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【摘 要】在电力系统中，配电网占据了其中功率消耗的主要部分。对于10kV配电网来说，其节能降耗的实现具有非常重要的意义。10kV配电网的节能措施分为线路节能和变压器节能两个方面。其中线路节能可通过线路截面积的提高、三相不平衡度的降低和传输距离的缩短来实现；变压器节能则可依靠节能变压器的推广、变压器节能运行的保障以及无功补偿的进行等途径来实现。
【关键词】10kV配电网；节能；措施
一、前言
作为电力系统中功率消耗的主要部分，配电网的节能降耗得以实现对于供电部门经济效益的提高具有深远影响，对于温室气体排放的减少和能耗的有效降低也极具积极意义。10kV配电网是供电网络与用户之间得以连接的重要枢纽，在整个电力供电网络中，10kV配电网线路总长度超过了60%。而10kV配电网的电力损失在整个供电网络总线损量中超过了80%，所以，对于供电系统来说，采取合理有效的10kV配电网节能措施，对于电力部门的可持续发展以及资源节约型社会的构建具有深远意义。在供电网络中，功率的损耗主要存在于线路损耗和变压器损耗两个方面。基于此，本文对10kv变配电设计中的节能措施进行探讨，以期有所贡献。
二、10kV变配电线路损耗降低的有效措施
在10kV配电网络中，其实际损耗包括了管理损耗与技术损耗两个方面，管理损耗是指供电企业在电力的生产、调度和营销过程中由于人为因素所导致的电能损耗；技术损耗则为电能在传输过程中的实际损耗。
（一）对电缆的截面积应合理选择
在输电线路中，其阻抗与电能损耗成正比，因而能量消耗的减少可以通过导线截面积的增大而实现。所以在电压质量得到保证、载流量得到满足的基础上，应以经济电流密度为参照进行合理的导线截面选择。增加导线截面积会使导线单位长度的价格与重量相应有所提高，所以还应对此进行综合考虑，结合实际情况，选择最为经济的导线截面积。
（二）布局与负荷分配的合理化
线路距离过长必定会使线路损耗进一步增大。对于10kV配电网来说，应保证线路整体布局合理化，保证线路的实际距离最短。同时确保由距离最近的电源点提供负荷供电并对电源点进行合理优化布置，线路布局的经济性和新增负荷均应纳入考虑因素内。
与此同时，三相负荷出现不平衡也会对线路和变压器造成损耗增加的影响，因而三相功率完全实现平衡是最为理想的状况。但由于负荷的投切并非是经由供电部门决定，而是由电力用户所决定，因而三相的完全平衡在实际情况中极难实现，这就要求供电企业应以负荷的重要性、性质、用电时间以及用电量为依据，尽量保证时间与功率上均趋向于平衡状态，从而实现功率损耗得以降低的目的。此外国家电网针对电流不平衡的度也给予了相应规定，例如在配电变压器的出口处，电流的不平衡度应小于10%；干线和分支线前端部分的不平衡度应小于20%；与额定电流相比，中性线的电流不应大于其数值的25%等。具体处理措施为：对三相用户的负载进行定期测量，对其负荷进行检查确认其是否平衡，并针对实际情况做出有效调整；对于单相接线用户，应对其用电时间、输送距离以及用电量进行综合考虑，并保证其在A、B、C三相上尽可能得到均匀分配；用户的功率因数较低时应在用户所在线路上进行低压电容器的加设。
在10kV配电网中，局部线路严重老化、实际负荷的过快增长而导致原设计的输送容量难以满足实际需求等情况的存在往往较为普遍，此时可采用变压器的增设、旧式变压器的改造与更新以及用户所属变压器的更改等有效措施对此进行处理。对已有电源点的改造，可在供电能力得以提高的同时使线路与变压器的综合损耗得以有效降低。而新增设的电源点则对整体电网的布局合理化创造了有利条件，能够使输电距离得到缩短进而使线路功率损耗得到降低。
三、变压器损耗降低的有效措施
在供电网络中，变压器的使用能够使输送距离得到提升，电能传输所消耗的总体能量得到降低。通常来说，从电力的生产、输送、调度到使用的过程中，需要经过升压——传输——降压至合理的电压等级供给用户使用。通常采用降压变压器作为10kV配电网线路中的变压器，降压变压器的数量繁多，且总容量较大，由此所造成的总体损耗也十分惊人。据研究显示，在10kV配电网的功率损耗中，变压器所产生的损耗超过了80%，而线路的损耗尚不足20%。所以，10kV配电网的线路节能措施应以变压器损耗降低为重点。而变压器的功率损耗分为两个方面，其一为变压器中与用电负荷并无关系的空载损耗，即固定损耗；另一方面则为变压器的与电流平方成正比的可变损耗。固定损耗量=时间×空载损耗，是产生于变压器铁心中的空载损耗；而可变损耗与电压器负荷的高低有密切关联，是在变压器线圈中电流所产生的损耗。例如低压侧滤波补偿节能型整流变压器，滤波补偿变压器低压侧的两个绕组分别与主变压器的两个正反角接低压绕组连接在一起，滤波补偿变压器高压绕组电压，高压侧外连接滤波器、无功补偿装置，滤波补偿变压器高压侧对低压侧阻抗需设计得很小，通常情况下为整流变压器中调压变压器网侧对主变压器阀侧总阻抗的10%以下。从而实现了整流变压器损耗低、效率高，绿色节能的设计效果。
