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【摘 要】电力系统的合理设计，并能够充分发挥其具有的社会效益、经济效益和公众效益，是作为一个电力系统进行合理设计的重要前提。而配电线路的稳定运行关系到广大用户的安全用电，因此实现配电线路的高效优质质量和一定的经济效益显得十分重要。目前，电网部门正加强对l0kV配电线路的合理化设计与优质节能的研究，这些对于电网的安全可靠供电有着重要的意义。本文就10kV配电线路的优化设计与节能措施提出了一些可行性的建议，希望能为同行提供一些参考。
【关键词】10kV配电线路；设计；研究
1.前言
我国现有的电力系统中，35kV及其以上电压等级的输变电网络主要用于远程输电，而l0kV电压等级作为整个供配电系统的核心组成部分，直接与用电用户相连。众所周知，整个输配电线路很长，并且覆盖范围很广，因此电能在通过变压器、输电线路、无功补偿器等设备进行传输的过程中，会产生各种原因引起的功率损耗，导致用户在无功补偿方面产生很大的差异甚至无功补偿不足。优化设计10kV的配电线路从而达到节约电能的目的是电力行业亟待解决的难题.
2.优化设计
2.1技术方面
技术上对于10kV配电线路的优化设计首要考虑当地正在规划的建设项目，并按照电网的标准，采用长远的发展眼光，找到最具经济性和实用性的线路设计。同时在电气性能上也要考虑：当地气候、大气污染程度、风向等级及风力大小等条件；机械性能方面需要考虑：杆塔、绝缘子、线杯金具、导线等的受力平衡情况和使用稳定性。选择配电线路时，首先要考虑当地的建设规划要求，不能影响到当地的发展；其次，线路的设计还要做到尽可能的短、直等、尽量避免占用耕地面积或者尽量靠近耕地的边缘铺设线路、杆塔底部的地质与水文条件也要提前进行勘察。
2.2.安全方面
电力生产的第一要素是安全，在10kV的电路设计中同样要考虑到配电线路的安全问题。配电线路除了在电气性能与机械性能上满足运行时所需要的条件之外，配电线路还需装设避雷线与接地装置。不仅如此，杆塔与杆塔之间的距离以及线路的交叉横跨距离等都需要考虑。通常情况下，采用绝缘导线代替裸导线确实能够减少由外界因素而引发的停电事故，但是由于成本较高和物资短缺，加上电缆芯线无法满足输配电线路工程的需要，电力工程在实际使用中多采用裸导线。
2.3.线路导线的选择
上述供电线路损耗原因的分析，可以得出：电能的部分损耗与电阻有关。因此合理选择10kV配电线路的导线横截面积，能够有效降低电能的线路损耗。我国10kV供电系统中配电线路与用户直接相连，而其供电线路并不是很长，因此在输送负荷不变的条件下，可以适当的增大导线的横截面积使得导线电阻减小来减小线路的电能损耗。下面通过一个具体的实例进行比较：
假设每千瓦时电价为a元，两相邻截面电缆每米价格相差b元，增加截面以后，减少的线损电费M和增加的线路投资N各为：M=△Wx×a（元）N=b×L（元）（Wx为有功电能损耗下降值，L为导线长度），如果M=N说明节省电费与增加投资的费用相等，采用四芯电缆埋地敷设并计算电流为环境温度30℃时的相应载流量，增加截面后节约电能如所列。
导线的使用寿命一般在10年左右，而如果通过增大导线的横截面积来降低线路电能损耗，一方面，能够给电网运行带来很大的经济效益。
另一方面，输电线路中所使用的与导线接触的铁磁金具，应注意尽量使用无磁型的金具。这是由于输电线路中的电流在遇到磁场以后会产生磁涡流进而消耗部分电能，不仅造成了电能的浪费而且极大的损坏了导线的导电性。
2.4.线路设计
