10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問題的研究

蘇曉云　潘霞

摘要：配電網(wǎng)普遍具有網(wǎng)架薄弱、供電半徑較大、線徑較小等特點(diǎn)，進(jìn)而容易產(chǎn)生配電損耗大、低電壓、三相不平衡等一系列問題。從分析網(wǎng)損及電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)，結(jié)合配電網(wǎng)的特點(diǎn)，提出了采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置、智能電容器及智能調(diào)壓器相結(jié)合的配電網(wǎng)節(jié)能改造及電能質(zhì)量提升方案，并選取了低壓臺(tái)區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。實(shí)踐表明，所提方案在改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的同時(shí)，還具有較為良好的降損效果。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);節(jié)能;電能質(zhì)量;無功補(bǔ)償

1 引言

配電線路輸送電質(zhì)量直接受到工程設(shè)計(jì)水平及施工水平的影響，無論是設(shè)計(jì)工作還是施工管理工作哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能會(huì)導(dǎo)致短路、斷電等故障的發(fā)生，無法保障正常用電?；诖耍?dāng)前急需解決的問題是保障配電網(wǎng)建設(shè)工作順利展開，需要從項(xiàng)目建設(shè)的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做起，保障工程建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)安全、建設(shè)工期，最大限度降低用電故障的發(fā)生率，保障我國電力健康發(fā)展，發(fā)揮電力企業(yè)的存在價(jià)值，使我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)朝著健康的狀態(tài)發(fā)展。

2 10kV配電網(wǎng)電氣設(shè)計(jì)工作

2.1 優(yōu)化電氣級(jí)間配合選擇工作

為了極大滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要，做好電氣級(jí)間的配合選擇工作意義突出。此外，與之相對(duì)應(yīng)的分析工作也必須緊接著做到位。為了與上下級(jí)之間保護(hù)的選擇性要求匹配起來，無論是低壓饋線需要的開關(guān)，還是母聯(lián)開關(guān)亦或者是變壓器低壓側(cè)的開關(guān)都可以實(shí)現(xiàn)自主選擇。在正式展開設(shè)計(jì)工作的時(shí)候應(yīng)該將一級(jí)、二級(jí)短路短延級(jí)差時(shí)間控制在0.1s左右，不要超過0.2s;低壓饋線開關(guān)應(yīng)該選擇短路瞬時(shí)保護(hù)，而對(duì)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)該選擇短路延時(shí)補(bǔ)償?shù)谝患?jí)過載長延時(shí)保護(hù)，變壓器低壓側(cè)出線總開關(guān)選擇短路延時(shí)補(bǔ)償或過載較長的延時(shí)保護(hù)。

2.2 合理選擇低壓側(cè)出線總開關(guān)定值

在低壓側(cè)設(shè)置出線總開關(guān)的目的是讓變壓器和低壓母線都在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)展開工作，保護(hù)低壓母線的安全同時(shí)還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)變壓器本身的安全，保障安全所處的條件是在非工況條件下。

2.3 合理選擇并聯(lián)低壓電容補(bǔ)償裝置

該裝置存在的意義就是實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的補(bǔ)償，目標(biāo)對(duì)象指的是變壓器、線路及設(shè)備上的功率因數(shù)。在靈活選擇的時(shí)候，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)其本身的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，從兩個(gè)層面分別出發(fā)，展開詳細(xì)比較，三角形接法是并聯(lián)低壓電容補(bǔ)償裝置的優(yōu)化選擇。電容器不暢裝置的導(dǎo)線及開關(guān)的長期允許電流需要大于等于電容器額定電流的1.5倍，電容器補(bǔ)償裝置的導(dǎo)線及開關(guān)的長期允許的電流值。

3 10kV配電網(wǎng)節(jié)能措施

3.1 高壓配電網(wǎng)的運(yùn)用簡析

高壓節(jié)能技術(shù)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)操作中的諧波因素進(jìn)行動(dòng)態(tài)的處理，保證電網(wǎng)的負(fù)載參數(shù)能夠體現(xiàn)有效抑制的價(jià)值。其中，具體是對(duì)于母線電流的整治，調(diào)整其電流參數(shù)不會(huì)引發(fā)設(shè)備的變形，進(jìn)而減少無功電流的負(fù)面影響。同時(shí)，針對(duì)于濾波器、變壓器的運(yùn)用過程中，需要注意在TCR設(shè)備中所產(chǎn)生的功率，進(jìn)而起到良好的補(bǔ)償與調(diào)節(jié)的效果。另外，需要各元件的基礎(chǔ)功能進(jìn)行計(jì)算與測(cè)試，保證在耦合狀態(tài)能夠?qū)⒔档透嗟闹C波影響，起到控制的價(jià)值。特別是對(duì)于高壓母線設(shè)備的補(bǔ)償規(guī)程中，需要對(duì)其功率、電壓參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)算，基于系統(tǒng)的方案進(jìn)行有效整改，將其功能電流對(duì)能量損耗的影響。高壓高品質(zhì)補(bǔ)償器（HVHQC）設(shè)備的實(shí)際操作中，能夠針對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中各元件的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控，在可視化的技術(shù)控制中有效的調(diào)配各項(xiàng)元件的支出參數(shù)，進(jìn)而起到良好的控制和采集的效果。同時(shí)，該方法也能及時(shí)檢測(cè)高壓過程中的信號(hào)異常的情況，在實(shí)踐過程中有效的測(cè)算、整合異常信號(hào)對(duì)電網(wǎng)的影響。若參數(shù)超過額定的技術(shù)范圍，該設(shè)備能夠進(jìn)行斷電的操作，進(jìn)而在實(shí)踐中起到良好的控制、監(jiān)控的效果。