（一）对变压器安全与经济地运行提供充分保障
所谓变压器的经济运行，是指在以供电量需求予以充分满足、并对其可靠安全运行提供有效保障的前提下，利用合理配置电压器，优化选择变压器的运行方式，采取经济调整对变压器负载进行优化，从而使变压器所造成的电能损耗得以最大限度地减少。将变压器综合的功率损耗有效降低是变压器经济运行的根本目标，即减少变压器运行过程中的有功功率损耗和受到无功功率影响而导致有功功率损耗所增加数值之和。要实现变压器经济运行可从以下几点入手：对变压器组合的台数与容量进行合理选取；对变压器负载予以优化调整，保证其运行区间的综合功率损耗处于最低水平；对变压器经济运行方式进行优化选择。
（二）应将节能型变压器予以大力推广使用
与普通电压器相比较，节能变压器能够极大地降低其综合功率损耗。例如与S9型硅钢片普通变压器相比，非晶合金变压器的空载损耗量能够在其基础数值上减低75%～80%。由此可见节能变压器的推广使用对于节能降耗的意义，但应充分考虑到其更换成本与产品费用，应与原有变压器情况和电网改造工作充分结合，对其效益与成本进行综合考虑再行决定是否予以更换。其中首先应进行更换的应为经由国家规定应予以淘汰的、过于老旧的变压器、寿命超出有效使用年限的变压器、性能与国家标准不符的变压器。在此还应综合评价变压器的经济运行方式，对于具有过大综合功率、运行模式不经济的变压器也应予以更换。
（三）无功补偿的开展
在配电网中，进行电力电容器的加装，进而实施无功补偿对于功率因数的提高极为有效。而10kV配电网的无功补偿是针对配电变压器实施补偿。一般来讲，配电变压器的空载电流数值约为额定电流的10%，但功率因数只有0.2，在对用户用电不稳定情况的考虑下，若能够以变压器容量的10%为参照进行无功补偿，那么变压器空载时，功率因数可升高至0.8以上，具有极为明显的节能效果。
四、结语
对于10kV配电网来说，其节能降耗的实现具有非常重要的意义。笔者在本文中对10kv变配电设计中的节能措施进行探讨，希望能够有所指导和帮助。
参考文献：
[1] 计孝奎，成光，韩勇等.10kV及以下配电变压器的经济运行[J].中国科技信息，2009，（6）：19-20，22.
【关键词】10kV配电网；节能；措施
一、前言
作为电力系统中功率消耗的主要部分，配电网的节能降耗得以实现对于供电部门经济效益的提高具有深远影响，对于温室气体排放的减少和能耗的有效降低也极具积极意义。10kV配电网是供电网络与用户之间得以连接的重要枢纽，在整个电力供电网络中，10kV配电网线路总长度超过了60%。而10kV配电网的电力损失在整个供电网络总线损量中超过了80%，所以，对于供电系统来说，采取合理有效的10kV配电网节能措施，对于电力部门的可持续发展以及资源节约型社会的构建具有深远意义。在供电网络中，功率的损耗主要存在于线路损耗和变压器损耗两个方面。基于此，本文对10kv变配电设计中的节能措施进行探讨，以期有所贡献。
二、10kV变配电线路损耗降低的有效措施
在10kV配电网络中，其实际损耗包括了管理损耗与技术损耗两个方面，管理损耗是指供电企业在电力的生产、调度和营销过程中由于人为因素所导致的电能损耗；技术损耗则为电能在传输过程中的实际损耗。
（一）对电缆的截面积应合理选择
在输电线路中，其阻抗与电能损耗成正比，因而能量消耗的减少可以通过导线截面积的增大而实现。所以在电压质量得到保证、载流量得到满足的基础上，应以经济电流密度为参照进行合理的导线截面选择。增加导线截面积会使导线单位长度的价格与重量相应有所提高，所以还应对此进行综合考虑，结合实际情况，选择最为经济的导线截面积。
（二）布局与负荷分配的合理化
线路距离过长必定会使线路损耗进一步增大。对于10kV配电网来说，应保证线路整体布局合理化，保证线路的实际距离最短。同时确保由距离最近的电源点提供负荷供电并对电源点进行合理优化布置，线路布局的经济性和新增负荷均应纳入考虑因素内。
