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【摘 要】在电力工程中，配电设计，合理选择方案，合理选用用电设备及加强其它节电措施，对节约电能是十分重要的。本文就电力工程lOkV配电设计中的节能措施进行探讨分析，并结合工作实践提出了自己的一些见解和认识。
【关键词】电力工程；配电设计；节能措施
城乡配电网是电力系统能量损耗的主体部分,是连接电力网和电力用户的桥梁，其线路长度在电力网中占60％ 以上，其线损率在电力网的总线损中占80％以上。由于电网的线损主要是变压器损耗和线路损耗，所以配电网的降损节能，也就是对电网中所有的变压器和电力线路进行优化。十一五期间我国的GDP能耗要比十五期间降低20％ 。配电网的节能降耗就是其中重要的组成部分．对供电企业提高经济效益，实现目标利润更是起着举足轻重的作用。但目前由于负荷增长速度快而配电网建设投资滞后，lOkV配电线路在节能降耗方面仍有着很大的挖掘潜力。
1 降低配电线路损耗
l0kV配电线路的实际线损分为管理线损和技术线损。管理线损是指供电企业在安全生产、合理调度及市场营销过程中造成的电能损失，如计量设备误差，抄表核算过程中漏抄、错抄、错算及窃电等产生的损失。技术线损主要是指供电企业从进网的关口表到客户的终端贸易结算表之间输、变、配电过程中所产生的电能损失。主要是由电流通过电阻产生的热损失、变压器在通电过程中铁心产生的铁损及漏电产生的损失等组成。管理线损通过管理和组织上的措施来降低；技术线损通过各种技术措施来降低。降低网损的措施，包括需要增加一定投资。对电力网进行技术改造的措施以及不需要增加投资,仅需改善电网运行方式的措施。线损率指标是一个综合性的指标。它的高低反映出企业的技术、设备和管理等多方面的水平。降低线损不但直接提高企业的经济效益，而且可增加对用户的供电量，有一定的社会效益。
1.1 合理选择导线截面
线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。在满足载流量、保证电压质量的前提下，应按经济电流密度选择导线截面。根据对线路理论线损的计算实例发现,1OkV线路线损主要发生在主干线的前1～2段上，低压线损主要发生在大负荷的回路上。所以对电流较大的回路一定要注意供电距离尽量短，线径适当增大。
1.2 合理布局网络结构
在供出同样负荷功率的前提下，供电半径越小出线越多，线损越低。电源设在负荷中心(负荷中心是指负荷矩即输送容量与输送距离的乘积的中心，不是负荷位置的中心，计算负荷中心时应使负荷中心两端的负荷矩相等)，在网络总电阻相等、供电容量相同的条件下，分支线越多损耗越小，而且随分支线平方在下降．所以应尽量避免向单侧供电，同时从规划方面考虑，提倡三侧或四侧出线供电为主，因为太多出线也会增加投资和维修工作量。在城乡配电网中还存在着这些供电问题，应尽快加以切改，以减免由于供电方式不合理造成的网络损失。
2 变压器节能措施
2.1 经济手段
2.1.1 树立现代设备耗能观念，加强设备更新。现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念。耗能设备管理科学理论的主要基础是从经济寿命观念出发,把产品经济的物质磨损观念转变为技术磨损观念。耗能设备的经济寿命系指耗能设备在制造过程中，不仅考虑设备的物质磨损，更主要的是按技术磨损确定设备的使用年限。耗能设备的技术磨损系指耗能设备在使用过程中，一旦研制出新设备．其技术性能和经济效益比原设备继续使用优越时，就应按技术磨损进行决策，更新设备。
2.1.2 实施分时电价的措施。随着经济发展，用电结构也发生了变化，加之传统用电习惯，使用电负荷的峰谷差别加大。在高峰时段变压器负荷成倍增加。而下半夜的用电负荷锐减。冲击变压器运行的平稳性，导致变压器效率下降。为了提高变压器的负载率，在运行管理中采取各种手段来转移高峰负荷，增加低谷用电，提高其负载率。其经济手段就是全面推行峰谷分时电价，对生产用户安装复费率电能表。
