淺談供配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用

重慶市永川區(qū)供電有限責(zé)任公司 曾良偉

淺談供配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用

重慶市永川區(qū)供電有限責(zé)任公司 曾良偉

針對(duì)我國(guó)目前電力供應(yīng)與用電需求存在的嚴(yán)重矛盾，分析了節(jié)約用電的重要意義；并重點(diǎn)對(duì)如何選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器，減少線路損耗，提高功率因數(shù)，平衡三相負(fù)荷等節(jié)電技術(shù)進(jìn)行了探討。

供配電系統(tǒng) 節(jié)電技術(shù) 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

一、引言

近年來，盡管我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展建設(shè)持續(xù)超常規(guī)地增長(zhǎng)，但發(fā)生在許多省市的“電荒” 問題還相當(dāng)普遍并且嚴(yán)重，電力供應(yīng)與用電需求仍存在嚴(yán)重矛盾。因此，在電力供應(yīng)能力不可能短時(shí)期內(nèi)跳躍增長(zhǎng)的現(xiàn)狀下，節(jié)省能源及節(jié)約用電在全社會(huì)都將具有重要意義[1]?？赏ㄟ^選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器，有效降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，最大限度地減少無(wú)功功率以提高電能的有效利用率，同時(shí)采取各種有效節(jié)能的技術(shù)措施，達(dá)到供配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的節(jié)電目標(biāo)。

二、選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器

由于干式變壓器具有高效節(jié)電、安全可靠等許多優(yōu)點(diǎn)，特別是SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，更高程度地具有安全省電、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)工業(yè)與民用用電領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

回顧我國(guó)供電與用電發(fā)展歷史，由上世紀(jì)50年代SJ1型配電變壓器平均kVA空載損耗超過5.0W，負(fù)載損耗超過18W的技術(shù)水平發(fā)展到90年代末期S9型配電變壓器平均每kVA空載損耗不足2.0W，負(fù)載損耗接近10.0W的水平，而現(xiàn)在使用的卷鐵芯變壓器平均每kVA空載損耗僅僅為1.08W，其負(fù)載損耗也下降至低于10.0W的水平。如果我國(guó)全部使用新型開發(fā)的SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，相對(duì)目前我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量水平來說，每年將節(jié)約空載損耗至少40.0億KW，干式配電變壓器占全部配電變壓器總數(shù)的15%。如果全部配電變壓器均使用SG（B）11-R系列，我國(guó)每年將至少節(jié)約6.0億KWh的電量，將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[2]。

三、減少線路損耗

（1）盡量減少導(dǎo)線長(zhǎng)度：在輸電電網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工過程中，低壓箱及配電箱各出線回路應(yīng)盡量走直線，相應(yīng)的變配電所應(yīng)盡設(shè)置在靠近用電負(fù)荷的中心位置。一般情況下，低壓線路的供電半徑應(yīng)控制在200m范圍內(nèi)，在負(fù)荷密集地區(qū)不應(yīng)大于100m，中等密集地區(qū)不應(yīng)大于150m，少負(fù)荷地區(qū)不應(yīng)超過250m，在不同負(fù)荷密集地區(qū)通過控制線路的供電半徑，可有效減少輸電電線的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)供電輸電距離最小化。

（2）增大導(dǎo)線有效截面積：對(duì)于輸電距離較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量熱穩(wěn)定，保護(hù)配電電壓穩(wěn)定的前提要求下，應(yīng)相應(yīng)加大導(dǎo)線有效截面進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)計(jì)。增大輸電電網(wǎng)的導(dǎo)線截面積，短期投資看增加了電網(wǎng)線路的費(fèi)用，但由于能節(jié)約電能，減少區(qū)域內(nèi)的年運(yùn)行費(fèi)用，長(zhǎng)期來看還是科學(xué)、劃算的。據(jù)估算統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路因增加導(dǎo)線截面而增加的費(fèi)用，一般情況下在3～5年內(nèi)即可回收。

（3）在城市高層建筑中，變配電室應(yīng)盡量設(shè)置在靠近電氣豎井的位置，以便有效減少引出主干線（電纜或插接母線）的長(zhǎng)度。對(duì)于單層建筑面積較大的高層建筑，應(yīng)盡量將電氣豎井盡量設(shè)置在樓面中部或兩端，總之以減少水平電纜敷設(shè)的總長(zhǎng)度為原則。

