1 問題的提出
10kV電力用戶，是採用10kV電壓等級供電的電力用電客戶的簡稱，主要是指接在公共10kV電壓等級配電網絡上來獲取和使用電能的用電客戶。作為供電網絡的終端用戶，10kV電力用戶是整個龐大電力系統中重要的組成部分，是電力能源的直接使用者和受益者，具有用電負荷點多面廣、用電覆蓋各行各業、對電能質量和供電可靠性要求高的特點。針對10kV電力用戶在開展供電網規劃設計方面的技術力量相對薄弱，在規劃設計方面缺乏相應的技術規程制度約束的現狀，本文對10kV用戶供配電網的規劃與設計問題進行研究，重點對10kV用戶供電工程節能、環保規劃設計進行了展開和探討，指出其規劃設計要點。
2 10kV用戶供電工程的節能規劃設計要點
在整個發供用同步完成的電力系統中，10kV及以下的中低壓配電網是電力系統能量損耗的主體部分，而實現配電網的節能降耗是我國的GDP能耗同比降低20%的重要組成部分。根據《中華人民共和國節約能源法》《國家「十二五」規劃綱要》《節約能源監測管理暫行規定》《關於固定資產投資項目可行性研究報告「節能篇」編制及評估的規定》等文件中的相關規定，在進行各級供電網絡規劃設計過程中必須把節能設計作為規劃設計的重要組成部分，把應用於各供電設備的節能措施作為規劃和設計中必須考慮的因素。這對供電企業及用戶提高經濟效益，實現目標利潤起著舉足輕重的作用。在10kV用戶供電規劃和設計中，供電線路及設備考慮採取如下節能措施。
(1)優化選擇配電設備的位置，縮短供電半徑，減少迂迴供電。在供出同樣負荷功率的前提下，供電輻射半徑越小，供電線路線損越低。配電電源設在用戶負荷中心，儘量避免向單側供電，根據配電台區實際情況，以兩側、三側出線供電為主，減少迂迴供電造成的網絡損失。
(2)合理選擇低損耗變壓器，降低設備自身電能損耗。
①合理調整運行電壓。通過調整變壓器分接頭、在母線上投切電力電容器等手段，在保證電壓質量的基礎上適度地調整運行電壓。因為有功損耗與電壓的平方成正比關係，所以合理調整運行電壓可以達到降損節電效果。
②平衡三相負荷。如果三相負荷不平衡，會增加線路、配電變壓器的損耗。當三相負荷達到平衡時，變壓器的損耗最小。因此，要調整配電變壓器低壓三相負荷分配，儘可能使其達到平衡。這項措施可以使變壓器損耗降低4%～6%。
③採用節能變壓器。非晶合金變壓器節能效果明顯，比普通S9型矽鋼片變壓器的空載損耗降低80%左右，且對配電網供電系統無特殊要求，無論電力負荷處於高峰還是低谷都可以實現連續節能。非晶合金變壓器相對於傳統的鐵心採用矽鋼片的配電變壓器，在其使用壽命期間持續節能效果比較明顯。
(3)優化配置和調整無功補償裝置，提高設備功率因數。由於10kV配電網絡具有供電點多、供電面廣、線路路徑複雜、分支非常多等特點，加之供電設備不同程度存在「大馬拉小車」等不合理配置，造成10kV及以下的供電設備損耗大、功率因數不滿足系統要求，甚至有的用戶功率因數處於0．5以下。由於供電設備線損同功率因數的平方成反比，所以提高功率因數降低設備線損的效果特別顯著。在對10kV用戶供電設備進行無功補償時，主要是對配電變壓器進行補償。由於變壓器的空載電流一般占額定電流的10%左右，空載功率因數為0．2左右，所以按變壓器容量的10%進行補償，就能將空載時的功率因數提高到0．8以上，對用戶有效實現降損節能效果非常明顯。
(4)合理選擇導線的種類，計算線路載流量，降低導線損耗。線路的能量損耗同電阻成正比，增大導線截面可以減少能量損耗。在滿足載流量、保證電壓質量的前提下，應按經濟電流密度選擇導線截面。
(5)合理調度配電設備的運行方式，根據負荷即時調整，提高設備運行的負荷率。對不同的用電設備負荷性質進行分析，合理調配各類負荷的使用，提高設備的負荷率。
(6)加強電氣設備及技術人員的管理，使設備的技術線損和管理線損降到最低。10kV用戶配電線路的實際線損包括技術線損和管理線損。技術線損主要是指用戶接入10kV供電網絡產權分界點到用戶用電設備之間輸、變、配電過程中所產生的電能損失，主要由電流通過電阻產生的熱損失、變壓器在通電過程中鐵心產生的鐵損及漏電產生的損失等組成。管理線損是指用戶在安全生產、設備運行、用電設備管理、合理調度的過程中造成的電能損失，如計量設備誤差、用電設備的不合理使用、用電過程中的「跑、冒、滴、漏」等造成的電能損失。線損率指標是一個綜合性的指標，它的高低反映企業對供電和用電設備的技術和管理等多方面的水平。降低線損不但能直接提高企業的經濟效益，而且具有一定的社會效益。
