變電站的電氣節(jié)能與應用

朱洪仁

【摘 要】變電站的電氣節(jié)能是電力設施節(jié)艙的重要組成部分，本文就變電站電氣節(jié)能的設計進行探討。

【關鍵詞】變電站；電氣節(jié)能；變壓器

0.概述

我國是一個發(fā)展中的國家，能源的需求量大，消耗量也大。由于經濟的持續(xù)增長，導致電力供應出現(xiàn)了嚴重的短缺，一些地方不得不采取“拉閘限電”等措施，這直接影響到各地經濟的發(fā)展和人民群眾的正常生活。因此采取各種切實有效措施節(jié)約電能也就顯得尤為重要。

本文對變電站的電氣節(jié)能設計部分進行分析探討。

1.變電站電氣能耗現(xiàn)狀

（1）變電站內電氣設備在運行過程中，需要產生有功及無功損耗。

（2）變電站在運行過程中，值班人員的生活生產需要消耗電能。

（3）照明、空調、風機等建筑電氣的長期運行消耗。

2.變電站的電氣節(jié)能設計

（1）科學、合理選擇設備結構型式和主要參數以降低設備損耗變電站一次設備能耗較高的主要為主變壓2S及高壓電抗器，在設備選型時，需對設備節(jié)能降耗充分研究并提出相應的技術要求。

變壓器的損耗主要是包含電流流過線圈導體發(fā)熱而產生的負載損耗以及由于電磁感應效應在鐵芯中產生的空載損耗，此外包括漏磁產生的雜散損耗和風扇、油泵等輔助設施運行時產生的輔助損耗。

變壓器的損耗與變壓器結構和材料關系密切，一般情況下，單相變壓器的損耗高于三相變壓器；三相雙繞組（或三繞組）變壓器的損耗高于三相自耦變壓器；而有載調壓變壓器的損耗高于無勵磁調壓變壓器。為了達到節(jié)能降耗的目的，同時結合標準化設計方案的要求，在確定變壓器的結構型式時，推薦采用三相雙繞組（或三繞組）有載調壓變壓器；在變壓器技術規(guī)范中，把損耗的大小作為訂貨的其中一個重要考慮因素，鼓勵廠家優(yōu)先選用高性能、低損耗的電工產品，從根源上確保節(jié)能措施的落實。另外，為了降低變壓器散熱ee的損耗，優(yōu)先選用效能高、功率小、噪聲低的風扇組，把輔助損耗降到最小。

合理選擇變壓器的容量，根據季節(jié)與負荷特性及時調整變壓器分接頭開關，提高變壓器的負荷率。充分發(fā)揮變壓器潛力。

（2）合理選擇導體，減少電能損耗。

在導體選擇時，需考慮降低其電能損耗的因素。眾所周知，導體截面越小，導體單位長度的電阻就越大，電流流過導體時的損耗也越大。為此，在選擇導體時，不但要按照導體長期允許載流量來選擇導體，而且對全年負荷利用小時數大、母線較長、傳輸容量大的回路中的導體，要按照經濟電流密度來選擇截面。由于按照經濟電流密度選擇的導體截面要大于按照導體長期允許載流量選擇的導體截面，從而減小了導體電阻，降低了運行時的電能損耗。

（3）合理選擇無功補償容量及方式，降低系統(tǒng)無功損耗。

目前國內220kV及110ky變電站的設計均采用在10kV側進行集中無功補償，除了補償用電負荷產生的無功損耗外，還需補償主變運行時繞組線圈感性負荷產生的無功損耗，因此在變電站設計階段，應充分調查變電站周邊用電負荷的情況，根據負荷性質、線路長度以及主變壓器自身電氣參數，按照近期、遠期分另，j對大運行方式及小運行方式進行補償容量的計算，以滿足變電站在各種運行工況下的無功損耗最小。

在現(xiàn)有運行的變電站中，無功補償裝置多采用并聯(lián)電容器組成套裝置，具有技術成熟、運行經驗豐富、造價較低的優(yōu)點，但由于其電氣參數固定，不能夠實現(xiàn)補償容量的線性連續(xù)調節(jié)，對電網的諧波抑制也有一定局限性。近幾年來，一種新型的無功動態(tài)補償與諧波綜合抬理混合系統(tǒng)（HVHC）技術已日趨成熟，其主要由靜止無功補償器（SVC）和混合型有源濾波器（HAPF）組成。SVC可實現(xiàn)無功功率的動態(tài)連續(xù)快速補償，同時具備電壓支撐、阻尼振藹等功能；HAPF可有效治理SVC產生的諧波；以實現(xiàn)無諧波的動態(tài)連續(xù)無功補償，同時還可治理電網負載產生的諧波。HVHC系統(tǒng)顯著降低了電網電能損耗和諧波，實現(xiàn)無功連續(xù)補償及高品質節(jié)能，是變電站無功補償設計發(fā)展的方向。

（4）合理選擇高效照明光源和燈具，降低照明能耗。

變電站屬于工業(yè)廠房，室內有一般功能間，也有高大變配電室，變電站照明設計時，應按工作場所的條件，選用不同種類6g高效光源，一般場所照明優(yōu)先采用熒光燈，推薦采用u型管節(jié)能熒光燈，不宜采用白熾燈；高大空間和室外場所的一般照明應采用金屬鹵化物燈等高光強氣體放電燈，推薦采用節(jié)能型氣體放電燈。

在燈具選擇上，應優(yōu)先選用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系數高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具。

采用非對稱分步燈具。由于其具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺提哦見，因此可獲得較高的效能。時選用變質速度較慢的材料，如玻璃燈罩、鋁合金反射罩燈，以減少光能衰減率。

在相同的照度下，高效節(jié)能燈具比傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器燈具節(jié)能45%-50%，線電流下降約3倍，且自身基本不發(fā)熱，最大限度地節(jié)約了能耗。采用節(jié)能型燈具后，全壽命周期按保守30年計算，全壽命周期費用減少量十分可觀。

（5）與通風專業(yè)配合，合理選擇空調設備，節(jié)約空調運行費用。

為了能使各工藝房間的設備安全穩(wěn)定的運行，各房間需要配置空調器控制房間的溫度，空調設備如果選大，就會造成設備投資的浪費；如果選小，空調設備就會過負荷運行，從而縮短設備的運行壽命。因此應根據各房間的特點選用布置空調。各繼電器室、蓄電池室選用風冷分體空調，主控通信樓選用多聯(lián)集中空調，空調型號的選擇要考慮設備、燈、運行人員等的發(fā)熱量及維護結構的冷/熱符合，建筑裝修特點合理配置空調器，這樣不會造成設備的選大或選小。設計時一定要考慮施工維修簡單，操作方便，節(jié)約材料的方案。設備應選擇技術先進、設備性能穩(wěn)定、COP高、價格合理的產品。

3.結語

通過以上分析可知，實現(xiàn)變電站電氣節(jié)能是必要的也是可實現(xiàn)的，應從設計抓起。設計時應依據相關的設計標準和技術規(guī)定，考慮國情、地域、氣候、投資等因素影響，多方面多角度優(yōu)化設計，更大程度地實現(xiàn)節(jié)能減排。 [科]