关于10kV及以下配电网发展方向的探讨

发表时间:2020/11/3   来源:《中国电业》2020年第18期   作者:王雨飞
[导读] 改革开放以来,伴随着我国社会经济的高速发展,配电网建设日新月
        王雨飞
        国网辽宁省电力有限公司宽甸满族自治县供电分公司,118200
        摘要:改革开放以来,伴随着我国社会经济的高速发展,配电网建设日新月异,规模不断发展,技术也在更新换代。时代在进步,人民生活与社会生产对配电网建设提出了更高的要求。我们无时无刻不在享受着配电网发展对生活生产带来的便捷,同时也应该关注到自然灾害或人为因素造成大面积配电网事故的情况越来越多,这些事故影响着国民生活的幸福指数和社会经济的发展进程。所以,思考如何建设满足新时代要求的电力电网,探讨10kV及以下配电网的发展方向就显得尤为重要。
        关键词:10kV配电网;发展现状;措施
        1. 10kV配电网自动化系统的特征和发展现状
        随着我国经济的增长,我国重视电力行业的发展,并且根据我国发展目标,设立配电自动化设计系统。在短期内,能够极大提高配电网自动化的发展水平。在电力系统运用中,结合10kV配电网的自动化系统,使得配电网的建设和管理更加便捷和简单,同时还能够保证其稳定运行,10kV配电网自动化系统结构经济又安全,在电力领域中,不断应用和完善。与此同时,在人们生活中离不开电力系统,如果电力系统发生故障,人们的工作和生活将受到极大影响。因此,国家高度重视10kV配电网自动化系统的智能化设计,将其视为国家发展的重大建设项目,并不断出台相应的政策法规,积极开展国家电网建设。10kV配电网具有覆盖范围广,线路复杂等特点,如果发生故障,在进行处理,在一定程度上,会影响后期工作进行。尽管中国10kV配电网的自动化系统已经取得了进步,但仍有许多工作要做。
        2.我国10kV及以下配电网现状及存在问题
        2.1关于自动化程度
        配电网自动化程度是衡量其先进程度的一项重要指标,它是配电网运行可靠性、安全性的基础保障。由于我国配电网自动化建设与发达国家相比,起步较晚。前阶段的配电网建设受当时的经济水平和技术条件限制较大,造成了配电网自动化水平较低的情况。但是,随着近阶段国家对于安全生产,技术创新的高度重视,配电网自动化技术迎来了飞速发展,部分区域配电网已经不断完善,基本满足当前所需。但要满足未来社会的用电需求还要不断完善核心技术。
        2.2关于网架结构
        网架结构是通过配电网一次设备的连接所形成的空间结构,它是配电网自动化成立的前提条件,与可靠性休戚相关。由于缺乏对社会发展和电力需求的正确预测,早期建设的配电网线路线径不足,部分地区年久失修,改造频繁,遗留下了技术不统一,供电线路迂回,负荷分配不均匀,“卡脖子”,大分支等诸多问题。对配电网的运行管理和用户接入带来了诸多不便。
        2.3关于供电质量
        供电质量与工业和公用事业用户的安全生产、经济效益以及人民生活有着密切的联系,供电质量的恶化会引起用电设备的功率因数和效率降低,损耗增加,寿命缩短,影响产品品质,电子和自动化设备非正常运行等。根据国家电网的数据统计和生产中的实践经验,我国一般地区的电网损耗在15%~20%,特别严重的地区可以达到30%,三相不平衡,无功补偿不足,谐波危害等问题依然存在。这样就造成了大量能源浪费和环境污染,同时也对运行中的配电网设备产生严重的危害。


        3.未来10kV及以下配电网发展方向的探讨
        3.1优化电网布局
        优化电网布局是对当前不合理供电模式进行改进的主要技术措施,其主要方法为缩短供电半径增加电源点,具体措施为:首先,电力企业应对实际情况进行分析,对电源点进行适当添加,与此同时,电力企业应对电网技术改进力度予以增强,让电网分布更为合理;其次,电力企业应对当前存在的供电距离较远、迂回供电较多以及设备老化较为严重等问题进行分析,并在电网布局上解决此类问题;最后,电力企业需要对电气半径进行简化,选择科学供电距离,拉近电源点、负荷距离。除此之外,电力企业应关注当前是否存在变压器老化情况,如果发现有此类问题,需要对设备进行更新处理。
