绿色节能在农村低压电网设计中的应用探讨

熊春媛

摘要：农村低压电网由于分支众多、搭设线路过长等因素导致一直以来都是耗能大户，在农村低压电网设计过程中降低其综合使用能耗已经成了当前社会节能减耗的主要措施之一。首先阐述了农村低压电网绿色节能设计的相应原则，其次，深入探讨了绿色节能措施在农村低压电网设计中的应用，其中包括：绿色节能措施在变压器当中的应用、无功补偿技术的应用、供配电线路绿色节能技术方案、绿色节能措施在农村低压电网经济运行和改造中的应用等，具有一定的参考价值。

关键词：绿色节能；农村低压电网；设计；应用

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.28.090

1前言

随着我国现代化进程的日益加快，广大人民群众的物质生活水平得到了较大程度的提高，对于能源的需求量日益加大，能源紧张、能源供需矛盾加剧等已经成了困扰经济发展的重要问题。农村低压电网由于分支众多、搭设线路过长等因素而一直以来都是耗能大户，在农村低压电网设计过程中降低其综合使用能耗已经成了当前社会节能减耗的主要措施之一。但是令人遗憾的是，很多地区农村低压电网设计过程中并未考虑到绿色节能措施，已经严重影响到绿色环保措施、节能减排工作的贯彻落实，由此可见，绿色节能在农村低压电网设计中的应用就显得尤为重要。本文就绿色节能在农村低压电网设计中的应用进行探讨。

2农村低压电网绿色节能设计的相应原则

2.1适用原则

在农村低压电网设计过程中，首先，务必要确保各电气子系统的动力负荷能够保持在正常运行状态，其次，可基于供电质量要求、供电可靠性要求等来对农村低压电网予以优化，以此达到对电能资源进行最大化利用的效果。

2.2实际经济原则

农村低压电网绿色节能设计方案务必要与农村低压电网的实际情况相符合，要秉承着“实际经济原则”来对农村低压电网的节能电气设备及相关材料进行选择。即便是节能电气设备的一次性投入费用高于普通电气设备，那么也要力争在最短的时间内通过节能减耗的方式来抵消增加费用，提高运行的经济性。

2.3优化节能性原则

优化节能性原则是指要对农村低压电网的输电线路、用电设备、用电电压等级等进行综合考虑，切实要采取行之有效的措施是来降低电能损失量。例如，用电负荷无功优化、最优分配用电负荷、布线方式合理优化等。

3绿色节能措施在农村低压电网设计中的应用

3.1绿色节能措施在变压器当中的应用

3.1.1变压器型号的合理选择

（1）变压器的负荷率与变压器的容量存在着较为明显的反比关系，随着变压器负荷率的増大，变压器的容量就会随之而减小，而变压器容量的减少又会导致设备的一次性投入降低。有鉴于此，可按照变压器最高工作效率时所对应的负荷率来选择变压器的容量。

β=βm=1R=P0Pk

式中：β——变压器的负荷率；βm—— 变压器最高工作效率时所对应的负荷率，取值通常为0.7～0.8；Pk——变压器绕组上的电阻损耗，R——变压器损耗比；P0——变压器的空载损耗。

变压器的额定容量：

Se=Pjsβ×cosφ

式中：Pjs——设计前的有功功率，cosφ——平均功率因数，通常大于0.9。

（2）节能状况下的负荷率。

βj=P0TbPkτ=βmTbτ

式中：τ——每年的变压器最大负荷损耗时间，取值通常为2300～4500h；Tb——每年的变压器投运时间，取值通常为7000～7500h，βj——节能状况下的负荷率，取值通常为1.3～1.8；βm——节能状况下变压器最高工作效率时所对应的负荷率，取值通常为0.65～0.9。

由此可见，当变压器的负荷率处于0.65～0.9时，会取得最小的有功电能损耗率。这种方法无疑适宜不同用电环境，且能够取得较好的节能的效果。若要让变压器型号选择适宜，那么就需要讓变压器的年电能损耗处于最小状态且一次性投入及日常运行维护费用处于最低状态。

3.1.2变压器经济运行方式的优化

通过对变压器的三种功率损耗进行研究，只有让变压器损耗处于最小状态，才能够寻找出最佳的、最节能的变压器经济运行方式。高层住宅楼电气节能技术要对无功率节能、有功率节能的特性予以同时考虑，最终选择最小综合功率损耗时的节能经济运行方式。与此同时，务必要在农村的季节性用电要求进行掌握的基础上来科学选择变压器容量，变压器容量通常控制在两倍承受负荷，并且还要选择“字母变”的方法来对用电负荷存在着较为明显峰谷差异的农村地区予以供电。