3.2 電氣節(jié)能子系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)高低壓配電往電氣節(jié)能系統(tǒng)框架時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)，以及時(shí)掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，減少對(duì)電能的浪費(fèi)。首先應(yīng)為子系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)代化的監(jiān)控硬件平臺(tái)。雖然DSP數(shù)字信號(hào)控制器能夠控制算法，實(shí)現(xiàn)控制量的生成，并對(duì)功率器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是硬件設(shè)備仍然會(huì)影響存儲(chǔ)空間的容量大小以及操作界面的友好性。因此需要為電氣節(jié)能系統(tǒng)建立完善的下屬監(jiān)控系統(tǒng)，才能更加準(zhǔn)確的了解配網(wǎng)中的電流以及電壓情況，掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)控子系統(tǒng)時(shí)可以對(duì)電流以及電網(wǎng)等參數(shù)進(jìn)行處理分析，并將分析結(jié)構(gòu)傳輸給相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)。其次應(yīng)為監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建完善的軟件平臺(tái)，使監(jiān)控子系統(tǒng)能夠?qū)Χ嗦沸盘?hào)進(jìn)行檢測(cè)分析，并直觀的呈現(xiàn)分析結(jié)果。另外在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理分段設(shè)置各次電流以及電壓的上限參數(shù)，使系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)超限時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

3.3 線路調(diào)壓

裝設(shè)調(diào)壓器也是配電網(wǎng)調(diào)壓的一個(gè)有效手段，目前大部分的調(diào)壓器內(nèi)部原理等同于1∶1的小型變壓器，通過分接抽頭的檔位變換來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)壓范圍較大，但同時(shí)會(huì)明顯增加線路的損耗。當(dāng)線路末端電壓過低或過高時(shí)，可以考慮在線路中間合適的位置加裝線路調(diào)壓器，人為拉高或降低線路調(diào)壓器之后節(jié)點(diǎn)的電壓，使其位于合理水平。由于在線路加裝線路調(diào)壓器的目的是保證線路中末端的電壓質(zhì)量，調(diào)壓器安裝的位置太靠線路首端或太靠近線路末端都不能達(dá)到效果要求，因此在線路1/3或1/2處加裝線路調(diào)壓器，通過調(diào)節(jié)抽頭改變變比，從而實(shí)現(xiàn)后半段線路電壓的提升或降低。在安裝調(diào)壓器后，調(diào)壓器之后的節(jié)點(diǎn)電壓得到大幅抬升，基本可以維持在額定電壓附近，但調(diào)壓器之前的節(jié)點(diǎn)電壓尚未得到改善，甚至由于調(diào)壓器增大了前段線路的電流，造成損耗增加，調(diào)壓器前端的節(jié)點(diǎn)電壓還有小幅下降，臨近電壓下限，同時(shí)該線路的線損也有所增加。因此，僅僅采用調(diào)壓器方案雖然可以解決低電壓問題，但由于其增加了無功損耗，會(huì)造成設(shè)備前端節(jié)點(diǎn)電壓下降和增加網(wǎng)損，在無功缺額較大的地區(qū)強(qiáng)行升壓甚至可能造成電壓崩潰。

3.4 低壓配電網(wǎng)的運(yùn)用簡析

除了對(duì)高壓諧波的優(yōu)化控制技術(shù)的拓展，還應(yīng)構(gòu)建系統(tǒng)的低壓檢測(cè)技術(shù)，有效防治電壓設(shè)備中無功電流的額定支出。從實(shí)際運(yùn)用的角度來說，低壓配電網(wǎng)技術(shù)主要采用HVC設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償性的優(yōu)化控制，且HVC設(shè)備的會(huì)用成本較低且應(yīng)用范圍較為廣泛，能夠有效針對(duì)不同的電網(wǎng)服務(wù)功能，進(jìn)而有效處理了直流側(cè)電壓的基礎(chǔ)功能，有利于電容器和電壓器的分壓作用。同時(shí)，當(dāng)?shù)蛪号潆娋W(wǎng)線路的設(shè)備功能超過額定電壓時(shí)，設(shè)備能夠自發(fā)的進(jìn)行斷電功能，有利于DSTATCOM設(shè)備進(jìn)行逆變性的技術(shù)工作，進(jìn)而通過合理的調(diào)控，實(shí)踐了整流的價(jià)值，有利于設(shè)備中必要設(shè)計(jì)元件能夠及時(shí)發(fā)揮核心的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，展開10kV配電網(wǎng)的建設(shè)施工，必須規(guī)范嚴(yán)格地展開電氣設(shè)計(jì)工作，注重每一項(xiàng)細(xì)節(jié)工作的設(shè)計(jì)。在開展施工管理的時(shí)候也應(yīng)該強(qiáng)化細(xì)節(jié)，保障配電網(wǎng)建設(shè)的整體質(zhì)量，提升其實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，在正式投入使用之后，可以為社會(huì)做出項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李敏霞，楊警衛(wèi)，李云霞.10 kV配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)及節(jié)能問題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（06）：34-35.

[2] 龔芳通.10kV配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)及節(jié)能問題分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，13（30）：14+16.

[3] 李瑩.探討10kV配電網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（05）：66-67.

[4] 曾志強(qiáng).10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問題[J].科技傳播，2013，5（09）：31+24.

[5] 周箭.淺析10kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)及節(jié)能問題[J].廣東科技，2013，22（08）：53-54.