2.1.3 根据功率因数进行电费合理调节。提高用户变压器及用电设备的功率因数，减少变压器磨损．供电部门要对用户力率进行考核，实行力率调整电费。按规定：对用户变压器容量进行力率考核，要安装有功电能表和无功电能表。每月抄录用户的有功电度与无功电度，计算其功率因数．按其差额加收无功补罚电费，差额越大，补罚电费越多。用户因力率过低，每月需要增加支付大量电费。通过经济杠杆，使用户在支付补罚电费中，权衡经济利益，采取无功就地补偿的措施，从而提高功率因数。
2.2 技术手段
2.2.1 合理选配变压器的容量。从理论上讲，要使变压器发挥最大效率，应使平均负荷率为额定容量的50％一75％。但因为变压器本身的负载及功率因数是变化的，且有超载运行的可能性，故不必按最大效率的准则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，空载损耗会大大增加；变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大。通常工厂及民用等用电设备，其负荷是变动的，每天都有所不同。选择容量的计算方法如下：
（1）计算负荷量及功率因数，在待选的系列变压器中选择多种容易(即不同规格)的变压器，以供作待选变压器(其额定容量应大于负荷的最大视在功率)。
（2）计算出各种容量变压器与负荷对应的负载率。
2.2.2 选择变压器的数量和类型。为了降低变压器损耗，应根据企业负荷情况合理选择变压器的数量和类型。选择时一般应遵循以下原则：
（1）合理选择变压器台数。负荷绝大部分为三级负荷的，可装设一台变压器；若企业一、二级负荷所占比例较重，必需两个电源供电的，则应装设两台变压器；特殊场合可使用多台小容量变压器，如受运输和作业条件限制的井下变电站。
（2）选用低能耗、高效率的节能型变压器。这是节能的重要手段，它可以减少空载时由铁损、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。我国配电变压器行业经过不断努力。在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺上都有所突破；因而在节能降耗、降低空载电流和噪音等方面都有较大进展，出现了多种型号的节能型变压器，可以在其中根据需要进行选择。
2.2.3 提高变压器功率因数。负载功率因数的降低将使变压器的效率降低，从而使其损耗增大。用电设备(如各种电动机、感应炉、电焊机等)除了要消耗有功功率以外，还要消耗相当数量的无功功率，从而导致电网功率因数的恶化。这将使变压器损耗增加且增加电费。如果在这种系统中设置移相电容器,负载的功率因数就会得到改善，无功功率则受到抑制。同时，移相电容器补偿了无功电流,使配变电设备及网路的实际电流减少,从而提高了变压器的利用率。降低了变压器的铜耗及线路损耗，节约了电能。
3 开展无功补偿
10kV配电线路损耗大的主要原因是线路的功率因数低， 由于供电线路点多、线长、面广、负荷季切性强，加之大马拉小车等多种因数，致使功率因数有的竞低于0．4以下。由于线路损耗同功率因数的平方成反比，故提高功率因数降低线路损耗的效果特别显著。实践证明，在受电端加装电力电容器是提高功率因数降损节电的行之有效的方法。在加装电力电容器8寸还要使无功分散补偿就地平衡，使无功补偿更接近于负荷末端，从而把电能损耗降低到最低限度。在对lOkV线路进行无功补偿时，主要是对配电变压器进行补偿。由于变压器的空载电流一般占额定电流的1O％左右，功率因数为0．2左右，故按变压器容量的10％进行补偿，就能将空载时的功率因数提高到0.8以上。在降损节电方面的效果十分显著。
4 结束语
