10kV配电设计中节能技术分析

节能环保　ＩＥＮＥＮＧＨＵＡＮＢＡＯ　

ｌＯｋＶ配电设计中节能技术分析　

冯贵贤　（广东创辉电力工程有限公司广东佛山５２８２１９）　

【摘要】ｌＯｋＶ配电网是我国配电网中覆盖范围最广却又是损耗最大的部分，所以它的经济运行决定了整个电网的节能降　耗。本文通过对１０ｋＶ配电设计中的线路设计、变压器节能以及无功补偿技术这三部分进行了简要的探讨，以降低电能损耗，　提高电能利用率。　．　【关键词】配电设计；节能降耗；变压器　

１．线路设计节能　１．１合理选择导线截面　因为线路的能量损耗同电阻成正比，所以在配电设计时　可增大导线截面，减少能量损耗，从而达到节能的目标。所　以在经济技术条件允许并在保证载流量和电压质量的前提　下，可考虑使用大截面导线，以降低线路电阻，减少配网线　路损耗。此外，可以增加并列线路，这就相当于增大总的导　线截面积，降低了线路的阻抗，起到很好的节能降损作用，　实现线路的经济运行。但考虑到导线截面积的变化会影响到　线路杆塔、基础、绝缘子及主杆等费用，所以应选择电力线　路的经济截面积。导线最经济截面积是指能够使平均到每年　的购买导线资金与每年导线消耗电能的成本之和最小的导　线截面积。假设导线截面积Ａ￣（ｍｍ　）相关部分的单位长度单位　截面积的成本为Ｇ　（￣／ｍｍ　ｋｉｎ），和导线截面积无关部分成本　为Ｚ。（元／ｋｍ），线路长度Ｌ（ｋｍ），年成本回收率为ｚ　，则每年应收回　的投资成本Ｆ．（元／年）为：　‘　＝　（ＡＬ　上（１）　若输送负载电流Ｉ（Ａ）已给定，年运行时间为Ｔ　（ｈ），电价为　Ｇ　（元／ｋｍｈ），则考虑负载波动（波动系数Ｋｒ，）影响后的年有功功　率损耗成本Ｆ　阮／年）为：　＝３Ｋ　＋Ｉ　三＝＝二　，Ｇ，、×１０。。’　‘　（２）　从而每年线路的总成本Ｆ阮／年）为：　Ｆ＝　＋　＝　（４　＋ｚｏ）正＋３Ｋｒ，　等　ｘｌ０　州　（３）　可得出最小成本的导线经济截面积Ａ　（ｍｒｎ２）为：　，豚㈩　垒．变压器节能　为了降低变压器损耗，在进行ｌＯｋＶ配电设计时，应合理　选择变压器类型，尽可能使用节能型变压器。然后根据负载　的大小合理选择变压器容量，对于长期使用的变压器应选择　综合功率损耗小的变压器，保证变压器能经济运行。　２．１合理选择变压器台数与方式　在选择变压器台数可以使用并联变压器的方式。选用这　种方式可在负荷绝大部分是三级负荷的，可以装设一台变压　器；当负荷增加到一台变压器容量不够用时，则可并列投入　第二台变压器，而在负荷减少到不需要两台变压器的同时供　电时，可将一台变压器退出运行，这大大的提高了变压器运　行的经济性。而且当并列运行的变压器中有一台损坏时，只　要迅速处理，是不会影响到另一台或两台变压器的正常供　电，减少了故障和检修的停电范围和次数，从而提高供电可　一１３６一　靠性。　２．２配电变压器型号的选取　要选用低能耗、高效率的节能型变压器，这可减少空载　时由铁损、漏磁损耗、激磁电流产生的铁损和负载时由负载　电流在变压器线圈电阻上产生的损耗。现以某厂为例，变压　器的选取需要对变压器价格、损耗、负荷特点、电价等技术　经济指标对变压器经济性的影响进行综合考虑，该厂的用电　情况如下表１所示。　表１．某厂用电情况　ｆ　Ｊ　．　时　Ｈ　均功带／ｋｗ　ｊ１懿Ｊ、　弗Ａ：ｗ　，ｆ　均啦绮罐　牡　｝ｈ譬　