影响输电线路的设计因素有很多，而一个好的线路设计不进能够有效的缩短输电线路的长度，还能延长整个供配电网络中的输电设备使用年限。在实际的输配电系统中，首要考虑的就是全面了解整个输电区域的起止点运行状况，再根据当地的地势地形、气象条件、输电设备等情况选择几条线路合理的输送路径作为预备案，接着再对各个方案进行经济性、实用性、安全性方面的比较并优化组合，最终选择并确立一套最合适的方案。在进行输电路径选择的时候需要注意以下问题：一是选择交通便利、运行维护方便的地段，如城市、街道，尽量不占用附近的农民用地或者靠近耕地的边缘；二是光缆需要随着l0kV架空线路排布，而且光缆在实际应用中配备一般为1—2km，光缆太短使得输电的集中度不高，信号会产生中断甚至是误差信号，光缆线路太长则不利于后期的维修；三是栽种电线杆尽量选择在平地上，电线杆之间的间隔为50一60米左右，要充分保持每个电线杆的受力均衡。一旦电线杆之间的间隔太长或者高度相差太多，很容易使得电线杆由于受力不均匀而发生倒塌的情况。
2.5.导体和电器的选择
《电力装置的过电压保护设计规范》里详细规范了各种等级的配电线路装置的绝缘水平以及其他要求，输配电线路在导线设计以及电器选择时应该严格根据规范进行设计。实际投入使用的电器装置所能承受的最高电压必须要大于整个电力系统的运行电压，所允许通过导体的电流也必须要大于整个回路运行过程中产生的最大电流。除此之外，外界因素也是输配电线路设计不容忽视的环节，如风力风向、气候条件、雷电等，要根据具体的外界环境对导体和电器的热稳定性以及意外的短路电流进行定值检测，还必须严格的按照设计规划对相关数值进行精密的计算。还有一点：应当考虑到整个输配电线路的长远设计，在计算值之余还要对边缘值进行规范。
3.配电线路设计的节能措施
3.1.配电线路的选择
本文从具体的输配电线路设计流程以及其中导线、电器等具体部件的选择两方面对l0kV配电线路的合理化设计进行论述，以下将从节能方面进行简单的总结。对于设计的10kV供电系统以及线路可以从以下几个方面实现节能的目标，首先考虑配电线路的选择。遵循这样的几个原则：
一般情况下选用电导率较小的材质做导线；在负荷较大的一级、二级负荷中如建筑采用铜导线；在三类负荷或负荷量较小的建筑中可采用铝芯导线；导线长度应尽量的减少；线缆截面面积应尽量的增大。
3.2.变压器的选择
选用变压器的主要是利用其能够降低有功功率损耗、提高其运行效率的节能效果。变压器应优先选择SCBIO、SCBll等节能型变压器（注意：SCBll系列比SCBIO系列节电15%），它们都是采用先进工艺制造并且选用优质的高导磁冷轧晶粒取向硅钢片生成的新型节能变压器。对变压器的选择和设计时，需要考虑合理的分配用电负荷（包括一、二级重要负荷）、合理的选择变压器容量及台数，并将变压器工作在高效状态中，能够有效降低变压器的总损耗。还有一些区域对可靠性要求较高、不而且重要负荷不能受到影响的，应当选用专用变压器。
3.3.无功补偿技术的运用
电网无功补偿作为一项建设性的技术措施，对电力系统的可靠经济、优质稳定运行有着重要的作用。在对配电线路进行无功补偿装置设计时还要考虑产品的运行可靠性，其次要关注到产品类型以及相应的功能选择、控制量的选取和控制方式问题。最后要综合比较补偿效果，并确立无功补偿的补偿容量。大量工程实践表明，动态补偿控制在配变容量的15%～30%内，对于个别特殊情况可能需要进行具体处理。
4.结束语
综上所述，供电部门还需不断加大科研力度和进一步提高专业人员的素养，有效实现供电成本的降低，进而带来电网的经济可靠运行。实际工作中，还要根据具体情况采取相应的应对措施，在优化设计配电线路的同时还需采取有效的节能措施，降低运行成本，延长输电设备的使用年限，并能有效降低线路损耗，从而实现用户用电和企业的经济效益“双赢”的和谐局面。
参考文献
[1].黄育宏.10kV架空配电线路工程设计分析[J]农村电气化，2008.