综上所述,配电网的降损节能工作不但可以减少用户电费支出，提高企业经济效益，挖掘配电设备供电能力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。应当引起供、用电部门的高度重视。在采用传统降损节能措施的同时，应加大科技投入，提高用电管理的技术水平和管理水平。
【关键词】电力工程；配电设计；节能措施
城乡配电网是电力系统能量损耗的主体部分,是连接电力网和电力用户的桥梁，其线路长度在电力网中占60％ 以上，其线损率在电力网的总线损中占80％以上。由于电网的线损主要是变压器损耗和线路损耗，所以配电网的降损节能，也就是对电网中所有的变压器和电力线路进行优化。十一五期间我国的GDP能耗要比十五期间降低20％ 。配电网的节能降耗就是其中重要的组成部分．对供电企业提高经济效益，实现目标利润更是起着举足轻重的作用。但目前由于负荷增长速度快而配电网建设投资滞后，lOkV配电线路在节能降耗方面仍有着很大的挖掘潜力。
1 降低配电线路损耗
l0kV配电线路的实际线损分为管理线损和技术线损。管理线损是指供电企业在安全生产、合理调度及市场营销过程中造成的电能损失，如计量设备误差，抄表核算过程中漏抄、错抄、错算及窃电等产生的损失。技术线损主要是指供电企业从进网的关口表到客户的终端贸易结算表之间输、变、配电过程中所产生的电能损失。主要是由电流通过电阻产生的热损失、变压器在通电过程中铁心产生的铁损及漏电产生的损失等组成。管理线损通过管理和组织上的措施来降低；技术线损通过各种技术措施来降低。降低网损的措施，包括需要增加一定投资。对电力网进行技术改造的措施以及不需要增加投资,仅需改善电网运行方式的措施。线损率指标是一个综合性的指标。它的高低反映出企业的技术、设备和管理等多方面的水平。降低线损不但直接提高企业的经济效益，而且可增加对用户的供电量，有一定的社会效益。
1.1 合理选择导线截面
线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。在满足载流量、保证电压质量的前提下，应按经济电流密度选择导线截面。根据对线路理论线损的计算实例发现,1OkV线路线损主要发生在主干线的前1～2段上，低压线损主要发生在大负荷的回路上。所以对电流较大的回路一定要注意供电距离尽量短，线径适当增大。
1.2 合理布局网络结构
在供出同样负荷功率的前提下，供电半径越小出线越多，线损越低。电源设在负荷中心(负荷中心是指负荷矩即输送容量与输送距离的乘积的中心，不是负荷位置的中心，计算负荷中心时应使负荷中心两端的负荷矩相等)，在网络总电阻相等、供电容量相同的条件下，分支线越多损耗越小，而且随分支线平方在下降．所以应尽量避免向单侧供电，同时从规划方面考虑，提倡三侧或四侧出线供电为主，因为太多出线也会增加投资和维修工作量。在城乡配电网中还存在着这些供电问题，应尽快加以切改，以减免由于供电方式不合理造成的网络损失。
2 变压器节能措施
2.1 经济手段
2.1.1 树立现代设备耗能观念，加强设备更新。现代化耗能设备管理的决策要求人们必须从产品经济观念转变为商品经济观念。耗能设备管理科学理论的主要基础是从经济寿命观念出发,把产品经济的物质磨损观念转变为技术磨损观念。耗能设备的经济寿命系指耗能设备在制造过程中，不仅考虑设备的物质磨损，更主要的是按技术磨损确定设备的使用年限。耗能设备的技术磨损系指耗能设备在使用过程中，一旦研制出新设备．其技术性能和经济效益比原设备继续使用优越时，就应按技术磨损进行决策，更新设备。
2.1.2 实施分时电价的措施。随着经济发展，用电结构也发生了变化，加之传统用电习惯，使用电负荷的峰谷差别加大。在高峰时段变压器负荷成倍增加。而下半夜的用电负荷锐减。冲击变压器运行的平稳性，导致变压器效率下降。为了提高变压器的负载率，在运行管理中采取各种手段来转移高峰负荷，增加低谷用电，提高其负载率。其经济手段就是全面推行峰谷分时电价，对生产用户安装复费率电能表。
