浅析10kV配电网设计的节能举措

发表时间:2020/9/11   来源:《中国电业》2020年11期   作者:刘永明
[导读] 目前,随着电力需求的不断增加,对10kV配电网的规划建设必须采取一些节能举措,在反复实践过程中,最终获得一些相对可靠且高效的节能举措,进而使我国电能利用率得到提高。本文基于浅析10kV配电网设计的节能举措展开论述。
        刘永明
        国网喀什供电公司 新疆 喀什844000
        摘要:目前,随着电力需求的不断增加,对10kV配电网的规划建设必须采取一些节能举措,在反复实践过程中,最终获得一些相对可靠且高效的节能举措,进而使我国电能利用率得到提高。本文基于浅析10kV配电网设计的节能举措展开论述。
关键词:10kV配电网;设计;节能举措
引言
        随着我国可持续发展战略的推行,电力企业在电网设计过程中要积极应用节能技术,减少电力运输过程中产生的电能损耗情况,这对于我国电力行业的持续发展有着一定的积极意义。10kV配电网是电力系统的重要构成,施工企业要做好10kV配电网的设计要点分析工作,在此基础上进行节能技术的合理应用,以达到预期的电力系统建设效果。
1影响10kV配电运行的因素
        影响10kV配电网运行的因素很多,也可以简单地分为内外两种因素。第一,外部因素的影响。因为外部环境可能存在不稳定性,所以外部设备的质量和安装都是可能影响10kV配电的因素。另外还有10kV配电网电压,如果出现电压过高,会直接影响到配电网电压使之大幅度升高。还有,就是配电设配外的绝缘材料。他不仅要用绝缘材料,而且还要受外界环境的影响。雨天和雪天的环境恶劣,维修次数多少都会直接或间接地影响到设备的配电操作,如果不能对已安装的设备进行合理的定期维修,那么设备的老化速度就会非常快,老化的设备如果暴露在潮湿的空气中,就可能导致电压过高,从而影响到10kV配电网络的安全运行。
2节能举措
        10kV配电网的规划与用户的生产生活有着紧密的联系,所以应遵从国家提倡的节能理念,针对10kV配电网在研究规划上使用多种节能举措。
        2.1架构设计
        对于10kV配电线路,它运行时会产生功率损耗。而电路设计时,会有更多的节能空间。输电线路节能设计主要采用以下2种方法。一是增大线径,二是引入有效的节能辅助工具。对于前者,应通过损失测试,在电缆模型和温度条件不变的情况下,线路的功率损耗将随着截面的增大而减小,能够实现节能的效果。对于后一种方法,主要使用一些优质节能功效的工具设备。在用电的时候,很多非绝缘工具都会造成电能损耗,其原因是工器具中一些含有较强的铁磁效应。所以在选择工具时,必须从电磁性能较低的工器具着手。
        2.2运用节能低耗设施
        设备方面,选择使用合适的变压器。该系列变压器在节能减排功能设计上表现出色,可供使用。此外,工作人员还应考虑变压器的容量和所需的数量,使设备的数量合理,确保在工作顶点时,变压器能有效工作,再加上在选择线缆时可根据情况考虑电缆套管。这类电缆绝缘性能好,能有效抗电流击穿。10千伏配电设备要求电缆具有重量轻、耐磨损的特点,因此考虑采用YJ2型电缆。电力设备的节能水平也是设备选型时不可忽视的重要因素,特别是各电压等级的变压器,由于变压器数量庞大,其在整个电网损耗中所占的比例相对较高。以笔者所在供电公司为例,公司现有居民用、灌溉用等各类型配电变压器7000余台,其中S9系列以下配电变压器约1500台,受季节性负荷、时段性负荷等因素影响,配电变压器较多存在空载、轻载或重载、过载现象,负荷分布不均的情况也比较突出,配电变压器运行效率偏低、损耗较大。由于负荷的发展和变化等因素难以控制,选择节能型配电变压器便成为降低电网损耗的重要手段之一。以200kVA配电变压器为例,S9系列配电变压器的铁损(空载损耗)为480W,S13系列则为240W,如果将公司S9系列配电变压器全部更换为S13系列,仅铁损每年可减少约315万千瓦时。另一方面,当前超导变压器的研制与应用日趋成熟,其铁损与铜损(负载损耗)仅为常规变压器的1/8—1/6,如果大量推广使用将带来更大的节能效益。

因此,对于规划设计中的新增设备,应优先选用新型节能设备,对于存量的高损设备,则应统筹考虑设备全寿命周期、安全可靠性等因素进行有序更换,从而有效降低整个电网损耗。