与此同时，三相负荷出现不平衡也会对线路和变压器造成损耗增加的影响，因而三相功率完全实现平衡是最为理想的状况。但由于负荷的投切并非是经由供电部门决定，而是由电力用户所决定，因而三相的完全平衡在实际情况中极难实现，这就要求供电企业应以负荷的重要性、性质、用电时间以及用电量为依据，尽量保证时间与功率上均趋向于平衡状态，从而实现功率损耗得以降低的目的。此外国家电网针对电流不平衡的度也给予了相应规定，例如在配电变压器的出口处，电流的不平衡度应小于10%；干线和分支线前端部分的不平衡度应小于20%；与额定电流相比，中性线的电流不应大于其数值的25%等。具体处理措施为：对三相用户的负载进行定期测量，对其负荷进行检查确认其是否平衡，并针对实际情况做出有效调整；对于单相接线用户，应对其用电时间、输送距离以及用电量进行综合考虑，并保证其在A、B、C三相上尽可能得到均匀分配；用户的功率因数较低时应在用户所在线路上进行低压电容器的加设。
在10kV配电网中，局部线路严重老化、实际负荷的过快增长而导致原设计的输送容量难以满足实际需求等情况的存在往往较为普遍，此时可采用变压器的增设、旧式变压器的改造与更新以及用户所属变压器的更改等有效措施对此进行处理。对已有电源点的改造，可在供电能力得以提高的同时使线路与变压器的综合损耗得以有效降低。而新增设的电源点则对整体电网的布局合理化创造了有利条件，能够使输电距离得到缩短进而使线路功率损耗得到降低。
三、变压器损耗降低的有效措施
在供电网络中，变压器的使用能够使输送距离得到提升，电能传输所消耗的总体能量得到降低。通常来说，从电力的生产、输送、调度到使用的过程中，需要经过升压——传输——降压至合理的电压等级供给用户使用。通常采用降压变压器作为10kV配电网线路中的变压器，降压变压器的数量繁多，且总容量较大，由此所造成的总体损耗也十分惊人。据研究显示，在10kV配电网的功率损耗中，变压器所产生的损耗超过了80%，而线路的损耗尚不足20%。所以，10kV配电网的线路节能措施应以变压器损耗降低为重点。而变压器的功率损耗分为两个方面，其一为变压器中与用电负荷并无关系的空载损耗，即固定损耗；另一方面则为变压器的与电流平方成正比的可变损耗。固定损耗量=时间×空载损耗，是产生于变压器铁心中的空载损耗；而可变损耗与电压器负荷的高低有密切关联，是在变压器线圈中电流所产生的损耗。例如低压侧滤波补偿节能型整流变压器，滤波补偿变压器低压侧的两个绕组分别与主变压器的两个正反角接低压绕组连接在一起，滤波补偿变压器高压绕组电压，高压侧外连接滤波器、无功补偿装置，滤波补偿变压器高压侧对低压侧阻抗需设计得很小，通常情况下为整流变压器中调压变压器网侧对主变压器阀侧总阻抗的10%以下。从而实现了整流变压器损耗低、效率高，绿色节能的设计效果。
（一）对变压器安全与经济地运行提供充分保障
所谓变压器的经济运行，是指在以供电量需求予以充分满足、并对其可靠安全运行提供有效保障的前提下，利用合理配置电压器，优化选择变压器的运行方式，采取经济调整对变压器负载进行优化，从而使变压器所造成的电能损耗得以最大限度地减少。将变压器综合的功率损耗有效降低是变压器经济运行的根本目标，即减少变压器运行过程中的有功功率损耗和受到无功功率影响而导致有功功率损耗所增加数值之和。要实现变压器经济运行可从以下几点入手：对变压器组合的台数与容量进行合理选取；对变压器负载予以优化调整，保证其运行区间的综合功率损耗处于最低水平；对变压器经济运行方式进行优化选择。
（二）应将节能型变压器予以大力推广使用
与普通电压器相比较，节能变压器能够极大地降低其综合功率损耗。例如与S9型硅钢片普通变压器相比，非晶合金变压器的空载损耗量能够在其基础数值上减低75%～80%。由此可见节能变压器的推广使用对于节能降耗的意义，但应充分考虑到其更换成本与产品费用，应与原有变压器情况和电网改造工作充分结合，对其效益与成本进行综合考虑再行决定是否予以更换。其中首先应进行更换的应为经由国家规定应予以淘汰的、过于老旧的变压器、寿命超出有效使用年限的变压器、性能与国家标准不符的变压器。在此还应综合评价变压器的经济运行方式，对于具有过大综合功率、运行模式不经济的变压器也应予以更换。
（三）无功补偿的开展
在配电网中，进行电力电容器的加装，进而实施无功补偿对于功率因数的提高极为有效。而10kV配电网的无功补偿是针对配电变压器实施补偿。一般来讲，配电变压器的空载电流数值约为额定电流的10%，但功率因数只有0.2，在对用户用电不稳定情况的考虑下，若能够以变压器容量的10%为参照进行无功补偿，那么变压器空载时，功率因数可升高至0.8以上，具有极为明显的节能效果。
四、结语
对于10kV配电网来说，其节能降耗的实现具有非常重要的意义。笔者在本文中对10kv变配电设计中的节能措施进行探讨，希望能够有所指导和帮助。
参考文献：
[1] 计孝奎，成光，韩勇等.10kV及以下配电变压器的经济运行[J].中国科技信息，2009，（6）：19-20，22.