3 10kV用戶供電工程環保規劃設計要點
根據《中華人民共和國環境保護法》(1989年12月)、《電磁輻射環境保護管理辦法》《廢物管理(廢棄物運輸及處理地點許可)法規》(1993年)的相關規定，在10kV用戶供電規劃和設計中，供電線路及設備考慮採取如下環保措施。
(1)配電線路和變配電設施的建設儘量避開自然風景區和歷史文物保護區，無法迴避時，考慮杆塔選擇、建築物的形狀和色調儘可能與周邊環境協調一致。
(2)配電線路走廊主要考慮沿道路、河流、鐵路和綠化帶布置，可以採取多迴路架設，儘可能節約土地。
(3)配電線路離地面高度和與樓宇、房屋等建築物距離應符合相關設計規定，必要時採用鋼管塔、鐵塔或高電桿來抬高導線對地高度，並設置屏蔽等措施，以減少靜電感應。為了提高架空線路的對地高度，10kV線路設計中一般採用12m或15m電桿，減少或避免採用8m或10m電桿。在線路路徑較長時，採取換相方式來降低線路磁場分布。對於同杆塔多迴路線路，採取逆相序和相序優化排列來降低地面電場強度。
(4)高壓配電線路與低壓配電線路、弱電通信線路交叉或同杆架設時，儘可能保持足夠的距離，以減少電磁干擾。
(5)推薦採用架空絕緣導線或地埋電纜作為供電線路的主要方式，代替常規的架空線路。常規架空線路採用裸鋼芯鋁絞線，線路運行中故障率高，供電可靠性低，與樹木的矛盾無法調和。採用絕緣導線或地埋電纜，線路運行受樹木影響較小，可不砍伐樹木，周邊環境可以保持原有狀態。
(6)對配電變壓器和高壓開關櫃等電氣設備採用低噪音設備或放置在有隔音設施的建築物內，可降低配電設備的電磁噪聲水平。
作者： 易琨 單位：神龍汽車有限公司
10kV電力用戶，是採用10kV電壓等級供電的電力用電客戶的簡稱，主要是指接在公共10kV電壓等級配電網絡上來獲取和使用電能的用電客戶。作為供電網絡的終端用戶，10kV電力用戶是整個龐大電力系統中重要的組成部分，是電力能源的直接使用者和受益者，具有用電負荷點多面廣、用電覆蓋各行各業、對電能質量和供電可靠性要求高的特點。針對10kV電力用戶在開展供電網規劃設計方面的技術力量相對薄弱，在規劃設計方面缺乏相應的技術規程制度約束的現狀，本文對10kV用戶供配電網的規劃與設計問題進行研究，重點對10kV用戶供電工程節能、環保規劃設計進行了展開和探討，指出其規劃設計要點。
2 10kV用戶供電工程的節能規劃設計要點
在整個發供用同步完成的電力系統中，10kV及以下的中低壓配電網是電力系統能量損耗的主體部分，而實現配電網的節能降耗是我國的GDP能耗同比降低20%的重要組成部分。根據《中華人民共和國節約能源法》《國家「十二五」規劃綱要》《節約能源監測管理暫行規定》《關於固定資產投資項目可行性研究報告「節能篇」編制及評估的規定》等文件中的相關規定，在進行各級供電網絡規劃設計過程中必須把節能設計作為規劃設計的重要組成部分，把應用於各供電設備的節能措施作為規劃和設計中必須考慮的因素。這對供電企業及用戶提高經濟效益，實現目標利潤起著舉足輕重的作用。在10kV用戶供電規劃和設計中，供電線路及設備考慮採取如下節能措施。
(1)優化選擇配電設備的位置，縮短供電半徑，減少迂迴供電。在供出同樣負荷功率的前提下，供電輻射半徑越小，供電線路線損越低。配電電源設在用戶負荷中心，儘量避免向單側供電，根據配電台區實際情況，以兩側、三側出線供電為主，減少迂迴供電造成的網絡損失。
(2)合理選擇低損耗變壓器，降低設備自身電能損耗。
①合理調整運行電壓。通過調整變壓器分接頭、在母線上投切電力電容器等手段，在保證電壓質量的基礎上適度地調整運行電壓。因為有功損耗與電壓的平方成正比關係，所以合理調整運行電壓可以達到降損節電效果。