[2].刘文龙.浅析l0kV配电线路设计技术要点[J].价值工程20l0，33
[3].赵刚印，任艳，秦澎涛，王海荣.10kV配电网降损节能措施探讨[J].机电信息.2012（21）
【关键词】10kV配电线路；设计；研究
1.前言
我国现有的电力系统中，35kV及其以上电压等级的输变电网络主要用于远程输电，而l0kV电压等级作为整个供配电系统的核心组成部分，直接与用电用户相连。众所周知，整个输配电线路很长，并且覆盖范围很广，因此电能在通过变压器、输电线路、无功补偿器等设备进行传输的过程中，会产生各种原因引起的功率损耗，导致用户在无功补偿方面产生很大的差异甚至无功补偿不足。优化设计10kV的配电线路从而达到节约电能的目的是电力行业亟待解决的难题.
2.优化设计
2.1技术方面
技术上对于10kV配电线路的优化设计首要考虑当地正在规划的建设项目，并按照电网的标准，采用长远的发展眼光，找到最具经济性和实用性的线路设计。同时在电气性能上也要考虑：当地气候、大气污染程度、风向等级及风力大小等条件；机械性能方面需要考虑：杆塔、绝缘子、线杯金具、导线等的受力平衡情况和使用稳定性。选择配电线路时，首先要考虑当地的建设规划要求，不能影响到当地的发展；其次，线路的设计还要做到尽可能的短、直等、尽量避免占用耕地面积或者尽量靠近耕地的边缘铺设线路、杆塔底部的地质与水文条件也要提前进行勘察。
2.2.安全方面
电力生产的第一要素是安全，在10kV的电路设计中同样要考虑到配电线路的安全问题。配电线路除了在电气性能与机械性能上满足运行时所需要的条件之外，配电线路还需装设避雷线与接地装置。不仅如此，杆塔与杆塔之间的距离以及线路的交叉横跨距离等都需要考虑。通常情况下，采用绝缘导线代替裸导线确实能够减少由外界因素而引发的停电事故，但是由于成本较高和物资短缺，加上电缆芯线无法满足输配电线路工程的需要，电力工程在实际使用中多采用裸导线。
2.3.线路导线的选择
上述供电线路损耗原因的分析，可以得出：电能的部分损耗与电阻有关。因此合理选择10kV配电线路的导线横截面积，能够有效降低电能的线路损耗。我国10kV供电系统中配电线路与用户直接相连，而其供电线路并不是很长，因此在输送负荷不变的条件下，可以适当的增大导线的横截面积使得导线电阻减小来减小线路的电能损耗。下面通过一个具体的实例进行比较：
假设每千瓦时电价为a元，两相邻截面电缆每米价格相差b元，增加截面以后，减少的线损电费M和增加的线路投资N各为：M=△Wx×a（元）N=b×L（元）（Wx为有功电能损耗下降值，L为导线长度），如果M=N说明节省电费与增加投资的费用相等，采用四芯电缆埋地敷设并计算电流为环境温度30℃时的相应载流量，增加截面后节约电能如所列。
导线的使用寿命一般在10年左右，而如果通过增大导线的横截面积来降低线路电能损耗，一方面，能够给电网运行带来很大的经济效益。
另一方面，输电线路中所使用的与导线接触的铁磁金具，应注意尽量使用无磁型的金具。这是由于输电线路中的电流在遇到磁场以后会产生磁涡流进而消耗部分电能，不仅造成了电能的浪费而且极大的损坏了导线的导电性。
2.4.线路设计
