设资源节约型社会大有帮助。

【参考文献】

[1] 曾志强.10kV配电网设计及节能问题.《科技传播》，2013-05-08

[2] 周箭.浅析10kV配电网设计及节能问题.《广东科技》，2013-04-25