②平衡三相負荷。如果三相負荷不平衡，會增加線路、配電變壓器的損耗。當三相負荷達到平衡時，變壓器的損耗最小。因此，要調整配電變壓器低壓三相負荷分配，儘可能使其達到平衡。這項措施可以使變壓器損耗降低4%～6%。
③採用節能變壓器。非晶合金變壓器節能效果明顯，比普通S9型矽鋼片變壓器的空載損耗降低80%左右，且對配電網供電系統無特殊要求，無論電力負荷處於高峰還是低谷都可以實現連續節能。非晶合金變壓器相對於傳統的鐵心採用矽鋼片的配電變壓器，在其使用壽命期間持續節能效果比較明顯。
(3)優化配置和調整無功補償裝置，提高設備功率因數。由於10kV配電網絡具有供電點多、供電面廣、線路路徑複雜、分支非常多等特點，加之供電設備不同程度存在「大馬拉小車」等不合理配置，造成10kV及以下的供電設備損耗大、功率因數不滿足系統要求，甚至有的用戶功率因數處於0．5以下。由於供電設備線損同功率因數的平方成反比，所以提高功率因數降低設備線損的效果特別顯著。在對10kV用戶供電設備進行無功補償時，主要是對配電變壓器進行補償。由於變壓器的空載電流一般占額定電流的10%左右，空載功率因數為0．2左右，所以按變壓器容量的10%進行補償，就能將空載時的功率因數提高到0．8以上，對用戶有效實現降損節能效果非常明顯。
(4)合理選擇導線的種類，計算線路載流量，降低導線損耗。線路的能量損耗同電阻成正比，增大導線截面可以減少能量損耗。在滿足載流量、保證電壓質量的前提下，應按經濟電流密度選擇導線截面。
(5)合理調度配電設備的運行方式，根據負荷即時調整，提高設備運行的負荷率。對不同的用電設備負荷性質進行分析，合理調配各類負荷的使用，提高設備的負荷率。
(6)加強電氣設備及技術人員的管理，使設備的技術線損和管理線損降到最低。10kV用戶配電線路的實際線損包括技術線損和管理線損。技術線損主要是指用戶接入10kV供電網絡產權分界點到用戶用電設備之間輸、變、配電過程中所產生的電能損失，主要由電流通過電阻產生的熱損失、變壓器在通電過程中鐵心產生的鐵損及漏電產生的損失等組成。管理線損是指用戶在安全生產、設備運行、用電設備管理、合理調度的過程中造成的電能損失，如計量設備誤差、用電設備的不合理使用、用電過程中的「跑、冒、滴、漏」等造成的電能損失。線損率指標是一個綜合性的指標，它的高低反映企業對供電和用電設備的技術和管理等多方面的水平。降低線損不但能直接提高企業的經濟效益，而且具有一定的社會效益。
3 10kV用戶供電工程環保規劃設計要點
根據《中華人民共和國環境保護法》(1989年12月)、《電磁輻射環境保護管理辦法》《廢物管理(廢棄物運輸及處理地點許可)法規》(1993年)的相關規定，在10kV用戶供電規劃和設計中，供電線路及設備考慮採取如下環保措施。
(1)配電線路和變配電設施的建設儘量避開自然風景區和歷史文物保護區，無法迴避時，考慮杆塔選擇、建築物的形狀和色調儘可能與周邊環境協調一致。
(2)配電線路走廊主要考慮沿道路、河流、鐵路和綠化帶布置，可以採取多迴路架設，儘可能節約土地。
(3)配電線路離地面高度和與樓宇、房屋等建築物距離應符合相關設計規定，必要時採用鋼管塔、鐵塔或高電桿來抬高導線對地高度，並設置屏蔽等措施，以減少靜電感應。為了提高架空線路的對地高度，10kV線路設計中一般採用12m或15m電桿，減少或避免採用8m或10m電桿。在線路路徑較長時，採取換相方式來降低線路磁場分布。對於同杆塔多迴路線路，採取逆相序和相序優化排列來降低地面電場強度。
(4)高壓配電線路與低壓配電線路、弱電通信線路交叉或同杆架設時，儘可能保持足夠的距離，以減少電磁干擾。
(5)推薦採用架空絕緣導線或地埋電纜作為供電線路的主要方式，代替常規的架空線路。常規架空線路採用裸鋼芯鋁絞線，線路運行中故障率高，供電可靠性低，與樹木的矛盾無法調和。採用絕緣導線或地埋電纜，線路運行受樹木影響較小，可不砍伐樹木，周邊環境可以保持原有狀態。
(6)對配電變壓器和高壓開關櫃等電氣設備採用低噪音設備或放置在有隔音設施的建築物內，可降低配電設備的電磁噪聲水平。
作者： 易琨 單位：神龍汽車有限公司
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