        3.2实现10kV配电网电压变换
        配电网电压越高,输电线路上的电流越小,线路损耗就越小。这种现象在高压输电中很常见。在35kV及以上高压输电线路中,变压器引起的铜损耗占总损耗的80%以上。变压器产生的铜损耗与工作电压成反比。工作电压越高,铜损耗越低。铜损耗的降低有助于降低总损耗。然而,这种现象在低压配电网中并不成立。在低压配电网中,铁损约占总损耗的80%。相反,铁损与配电网电压水平相反。随着电压水平的提高,空载电压越来越大,导致铁损逐渐增大。因此,对于10kV配电网,不能盲目提高配电网电压等级,根据负荷情况,合理提高电压等级。
        3.3利用无功功率补偿
        在线路中,如果有功功率可以维持恒定,降低无功功率,可以使用增加负载功率措施实现此目标。现阶段,集中法、分步法得到了广泛应用,此类方法可以完成功率因素补偿工作。如将单一、多个电容器安装在变电站母线上,利用集中补偿法,结合电压变换、功率变换可以完成切换工作。为降低上层电网功率、变压器损耗,需要对变压器、电压输出功率进行调整。与此同时,电力企业可以对无功功率补偿设备进行加设,提升无功功率,让远距离无功功率降低目标得以实现,降低有功功率、电压损失,减少线损。值得注意的是,增加功率不仅可以优化整体电网传输容量,同时还可以改善电压初始质量。
        3.4优化布局,更新设备
        为使线损率有所下降可合理增加电源点,对现有供电模式进行不断优化,采用先进科技手段对电网技术不断改进,实现电网科学合理的分布。现阶段配电网使用过程中常会出现设备老化等重要的影响,通过合理的布置电网结构从而使供电的线损率降低。同时可对电气半径进行简化,根据用电单位周边情况合理选择供电距离,尽可能实现就近供电。此外对于变压器的选择必须结合输电的具体情况,考虑多方面的影响因素。
        3.5鼓励地方清洁能源的开发
        由于电能在电网输送过程中,线路会消耗一部分的能量。在实际生产中,10kV及以下配电网的损耗率非常高,一般达到7%左右,部分地区在线路建设不合理或改造不及时的情况下,损耗率能达到20%左右。针对此类情况,建议推行微电网建设,利用当地清洁能源,自发自用,余电上网,发电不足时由电网供电的策略。通过减少远距离输电的方式,来降低输电过程中产生的电能损耗。目前,供高速公路隧道用电的光伏微电网、水电站废水电就地消纳策略以及风能丰富地区的分布式风力发电系统都得到了良性发展,为环境友好型电网的建设做出了巨大的贡献,值得继续发展和移植。
        3.6变压器降损技术
        变压器在实际工作过程中其线损占比最多的为配电网中的损耗。因此采用新技术新方法对10kV配电网进行不断优化改进,将线损降低到最小。降损的方法有很多:最大限度使用低能变压器。传统配电网中使用的高能变压器在使用过程中需消耗更多能量,同时也会有很大损耗,低能变压器主要运用单晶合金变压器,使用过程中的能耗会大幅降低,提高电能的传输效率;及时将空载变压器断电。由于配电网中的变压器并不是所有时间都运转,而很多不运转的变压器仍处于接通状态,使线路中有很大的电能损耗。因此要及时关闭空载变压器。同时可根据不同季节控制变压器的通与断,降低空载率。
        4.结束语
        总而言之,为切实降低电能的损耗、提高线路的传输效率,电力部门技术人员要针对现有的各种问题及时做出解决方案。同时企业要做好10kV配电网设备的管理与维护工作,不断优化配电网系统。
        参考文献:
        [1]肖庆初,庞峰,郭瑞兵.10kV配电网旁路作业关键性技术的应用与研究[J].电工技术,2019(16):66-67.
        [2]郑伟权.10kV配电网系统自动化关键技术要点分析[J].科学技术创新,2020(19):168-169.
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