3.1.3变压器间负载的经济分配

农村低压电网的供电通常都会由多台变压器来实现，变压器总损耗=全部变压器的无功功率损耗+有功功率损耗。基于大量的实践经验与理论经验来看，即便用电总负荷与变压器运行方式不变，变压器总损耗也会随着负载量在变压器间分配的变化而变化。所以，为了能够实现农村低压电网的绿色节能，务必要对变压器间的负载进行经济分配，以此来让变压器达到最优经济节能运行模式，并且还会让变压器总损耗降低到最低值。

3.2无功补偿技术的应用

无功补偿技术是农村低压电网绿色节能设计中最为重要的措施之一，既可让农村低压电网中有功功率的传输能力得以提高，又可降低有功功率的损耗率，还能够明显降低供电设备容量。要实现无功补偿技术的有效应用，应该明确无功补偿的容量分布、补偿量、补偿方式。通常而言，无功补偿的补偿方式主要包括变压器的低压补偿、配电线路的固定补偿、用电设备的随机补偿、变电站的集中补偿等，而无功补偿的补偿量要基于电压提高措施、线损降低方式、功率影响因素、补偿当量等来确定。值得注意的是，为了确保农村低压电网能够与无功补偿技术进行有效地贴合，还需要采取无功补偿箱的方式来安装公用配电变压器，由此可见，无功补偿技术的应用前景较为广阔。endprint

3.3供配电线路绿色节能技术方案

在农村低压电网设计设计过程中，务必要基于农村地区用电实际情况、负荷容量、供電距离、负荷分布等来合理、科学布线。农村低压电网的整个供配电系统结构务必要做到“可靠”、“清晰”、“简单”，配电级数通常要不超过三级。农村低压电网电能输送载体通常是供配电线路，无论是动力支线线路，还是动力干线线路均为长度较长的交叉性互联网络，需要消耗大量的电能，因此，供配电线路节能技术方案是农村低压电网绿色节能技术的主要内容之一。

3.3.1导线类型的合理选用

基于技术经济性角度来看，供配电线路的导线适宜选择电导率较小的新型材质导线。通过大量的工程实践来看，电缆材料若选择铜芯，那么可以取得最佳的传输电能效率，但是由于铜芯价格比较高，因此，为了达到节能和节约建设成本的效果，一类、二类建筑的电缆材料可选用铜导线，主要原因在于：一类、二类建筑的用电负荷容量较大。而对于用电负荷容量较小建筑的电缆材料可选用铝芯导线。

3.3.2减少输电线路长度

在规划设计变配电所在位置时，务必要让变配电所的位置与负荷中心位置尽量靠近，且要让建筑物强电竖井位置与变配电所的低压配电室位置接近，以此来最大限度地将线路中电能损耗进行降低，进而达到最佳的节能降耗效果。

3.3.3增大线缆截面

在设计农村低压电网的过程中，必然会存在着有些机电设备与馈电系统间隔较远的情况，针对这种情况，所选择的线缆除了要符合基本功能条件（如线路保护配合、载流量、电压降、动热稳定等），还可适当增大线缆截面。基于大量工程实践经验来看，若馈电线缆的总长度大于100m，那么其截面面积要大一级，只有这样，才能够获得较佳的节能经济效果。

3.3.4采取就地无功补偿措施

若无功功率需求较大，且供电点较远，那么为了能够最大限度地将线路无功传输损耗降低，还需要采取就地无功补偿措施，以此来达到降耗、节能的目的。

3.4绿色节能措施在农村低压电网经济运行和改造中的应用

在农村低压电网经济运行和改造中，合理应用绿色节能措施能够较好地降低损耗率。主要优化方式是合理调整负荷与电压，让供电电压随着用电负荷的变化而变化，使之能够始终处于可接受的范围以内。可对三相负荷的配置进行调整和科学分配，也是绿色节能措施的一大调整重点，通过对三相负荷的平衡分配，有利于降低电能损耗，实现绿色节能效果、

与此同时，要注意优化配电网结构。在农村配电网输配电时，配电网的输送容量通常不会有较大的变化，而配电网运行电压平与电能损耗就会出现较大的变化，随着农村地区经济发展的日益加快，当前很多地区的农村配电网在线缆截面、供电容量等方面都不能满足农村电力负荷的需求，因此，可通过多种措施来降低配电网网损，如配电网线缆截面的更换、运行电压的提高等，而配电网系统的经济电流密度会直接决定配电网线路的经济截面，从目前来看，原有的配电网系统经济电流密度已经不能满足需要，那么在农村低压电网设计中就强烈需要采用新推荐的经济电流密度值。旧的推荐值：经济电流密度为1.15A/mm2，导线截面为95 mm2；新的推荐值：经济电流密度为0.60A/mm2，导线截面为180 mm2，假设：农村地区某条10k V的配电线路（长度为10km），最大负荷损耗小时数为2200h，配电网最大电流为100A，农网电价按照0.6元/度，那么年节能经济效益可以达到44231元。由此可见，若在农村低压电网设计中采用新的推荐值，必然会带来较佳的节电节资效益。

参考文献

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