        2.3无功补偿
        电能无功补偿技术所运用的方式分为以下几类。首先,在设计过程中进行补偿,在某些设备负载较为稳定或容量较大的情况,可以采用此方法。第二,若需要调整电力的经济适用性的话,就必须使用就地补偿。在设备的前后都使用无功补偿手段,无功补偿效果更加突出。就补偿效果而言,局部均衡补偿法最为合适。通常采取此类方式时,紧挨母线设置并联电容器即可,再将它设置成与调节装置同步。如此设置,部分低端用户能够自行切至补偿电容器,它能够将系统的电流减到最低,使电网的功率损失降到最小。
        2.4重视理论线损的计算
        随着我国节能减排基础国策的提出,要求我国电力行业在配电网设计工作中要充分融入节能技术,做好理论线损的计算工作。理论线损是电力网线损分析跟指导降损的重要科学依据,也是开展配电网节能管理的重要前提。目前我国在进行理论线损的计算过程中,主要是依靠《线损理论计算技术标准》、《线损理论计算软件技术标准》和《线损理论计算业务指导书》等规范标准开展的,能够对配电网运行过程中的线损进行合理计算,保障数据跟现场实际的相符性,这对于后续配电网设计工作的开展也能够起到良好的指导作用[4]。在进行理论线损的计算过程中,需要加强对重损设备的重点计算,在结合线损计算结果的基础上,为后续的配电网设计跟规划工作提供良好的减损建议。利用理论线损计算,能够对配电网在运行过程中存在的薄弱环节进行有效查找,对于配电网节能降损能力的提升也有着非常重要的意义,因此需要配电网的规划设计人员加强对该方面工作的重视力度,促进线损管理工作的科学性跟合理性进一步提升。
3配电网规划设计的应用分析
        在配电网规划实施中,应统筹电网资源,保障规划落地。通过廊道排查,开展站房落点协议签订,结合市政及业扩工程提出廊道需求并获取相应的路径协议,使配电网规划更加精准,提升配网项目可实施性。宏观上可一个区域接着一个区域查,微观上可一个网格接着一个网格解决问题,真正做到项目落地、系统解决配电网问题,做到高-中-低压目标网架精细化,实现精准投资、提高效率效益。采用网格化规划的理念,可紧密衔接城乡发展总体规划、控制性和修建性详细规划,将网格化规划成果纳入城市控制性详规等政府专项规划,配电网规划项目落地执行水平大大提高。以某地区电网的配电网规划设计为例,随着在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析,供电可靠性稳步提升,用户年平均停电时间由2017年的25.4小时下降至2018年的21.9小时,供电可靠率由99.71%提升至99.75%,用户年平均停电时间缩短3.5小时,可增供电量约269万千瓦时/年;同时配电网线损从2017年的5.62%下降至2018年的5.53%,节约605万千瓦时/年,产生直接经济效益542万元,节约社会停电损失约7801万元/年(结合当地实际情况,单位电量GDP按19元/千瓦时,电价按0.621元/千瓦时计算),故在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析具有较高的经济效益。
结束语
        10kV配电设计一直是各电力企业十分重视的一环,合理、科学的设计能促进企业的发展,因此受到电力企业的重视。10kV配电系统的设计是一个非常复杂的过程,除需要较高的技术要求外,还需要整个供电网的供电能力。在实际应用中,一定要在设计时结合实际,明确影响因素和常见问题,然后才能解决配电网可能出现的问题。
参考文献
[1]徐湘龙.10kV配电网设计中的节能技术解析[J].居舍,2017(31):146.
[2]唐晚成,何孟,唐玉苗.基于10kV配电网地电位搭火线夹的设计与节能性研究[J].科学技术创新,2017(21):23-25.
[3]王莲.基于PLC的配电网节能降损优化设计[J].电子技术与软件工程,2017(13):145.
[4]董学新.10kV区域配电网无功优化系统的设计与应用[D].山东大学,2017.
[5]龚芳通.10kV配电网的设计及节能问题分析[J].科技创新导报,2016,13(30):14+16.
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