10kV配电设计节能措施探究.pdf

1现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 3 期2024 年 2 月Vol.3 No.3Feb.202410kV 配电设计节能措施探究王升龙，赵 佳，徐 晨，沙思旭国网营口供电公司，辽宁营口 115000摘 要：电力工程在推动我国社会经济发展、提升社会生产力等方面发挥着关键作用。10kV 配电系统是我国现代电力系统中非常重要的组成部分，在供电、配电方面承担着重要任务。但以往的 10kV 配电系统在设计过程中因受多方面因素影响，节能效益较差，这与社会发展所倡导的绿色节能理念极为不符。阐释了 10kV 配电设计中实施节能措施的意义，分析了 10kV 配电系统设计现状并提出 10kV 配电节能设计的有效措施。该措施能进一步提高电能输送的整体效率，有利于推动社会经济的快速发展。关键词：电力工程；10kV；配电设计；节能措施中图分类号：TM7 文献标识码：AExploration of Energy-saving Measures in 10kV Distribution DesignWang Shenglong,Zhao Jia,Xu Chen,Sha SixuState Grid Yingkou Power Supply Company,Yingkou,Liaoning 115000Abstract:Electric power engineering plays a crucial role in promoting Chinas socio-economic development and enhancing social productivity.The 10kV distribution system is a very important component of Chinas modern power system,undertaking important tasks in power supply and distribution.However,in the previous design process of 10kV distribution systems,the energy-saving benefits were poor due to various factors,which is extremely inconsistent with the green and energy-saving concept advocated by social development.In view of this,the article first explains the significance of implementing energy-saving measures in 10kV distribution design,then analyzes the current situation of 10kV distribution system design,and finally proposes effective measures for 10kV distribution energy-saving design,for reference by relevant personnel.Keywords:electric power engineering;10kV;power distribution design;energy saving measures作者简介：王升龙（1985），男，国网营口供电公司工程师，研究方向为配电设计。“碳达峰”和“碳中和”已经被纳入了“十四五”战略，各大电力企业要更加积极地开展新能源与节能业务，积极响应世界“绿色、低碳”的发展趋势。当前，随着我国经济的发展，社会各界对电力供应的需求日益增长，对电力工程中的配电系统设计也提出了新的要求与规范。电力系统的规划不合理，不仅要耗费大量能源，还会造成资源浪费，这对我国的环保、节能和可持续发展都是不利的。鉴于10kV配电线路在我国电力系统的重要地位，对10kV配电线路设计中的节能措施进行研究非常必要。1 电力工程10kV配电设计中实施节能措施的意义近年来，我国经济快速发展，人民群众在生产生活中对电力的需求量持续增加，这不但让我国电力企业承受了巨大压力，同时也对配电工程设计中的节能技术提出了更高要求。