３２７７３　０　４５，２　Ｉ　８２ｆＪ＃　ｆ】２５　０９　１ＯｋＶ级ｓ７、ｓ９　Ｓ１１、Ｓ１５系列变压器技术数据如表２　

所示，相同容量但不同型号的配电变压器额定负载损耗基本　相同，也就是说负载损耗产生的电费现值是差不多的。　表２．１ＯｋＶ级ｓ７、ｓ９、Ｓ１１、￥１５系列变压器技术数据比　较　梅戳［２５０ｋＶＡｊ　空栽推ｌ观，ＷＩ　负拽榭牦　Ｗ　哦１枉流能　刖捷Ｉ枉　％　努孽静瞎　比　∞ｂ∞　１１　４　Ｓ９　５６（Ｊ　３０５０　０　６　４　５１１３５１１　ＳＩ１　３‘ｍ　３（１５０　０　５　４　５５３讲Ｊ　ｓＩ５　ｔ非龋　轻、　１４０　５（１　０，４５　４　６９６７６　

选取贴现率为８％，经济使用期为１５年，电费按照０．７６９４　元／ｋＷｈ计算，电价年增长水平按照１％计算。通过计算可以　得到投资ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１５（非晶合金）三种型号的配电变压　器的电费折现值，结果如表３所示。　表３．空载损耗产生电费折合现值的比较　单位：元　

从表３可以看出，与选择ｓ９系列变压器相比较，选择Ｓ１１　系列的不到５年就可以收回多付的初始投资成本。因此，在　选择变压器时优先考虑ｓｌｌ系列。虽然选择非晶合金的由于　非晶合金变压器的价格比较高，其投资回收期要长些，但如　果考虑长远投资和电价上涨，则使用非晶合金变压器比较合　适。　２．３选配变压器合理的容量　在设计时要合理选择变压器容量，使变压器在运行时的　负载率尽量与最佳负载率接近。但变压器本身的负载和功率　因数是变化的，且有超载运行的可能性，所以不用按照最大　效率的原则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得太　大，就会使得空载损耗大大增加；而若变压器容量选得太小，　

２０１４年第０７期　则会造成变压器负载过大，甚至于过负荷，增大变压器的负　载损耗。目前比较成熟的方法是采用总拥有费用ｆｆｏｃ）法计算　来选择配电变压器容量。先是计算变压器最小容量，在容量　满足负荷需要的基础上，对相近容量的变压器进行技术经济　比较，然后选择总拥有费用最低的容量。　２．４负载变压器功率因数　在电力系统中，装置的感应用电设备除了要消耗有功功　率外，还要消耗相当数量的无功功率，致使电网功率因数下　降，降低了发供电设备的供电能力，导致电能损失加大。为　了维持整个系统电压水平，在１０ｋＶ配电设计中，应设置移相　电容器，采用无功补偿技术如静止无功补偿器（ＳＶＣ）来提　高功率因数，使其有足够的无功补偿容量，减少总的负载电　流，降低变压器的有功损耗和无功损耗，减少变压器的负载　损耗，提高变压器的利用率，从而达到节能的效果。在允许　的电压偏差范围内，也可结合调压与补偿电容器，实现高峰　负荷时较高电压运行和低谷负荷时较低电压运行的逆调压　要求。　３．无功补偿技术节能　在１０ｋＶ配电节能设计中，使用无功补偿技术有效抑制谐　波影响和污染，降低无功流动下的有功损耗，从而提高系统　运行水平和电能质量，这也是实现配电网节能降损的关键。　在进行１０ｋＶ配电节能设计时，对于如高频炉、感应电动机这　些设计对象容量较大、负荷相对稳定的用电设备，可以采取　单独就地补偿方式（如图１所示），即单独在相应设备的旁　侧装设补偿装置，就可以达到很好的补偿效果。　