影响输电线路的设计因素有很多，而一个好的线路设计不进能够有效的缩短输电线路的长度，还能延长整个供配电网络中的输电设备使用年限。在实际的输配电系统中，首要考虑的就是全面了解整个输电区域的起止点运行状况，再根据当地的地势地形、气象条件、输电设备等情况选择几条线路合理的输送路径作为预备案，接着再对各个方案进行经济性、实用性、安全性方面的比较并优化组合，最终选择并确立一套最合适的方案。在进行输电路径选择的时候需要注意以下问题：一是选择交通便利、运行维护方便的地段，如城市、街道，尽量不占用附近的农民用地或者靠近耕地的边缘；二是光缆需要随着l0kV架空线路排布，而且光缆在实际应用中配备一般为1—2km，光缆太短使得输电的集中度不高，信号会产生中断甚至是误差信号，光缆线路太长则不利于后期的维修；三是栽种电线杆尽量选择在平地上，电线杆之间的间隔为50一60米左右，要充分保持每个电线杆的受力均衡。一旦电线杆之间的间隔太长或者高度相差太多，很容易使得电线杆由于受力不均匀而发生倒塌的情况。
2.5.导体和电器的选择
《电力装置的过电压保护设计规范》里详细规范了各种等级的配电线路装置的绝缘水平以及其他要求，输配电线路在导线设计以及电器选择时应该严格根据规范进行设计。实际投入使用的电器装置所能承受的最高电压必须要大于整个电力系统的运行电压，所允许通过导体的电流也必须要大于整个回路运行过程中产生的最大电流。除此之外，外界因素也是输配电线路设计不容忽视的环节，如风力风向、气候条件、雷电等，要根据具体的外界环境对导体和电器的热稳定性以及意外的短路电流进行定值检测，还必须严格的按照设计规划对相关数值进行精密的计算。还有一点：应当考虑到整个输配电线路的长远设计，在计算值之余还要对边缘值进行规范。
3.配电线路设计的节能措施
3.1.配电线路的选择
本文从具体的输配电线路设计流程以及其中导线、电器等具体部件的选择两方面对l0kV配电线路的合理化设计进行论述，以下将从节能方面进行简单的总结。对于设计的10kV供电系统以及线路可以从以下几个方面实现节能的目标，首先考虑配电线路的选择。遵循这样的几个原则：
一般情况下选用电导率较小的材质做导线；在负荷较大的一级、二级负荷中如建筑采用铜导线；在三类负荷或负荷量较小的建筑中可采用铝芯导线；导线长度应尽量的减少；线缆截面面积应尽量的增大。
3.2.变压器的选择
选用变压器的主要是利用其能够降低有功功率损耗、提高其运行效率的节能效果。变压器应优先选择SCBIO、SCBll等节能型变压器（注意：SCBll系列比SCBIO系列节电15%），它们都是采用先进工艺制造并且选用优质的高导磁冷轧晶粒取向硅钢片生成的新型节能变压器。对变压器的选择和设计时，需要考虑合理的分配用电负荷（包括一、二级重要负荷）、合理的选择变压器容量及台数，并将变压器工作在高效状态中，能够有效降低变压器的总损耗。还有一些区域对可靠性要求较高、不而且重要负荷不能受到影响的，应当选用专用变压器。
3.3.无功补偿技术的运用
电网无功补偿作为一项建设性的技术措施，对电力系统的可靠经济、优质稳定运行有着重要的作用。在对配电线路进行无功补偿装置设计时还要考虑产品的运行可靠性，其次要关注到产品类型以及相应的功能选择、控制量的选取和控制方式问题。最后要综合比较补偿效果，并确立无功补偿的补偿容量。大量工程实践表明，动态补偿控制在配变容量的15%～30%内，对于个别特殊情况可能需要进行具体处理。
4.结束语
综上所述，供电部门还需不断加大科研力度和进一步提高专业人员的素养，有效实现供电成本的降低，进而带来电网的经济可靠运行。实际工作中，还要根据具体情况采取相应的应对措施，在优化设计配电线路的同时还需采取有效的节能措施，降低运行成本，延长输电设备的使用年限，并能有效降低线路损耗，从而实现用户用电和企业的经济效益“双赢”的和谐局面。
参考文献
[1].黄育宏.10kV架空配电线路工程设计分析[J]农村电气化，2008.
[2].刘文龙.浅析l0kV配电线路设计技术要点[J].价值工程20l0，33
[3].赵刚印，任艳，秦澎涛，王海荣.10kV配电网降损节能措施探讨[J].机电信息.2012（21）