基于电力工程10kV配电设计中的节能思路探索

匡栩毅

摘要：电力工程属于系统性的工程，在10 kV配电设计的阶段中想要切实的提高设计水平，满足电力工程的节能需求，就需要要求设计人员在了解10 kV配电设计节能利益的基础上分析存在的设计问题，然后采取科学有效的设计方案提高节能设计效果。因此笔者结合多年以来的工作实际经验，在探讨电力工程10 kV配电设计节能意义的同时对相关的设计要点以及节能思路进行了总结探讨，希望在通过本文的论述后，能够给该领域的设计人员提供参考。

关键词：电力工程;10kV配电设计;节能思路;探讨

0引言

电能在现实的生活中已经成为了人们的不可或缺的一部分。10 kV低压配电网作为整个电力系统的关键核心内容，直接承担着广大电力用户的供电责任。在10 kV配电线路的设计环节中，我们需要结合基本的安排和配置，只有这样才能够确保电力工程的实施和运行效果，进而提升电力建设的质量，达到良好的节能目标和性能。

一、电力工程10 kV配电设计节能的意义

在目前这个阶段，国内的电力系统主要以35 kV以上的输变电系统作为主要的远距离输电环节 。在实际的供电环节中，用户所使用的是10 kV输变电系统。所以在设计配电线路时，需要将10 kV配电线路作为电力配电系统的核心内容和关键。在运行的环节里，10 kV配电线路存在过长的线路和更加广泛的覆盖面，加上技术的缺陷和不完善的电力管理系统，直接制约了供电的环境，导致了严重的电能损耗状况。不仅难以提升电力能源的利用效率，还和节能减排的理念相违背。

二、电力工程中10KV配电设计中存在的浪费问题

1、布局以及结构不合理的原因

如果在10 kV配电站中没有将负荷中心进行科学设置，使得供电范围超出了指定的供电半径，增大了线路损耗的能量，削弱了供电的质量效果。如果没有结合实际性能追求供电的可靠性和安全性，因为过大的变压器会造成容量的释放，导致线路的融于和迂回现象。在投资加大的环节中，甚至会引发严重的电能损耗。

2.线路损耗

如果某一时刻出现过大的电能负荷量，那么变压器的容量会增加。因此会加大投资力度，导致不同程度的损耗。与此同时，负荷曲线的波动会更加明显，整体的运行呈现出偏低的电压态势。在输送的环节中，电压降低会使电流增大，甚至会引起较大的电缆损耗。因此需要选择合适的解决方案，按照计划性的内容提升电压来消除功率过低的现象。配网系统内部需要增加部分无功率的内容，按照恒定功率合理控制功率和负载电流。如果线路损耗和变压器损耗与负载电流之间存在正比的关系，那么内部的损耗也会随之增大。

3、三相失衡

在空载损耗的情况下，三相负荷不平衡的变压器是一种衡量的状态保持。至于负载损耗，会按照负荷的大小出现不同程度的变化，并与负荷电流平方成正比 。当三相负荷处于不平衡的状态时，三相变压器的负荷损耗可以试做单相变压器的损耗之和。当处于三相负荷平衡时，变压器的损耗达到最小值;如果变压器处于三相负荷的最大平衡状态时，那么其基本的能源损耗会超出平衡损耗的三倍以上 。低压电网三相负荷不平衡能够从侧面反映出高压侧的具体状况，使其的电能损耗上升至10%以上 。

3.设备方面损耗

在10 kV配电网总损耗中，配电变压器的能量损耗占据了其中的8成 。当电网的变压器运行的时间较长时，我们可以将其视为低效率高损耗变压器。由于内部的缺陷较多，加上自动化水平偏低，每年都会浪费大量的电能。

三、电力工程10kV配电设计节能措施探究

1、合理规划电网布局

当负荷功率达到一定的前提下，供电半径越小的频率出现越高，也会使得hi线损程度降至最低水平。按照10 kV配电线路的具体内容，我们可以深入到0.4 kV线路负荷中心的位置，缩短供电系统中的供电半径大小，减少不必要的能源损耗。当电压质量得到明显提升的时候，整体的功能也会随之提升。在供电恒定的状态下，网络总电阻不会出现明显的差异化改变。选择合适的负荷中心位置设置电源，这从侧面反映出较低的能源损耗率，进而达到良好的分支线平方状态。所以单侧供电的方法是无法适应当前的供电系统的。从电网线路规划的实际效果来看，3～4侧的出线供电方案最为合适，能够有效将单侧供電的弊端逐一消除，进而控制了因出现过多导致的维修工作量提升。

2.在变压器环节采取节能措施

结合10 kV配电线路的具体内容，需要提前做好节能设计工作，按照变压器的具体要求合理选择，并遵循以下几点内容：

（1）确定合理的变压器容量

为了消除负载损耗和增加的空载损耗，设计者应该全面考虑变压器的负荷量和变电对象的负载率，结合功率因素开展相应的工作。通过科学的计算，将平均复合进行全面控制。该数值能够维持在额定的容量之内，通常保证在50%～75%之间，并发挥这其中主要的效率和性能。

（2）合理的变压器容量确定

一般情况下，如果一二级负荷所占比例偏大，需要增加额外的两个变压器。倘若三级负荷所占比例过高，那么需要设置一个变压器符合当前的施工规定。对于一些特殊的情况，尽最大的可能选择容量较小的变压器装置。

（3）确定合理的变压器类型

在变压器的选择过程中  ，一定要考虑良好的节能效果。以S2系列的变压器为例，如果能够将这种变压器进行广泛推广，可以凭借该系列的较小噪声和较低能耗优势，增强抗短路性能 ，合理控制空载电流，具有良好的可靠性。

3.采用无功补偿节能措施

在10 kV配电线路内部，所采用的无功补偿方式有以下几种：如果设计对象属于复合稳定且具有较高容量的高频炉，甚至其它的电动机用电设备，在投入运行的过程中要强调其内部的经济性，单独选择合适的补偿方式，竟然达到良好的补偿效果，改善当前的补偿状态。 从补偿效果来看，最为理想的是就地平衡补偿，他能够在0.4 kV母线周边安装并联电容器。然后结合无功负荷变化值，选择合适的投切补偿电容器。这种方式能够提升线路的电流效果，使其处于最小化的状态。与此同时，也能够有效的降低高压线路反送无功电能，进而更好地控制功率的损耗。通过安装并联电容器的形式，在10 kV母线侧围选择合适的补偿变压器。运行配电线路的过程中，需要稳定无功损耗的状态。按照降损来提升线端的实际电压值，确保电能利用率的提升。

4、三相失衡选择相应补偿方式

值得关注的是，假如三相失衡的状况频发，那么需要结合当前的状况合理布局电容的补偿形式，消除补偿不足或补偿过大导致的系统隐患，甚至危及到电网的整体运转效果。结合实践内容，我们发现电力系统中如果能够采用无功补偿措施，那么整体的节能效果也会随之提升，进而达到良好的优化状态。值得关注的是，我们应该及时计算变压器的功率因素和负荷状况，合理控制容量大小。以此为基准，选择合适的补偿方式完成各项操作。

四、结语

综合以上叙述，在电力工程10 kV配电设计的阶段中要了解节能设计的意义，并且在掌握10 kV配电设计现状的同时将更科学的设计理念以及技术措施应用到设计环节当中，如此才能够达到电力工程节能设计方案的需求。

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