（4）將用電負(fù)荷進(jìn)行有效歸類：除對(duì)有計(jì)費(fèi)有要求的用電負(fù)荷及消防用電負(fù)荷進(jìn)行歸類外，還可將普通負(fù)荷如空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、冰箱、電熱水器、照明、新風(fēng)機(jī)等不同季節(jié)使用的家庭用電設(shè)備改由一條主干電線進(jìn)行供電，既有便于有消防需求時(shí)迅速切除非消防電源，還可在不同的季節(jié)均能實(shí)現(xiàn)相對(duì)截面積較大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，可有效減少線路損耗，達(dá)到節(jié)能省電的目標(biāo)。

四、提高功率因數(shù)

提高供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，實(shí)行輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，是電氣節(jié)能領(lǐng)域中又一個(gè)值得深入研究的重要課題，且正受到人們?cè)絹碓綇V泛的關(guān)注。無(wú)功功率過大既會(huì)顯著影響供配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也會(huì)使得變配電系統(tǒng)的供電容量受到限制，同時(shí)也會(huì)增加電網(wǎng)中的線損，對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)功功率補(bǔ)償，能有效改善系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也能一定程度地節(jié)能省電。

在供配電系統(tǒng)中的許多用電設(shè)備都為電感性負(fù)荷，用電過程中會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，它會(huì)從電網(wǎng)系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，間接增加了輸電線路的功率損耗。因此，應(yīng)在供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的電容器柜或電容器箱，通過靜電容器產(chǎn)生的超前無(wú)功電流抵消用電設(shè)備產(chǎn)生的滯后無(wú)功電流進(jìn)行相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償，從而達(dá)到減少系統(tǒng)整體的無(wú)功電流，同時(shí)提高供電功率因數(shù)的目的。

電網(wǎng)中無(wú)功功率補(bǔ)償通常采用的方法有集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償兩種，在具體設(shè)計(jì)、安裝時(shí)可采用高低柜進(jìn)行集中補(bǔ)償或采用就地補(bǔ)償?shù)葍煞N方式，可根據(jù)工程的具體情況確定采用何種補(bǔ)償方式較為合理。

五、平衡三相負(fù)荷

在供配電系統(tǒng)的低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使電網(wǎng)中長(zhǎng)期存在三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成一系列危害，主要體現(xiàn)在：

（1）影響電網(wǎng)系統(tǒng)中變壓器、電機(jī)的運(yùn)行安全；

（2）增加供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中相線及零線的電能損耗；

（3）影響用電設(shè)備的正常工作，導(dǎo)致照明燈壽命縮短（電壓過高引起）或照度偏低（電壓過低）以及計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定等；

（4）對(duì)于通信系統(tǒng)，會(huì)增大高次諧波的干擾，影響其正常的通信質(zhì)量。

為有效降低電網(wǎng)系統(tǒng)中三相負(fù)荷不平衡導(dǎo)致的用電能耗，應(yīng)及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的三相負(fù)荷，使其不平衡度能符合下述相關(guān)的規(guī)程和規(guī)定：“要求配電變壓器出口處的電流不平衡度控制在10%范圍內(nèi)，干線及支線首端的不平衡度控制在20%范圍內(nèi)，中性線的電流強(qiáng)度不宜超過額定電流強(qiáng)度的1/4[3]”，“三相配電干線的各項(xiàng)負(fù)荷宜分配平衡，最大相負(fù)荷不宜超過三相負(fù)荷平均值的115%，最小相負(fù)荷不宜小于三相負(fù)荷平均值的85%[4]”等，使供配電系統(tǒng)中的三相電壓或三相電流能達(dá)到基本平衡狀態(tài)，大幅減少輸電線路上的電能損耗。

六、結(jié)語(yǔ)

在供配電系統(tǒng)中，大力改善變壓器，線路損耗，功率因數(shù)，三相負(fù)荷平衡度等方面的節(jié)電技術(shù)，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。掌握各種先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)，并將其合理應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中的各個(gè)方面，是提高節(jié)電效果與電網(wǎng)質(zhì)量的重要技術(shù)保證。

[1] 方其風(fēng).供配電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)分析[J].技術(shù)論壇，2009.

[2] 鄒漢謙.談供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)措施[J].深圳土木與建，2008，3.

[3]《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16-92）

[4]《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）