据有关数据统计，在配电工程实际建设过程中出现的问题主要包含电力使用率较低、线损率较高等状况，导致电能浪费较为严重。10kV配电线路作为我国现代电力网络的重要组成部分，在其实际使用过程中，具有线路覆盖面广、线路长、设备性能差异大等特征，使得10kV配电线路存在较为严重的线损问题。这一现象不仅对能源的高效利用产生了负面影响，还违背了节能减排的发展理念。在我国能源紧张和需要可持续发展的背景下，采用节能技术进行10kV配电系统的设计是大势所趋。因此，在配电线路设计实践中，工作人员需要针对电力行业的现状，采取一些行之有效的节能措施来优化10kV配电系统，充分体现出各个环节的节能特性，提高能源利用效率。2 电力工程建设中10kV配电设计现状分析10kV配电网是我国电力系统的关键构成部分，不但变压器的数量较多，而且配电线路较为复杂、密集，此种情况的存在，造成其在电力系统中的电能损耗情况十22024 年 2 月第 3 卷第 3 期现 代 工 程 科 技2分严重。2.1 管理与防控能力较低在以往的10kV配电网络体系中，由于整体结构较差，电网的互联互通能力存在一定的缺陷1。由于变电站内部的配电线没有相应的支撑，使得配电线路的供电半径过长，造成了迂回供电。同时，10kV配电系统中存在线路老化问题，以及电力变压器数量和电力系统的实际使用负荷不相适应的情况。当负荷达到某一程度时，就需要更换或者增加变压器的容量，从而带来较大的资金投入，造成电力企业的资金压力剧增。2.2 功率因数相对较低，加剧配电线路损耗电力在具体传输阶段，如果功率因素相对较低，则会导致电能出现严重的损失，加剧配电线路损耗情况，为了有效降低损耗，则需进一步加大线路横截面积。但此种方法的运用会在一定程度上增加成本投入，降低电力企业的经济效益。2.3 局部窃电状态十分严重个别用电户与商户为了降低用电量会采取绕标布线，随意变化接线方式与计量比等手段，使电能表进入调节误差状态；或者是随意调整计数器速度比，导致电流电压出现短路、断路等问题，从而对供电企业的线损率乃至经济效益带来极大的消极影响。2.4 配电站设计不合理部分配电站没有位于负载中心，这不仅导致供电范围严重超过相关要求，同时也极易导致配电线路遭受破坏，使电能利用效率大大降低，对电能质量造成了极大的负面影响；同时，一些电站简单追求供电效果，严重忽视了合理选择电力变压器容量这一环节。而如果使用大容量变压器，就会导致电路运行出现迂回现象，增加能源的无谓损耗。2.5 线径过小，线路电阻过大理论上，线损和电阻成正比，线径越小，电阻越大，线损也就越大。同时，由于负荷曲线的异常波动，线损增大。在某个时刻负荷过大时，必须增大变压器的容量，这也增加了变压器的投资和损耗。在负荷曲线变化和波动时，工作电压较低，在相同的功率下，电能传输过程中会使电压下降，电流增加，从而增加了电能的损耗。2.6 基础设施设计问题在以往10kV配电系统的设计中，存在一些不合理的地方。一方面，由于电缆材质的选用不科学，容易出现破损、老化等问题；另一方面，没有按实际情况选用符合标准的电缆，将会对电缆的使用带来一定的负面影 响2。在10kV配电线路具体的基础设施设计中，由于没有结合10kV配电系统的设计要求，导致相关基础设施的建设工作无法有效满足使用要求，从而对电力系统的健康、持续发展造成巨大影响。3 电力工程10kV配电设计中的节能措施配电节能设计是指通过技术手段和管理措施，减少能源的消耗和浪费，并提高能源利用效率。在10kV配电系统中，节能优化可以带来诸多价值。3.1 线路节能设计由于10kV配电设计中的电能损耗问题极为常见，因此在配电线路运转阶段常常会出现浪费大量电能的情况，经过长期调查研究发现，会出现此种情况的原因主要是线路设计方面存在一定问题。因此，若是想要进一步提高电能的使用率，相关工作人员需要在线路设计方面展开相应的节能处理：合理规划10kV配电线路的布置是一项重要的任务。在规划阶段，需要充分考虑供电容量、负荷分布以及线路长度等因素。通过科学规划，可以减少电力系统的损耗，提高供电的可靠性3。比如，在负荷密集的地区，应该合理增加变电站和开关站的布置，以保证电力传输的稳定性；采用智能化技术对配电线路进行优化布置也是一种有效的方法。利用智能计算和模拟仿真技术，可以对配电线路进行精确的计算和优化。通过对电力系统参数的实时监测和分析，可以及时调整线路的布置和负荷分配，以达到最佳的电力供应效果。