ＳＡＮＪＩＡＯＺＨＯＵ・ＤＩＡＮ　Ｌ１ＫＥＪＩ　≯囊辩｛　

图１．电动机无功就地补偿示意图　但最为理想的还是就地平衡补偿方式，也就是在０．４ｋＶ　母线侧安装并联电容器，再设置配套的补偿柜和动态调节设　备。通过这样的方式就可以使位于低压端的用户根据变化的　无功负荷对补偿电容器进行自动投切，不需要为高压线路进　行无功电能的反送，便能将线路无功电流保持到最小，在最　大程度上降低有功功率损耗。而如果是在１０ｋＶ母线侧安装并　联电容器，则是对其配电线路和变压器运行过程中的无功损　耗进行补偿，提高线路末端的实际电压和电能的利用效率。　４．结语　１０ｋＶ配电设计的节能技术是电力行业持续发展的必然　趋势，因为配电网的降损节能不仅能提高配电设备供电能　力，还有利于资源的优化配置。所以在进行１０ｋＶ配电设计中，　要尽可能经反复核算与测试后获取有效的节能措施和最优　的设计方案，努力向健康绿色的模式发展。　参考文献：　［１】衣辉．配电系统节能方式分析［Ｊ】＿科协论坛（下半　

月），２０１　１，（０４）：０８－０９　［２】何玉坤．高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨　城市　建设理论研究（电子版）．２０１２年７期．　【３］ｔ伯韬，王可．供电系统节能降耗的措施探讨【Ｊ］．应用　科　技，２０１　１（４）　

上接第１３３页　新的可控硅试验仪采用单片机作为核心，键盘、显示屏、　通讯接口作为外围设备。硬件部分主要包括模数转换器、采　样回路、存储器、交直流电源回路、主机电路、人机联系部　件等。通过外部的把手实现对可控硅两侧加压和测量正向电　流。　至　一　＂）一　繁　Ｐ　ＲＯＭ　型　访　Ｅ　Ｉ　一　臻　帆　Ｒ　Ａ　黼Ｍ　Ｌ＿－　一　一　图４．１试验仪硬件结构图　人机接口可用于选择单一试验项目或连续试验项目的　选择，试验结果的显示。通讯接口应可将试验数据、结果调　出，方便查看。此外可控硅试验时，可能会对可控硅两侧施　加高电压，所以，把手应采用好的绝缘材料，试验仪应安装　停止按钮，保证试验的安全。　４．２试验仪软件设计　可控硅试验仪的软件应包含监控程序和接口管理程序　两部分。监控程序是面向操作面板、显示器的管理，包括操　作输入，存储设置功能与工作参数。通过控制Ｉ／Ｏ接口采集　数据，对数据进行分析、处理。显示相关状态信号和处理结　果。接口管理程序主要是对通信接口。分析来自通信接口总　线的信息，输出仪器的状态信息和测量数据等。　４．３试验仪工作流程　以可控硅导通试验为例，其工作过程为：操作面板发出　启动试验信号，单片机命令驱动单元控制电源输出正弦半波　电压。通过把手电压加在可控硅两侧。再由把手采集正向电　流，经Ａ／Ｄ转换送入单片机。单片机对数据进行计算分析将　运算结果存入ＲＡＭ中，判断可控硅是否正常导通，同时将　结构显示于显示器上，停止电源输出终止试验，测试仪复位　至初始状态。　由于单片机的使用，可大大提高试验仪的扩展功能和运　算功能，能完成很复杂的信号处理工作。大大提高了可控硅　试验仪的功能性和智能化程度。为直流工程的稳定运行提供　了有力的技术支撑。　参考文献：　［１１１高压直流输电岗位培训教材．换流器及直流控制保护　设备【Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００９　【２】赵婉君．高压直流输电工程技术（第二版）［Ｍ】．北京：　中国电力出版社，２０１１　［３】王官洁，任震．高压直流输电技术［Ｍ】．重庆：重庆大学　出版社，１９９７　［４】张志良．单片机原理与控制技术（第二版）【Ｍ】．北京：　机械工业出版社　

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