2.1.3 根据功率因数进行电费合理调节。提高用户变压器及用电设备的功率因数，减少变压器磨损．供电部门要对用户力率进行考核，实行力率调整电费。按规定：对用户变压器容量进行力率考核，要安装有功电能表和无功电能表。每月抄录用户的有功电度与无功电度，计算其功率因数．按其差额加收无功补罚电费，差额越大，补罚电费越多。用户因力率过低，每月需要增加支付大量电费。通过经济杠杆，使用户在支付补罚电费中，权衡经济利益，采取无功就地补偿的措施，从而提高功率因数。
2.2 技术手段
2.2.1 合理选配变压器的容量。从理论上讲，要使变压器发挥最大效率，应使平均负荷率为额定容量的50％一75％。但因为变压器本身的负载及功率因数是变化的，且有超载运行的可能性，故不必按最大效率的准则来选择变压器的容量。如果变压器容量选得过大，出现“大马拉小车”现象，空载损耗会大大增加；变压器容量选得过小，变压器负载过大，甚至过负荷，使变压器负载损耗增大。通常工厂及民用等用电设备，其负荷是变动的，每天都有所不同。选择容量的计算方法如下：
（1）计算负荷量及功率因数，在待选的系列变压器中选择多种容易(即不同规格)的变压器，以供作待选变压器(其额定容量应大于负荷的最大视在功率)。
（2）计算出各种容量变压器与负荷对应的负载率。
2.2.2 选择变压器的数量和类型。为了降低变压器损耗，应根据企业负荷情况合理选择变压器的数量和类型。选择时一般应遵循以下原则：
（1）合理选择变压器台数。负荷绝大部分为三级负荷的，可装设一台变压器；若企业一、二级负荷所占比例较重，必需两个电源供电的，则应装设两台变压器；特殊场合可使用多台小容量变压器，如受运输和作业条件限制的井下变电站。
（2）选用低能耗、高效率的节能型变压器。这是节能的重要手段，它可以减少空载时由铁损、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。我国配电变压器行业经过不断努力。在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺上都有所突破；因而在节能降耗、降低空载电流和噪音等方面都有较大进展，出现了多种型号的节能型变压器，可以在其中根据需要进行选择。
2.2.3 提高变压器功率因数。负载功率因数的降低将使变压器的效率降低，从而使其损耗增大。用电设备(如各种电动机、感应炉、电焊机等)除了要消耗有功功率以外，还要消耗相当数量的无功功率，从而导致电网功率因数的恶化。这将使变压器损耗增加且增加电费。如果在这种系统中设置移相电容器,负载的功率因数就会得到改善，无功功率则受到抑制。同时，移相电容器补偿了无功电流,使配变电设备及网路的实际电流减少,从而提高了变压器的利用率。降低了变压器的铜耗及线路损耗，节约了电能。
3 开展无功补偿
10kV配电线路损耗大的主要原因是线路的功率因数低， 由于供电线路点多、线长、面广、负荷季切性强，加之大马拉小车等多种因数，致使功率因数有的竞低于0．4以下。由于线路损耗同功率因数的平方成反比，故提高功率因数降低线路损耗的效果特别显著。实践证明，在受电端加装电力电容器是提高功率因数降损节电的行之有效的方法。在加装电力电容器8寸还要使无功分散补偿就地平衡，使无功补偿更接近于负荷末端，从而把电能损耗降低到最低限度。在对lOkV线路进行无功补偿时，主要是对配电变压器进行补偿。由于变压器的空载电流一般占额定电流的1O％左右，功率因数为0．2左右，故按变压器容量的10％进行补偿，就能将空载时的功率因数提高到0.8以上。在降损节电方面的效果十分显著。
4 结束语
综上所述,配电网的降损节能工作不但可以减少用户电费支出，提高企业经济效益，挖掘配电设备供电能力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置极为有利。应当引起供、用电部门的高度重视。在采用传统降损节能措施的同时，应加大科技投入，提高用电管理的技术水平和管理水平。