同时，智能化技术还能够实现线路的自动化控制和故障检测，提高电力供应的可靠性和稳定性；能源管理是配电线路优化布置的重要环节。通过合理的能源管理措施，可以减少配电过程中的能源浪费和损耗。比如，在电力系统中引入可再生能源，并采用储能技术对其进行有效利用。同时，优化10kV配电线路系统的负荷管理，合理分配负荷，避免过载现象的发生。此外，在线路的设计和施工过程中，应注意减少能源的消耗，选择高效节能的设备和材料，以降低配电成本；加强对配电线路的维护和管理，也是优化布置的重要环节。定期检查和维护电力设备和线路，及时排查潜在故障隐患，确保电力供应的安全稳定。3.2 科学选用导线截面在配电系统实际运转过程中，电阻与线路能量所3王升龙，赵 佳，徐 晨，等：10kV 配电设计节能措施探究能源科技出现的损耗呈现出反比效果。在10kV配电具体设计环节，导线截面能够有效防止电力能源出现不必要的损耗问题，因此，相关设计工作人员在10kV配电具体设计阶段，应当对选择导线截面的工作予以高度重视，严格依照电流密度等一系列参数，对导线截面进行科学、合理的选择。与此同时，在对导线截面进行具体选择的过程中，设计工作人员也应该对电力载流量与电压质量等诸多形式进行全面考量，有效防止10kV配电线路主干线两端出现大量电力能源损耗的情况。因此，设计人员在对10kV配电网络进行具体设计时，应合理增加电流的回路线径，以达到理想的节能降耗效果，使相关电力企业获得最大的经济效益与社会效益。3.3 变压器控制方面的节能在10kV配电线路节能设计中，选择节电变压器是一项重要的节能策略。变压器是电力系统中的核心设备之一，其功能在于通过变换电压来实现电能的传输和分配。因此，选择合适的节电变压器对于提高电力系统的能效具有重要意义。选择节电变压器需要考虑其设计参数。在设计和选择节电变压器时，要注重提高其能效。即在保证电能传输效果的同时，尽量减小能量损耗。这就要求在选择变压器材料、线圈绕组结构等方面下功夫。例如，选用高导磁率的磁性材料作为铁芯，能够有效地减小磁滞和涡流损耗，提高能量传输效率。同时，在线圈绕组的设计上，可以采用多层绕组或者扁平线圈等方式，减小电阻损耗，提高能量传输效果；优化选择节电变压器还要考虑其负载能力。在电力系统中，变压器会承受不同程度的负载。因此，在选择节电变压器时，要考虑到其额定容量和负载率。合理选择变压器的容量，既要满足电能传输的需求，又要避免容量过大造成的能量浪费。同时，还要注意变压器的负载率。过高的负载率会造成能量损耗的增加，降低整个系统的能效。因此，应该根据实际情况合理调整负载率，以达到节能的效果，比如融入节能变压器之后，变压器的空载损耗比改制前降低45%55%，达到低损耗变压器数据，空载电流比改制前降低70%左右4；选择节电变压器还要考虑其工作方式。在10kV配电系统中，变压器的工作方式分为两种，即有载运行和空载运行。有载运行主要指的是变压器在实际工作中承受负载，而空载运行则是指变压器在没有负载时的运行状态。在优化选择节电变压器时，可以通过合理设计变压器的工作方式来实现能量的节约。例如，在负载较小时，可以选择使变压器处于空载运行状态，以降低能耗；而在负载较大时，则应选择使变压器处于有载运行状态，以保证能量传输的效果；优化选择节电变压器还需要考虑其可靠性和维护成本。作为电力系统中的关键设备，变压器的可靠性对整个系统的运行至关重要。因此，在选择节电变压器时，要关注其质量和可靠性。同时，还要考虑到变压器的维护成本。选择一台维护成本低、使用寿命长的变压器，不仅能够减少维修费用，还能够提高整个系统的可靠性和能效。3.4 应用无功补偿技术，科学布局网络结构为了实现节能环保效果，设计部门在对10kV配电系统展开设计工作时，也可以适当采用无功补偿这一技术手段，其大致可分为以下两种形式：就地平衡。一般先在母线内侧安装好并联电容器，再同时完成电容补偿柜的设置与布置，以实现节能降耗的根本目的；单独对地补偿。此种补偿方式可以运用于负载较大的线路当中，在对电路进行具体安装的过程中，相关人员应当对电力设计安装内容予以密切关注。在共处相同负荷的前提下，供电的横截面积越小，损耗越大，因此，在10kV配电线路设计过程中，应将电源尽量设置在负载的中央区域，在对负载中心展开具体测量阶段，负载中线两端的负载长度应一致5。另外，随着智能化、数字化技术的发展，配电系统的管理和控制能力得到了巨大提升。通过引入先进的监控系统、自动化设备和远程控制技术，可以实时监测电网运行状态，快速发现和排除故障，提高配电系统的可靠性和响应能力。此外，通过智能负荷管理，对用电行为进行控制和优化，可以更加高效地利用电力资源，提高配电系统的功率利用率。所以，在对电线布置方案进行具体设计时，必须尽量让电线之间保留一定间隔6。尤其是在城市配电网中，必须尽量妥善解决这类配电方式，避免因为配电方法不当所造成的网络破坏现象，借此真正实现节能降耗的根本目的，进一步推动我国电力事业持续健康发展。3.5 引入配电线路运行智能监测与控制系统智能监测与控制系统的关键是实时数据采集与监测。通过传感器和监测设备，对10kV配电线路的各种参数进行实时采集和监测，如电流、电压、温度、功率等。这些数据可以反映线路的运行状态和能量消耗情况，为后续的能量优化和控制提供依据。通过对实时采集的数据进行分析和处理，可以深入了解电力配电线路的能耗特42024 年 2 月第 3 卷第 3 期现 代 工 程 科 技4征和潜在问题。数据分析技术包括数据挖掘、机器学习和人工智能等，可以通过建立模型和算法，识别能量损耗的关键因素和规律。基于实时数据采集和能耗评估，智能监测与控制系统可以提供能量优化和控制策略。通过引入先进的控制算法和模型，智能监测系统可以对线路的运行进行优化和调整，以减少能量损耗。例如，通过智能化的电力调度和负荷管理，能合理分配电力资源，避免负荷过载和不平衡，减少能量浪费。另外，智能监测与控制系统还具备远程监控与操作的能力。通过云计算和物联网技术，可以实现对电力配电线路的远程监控和操作。运维人员可以通过智能终端设备，随时了解线路的运行状态，进行远程故障诊断和处理，提高运维效率。远程监控与操作还可以实现对线路的实时调节和控制。智能控制系统可以根据实时数据和能耗评估结果，调整线路的电流、电压和功率等参数，以实现能量的优化和降耗。3.6 根据相关规程规范操作技术工人是电力工程配电设施实现节能环保发展的直接参与者，其自身的操作水平在一定程度上直接决定着节能措施的实施效果，而作为约束技术人员操作的重要内容，相关企业应当结合具体情况，构建完善、全面的规章制度，以确保技术人员能在其约束下，高效开展专业操作，借此使我国10kV配电工程真正取得节能环保发展。而在具体进行配电系统安装过程中，不但需要和高压电长期相伴，同时还需展开高空作业，以上情况的存在皆为相关人员的人身财产安全带来严重威胁，而为了充分确保技术人员及居民用电的安全性，需在起吊安装过程中对作业设备展开严格、全面的检查，并且对技术作业人员的操作规范展开全过程规范、监控。另外，电力企业不仅要求技术作业人员具有多年工作经验，而且还需在作业正式开展之前对其进行专业、系统的教育培训，使技术人员充分掌握当下最为领先的操作技能，待教育培训结束之后，还需对其进行严格、全面的考核，考核成绩合格者方可上岗工作，相反则需再次培训，直至考核成绩达标。通过此种方式的运用，便可在根源上确保技术人员的专业技能，从而为电力工程的节能环保发展，创造良好条件。不仅如此，技术人员在具体操作阶段需严格依照相关要求，比如在做一些特别的操作动作时，需应用规定的机械设备，切记不可为了提高作业效率、加快作业进度而展开人工拉力。同时在作业开展过程中，管理工作人员应当严格监督与检查技术人员的作业效果，以保证技术人员所运用的操作工艺符合有关规范，唯有技术作业人员、机械设备皆严格依照规定，方可更加全面地提升我国10kV配电线路的节能效果。4 结语综上所述，对电力工程10kV配电设计的节能措施进行深入分析与研究，可促进我国电力工程领域持续健康发展。因此，有关管理工作人员应当对此予以高度重视，积极、自主地学习并运用当下最为领先的电力节能措施，同时还需对目前电力输送过程中的损耗问题展开持续深层研究，分析损耗问题出现的根本原因，并制定行之有效的解决对策，以进一步提高我国电能输送的整体效率，推动我国社会经济的快速发展。参考文献1 周发桥.基于节能角度的工厂供配电设计J.电子元器件与信 息技术,2020,4(4):144-145.2 龚志华,王光辉.从节能角度浅谈工厂供配电设计J.有色金属设计,2019,46(1):97-101.3 高敏.解析供配电设计节能技术和措施J.内江科技,2018,39(6):31,51.4 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