對(duì)供配電系統(tǒng)的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的分析

洪節(jié)華

（江西長運(yùn)物業(yè)經(jīng)營有限公司，江西 南昌 330000）

1 變壓器節(jié)能

變壓器是供配電系統(tǒng)電能傳輸中重要的設(shè)備，變壓器在變壓傳送電力的過程中會(huì)產(chǎn)生電能損耗，而且在整個(gè)供配電系統(tǒng)的電能損耗中所占比例比較大，因此合理選擇和配置變壓器，將其損耗降到最低是電氣節(jié)能中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

電力變壓器的有功損耗計(jì)算公式可按下式計(jì)算：

△W=P0t+Phβ2tmax

式中：P0——空載損耗（kW）；Ph——額定負(fù)載損耗（kW）；β——平均負(fù)載系數(shù)；t——變壓器全年運(yùn)行時(shí)間（h）；tmax——最大負(fù)荷損耗小時(shí)（h）。

可見，變壓器損耗主要與P0、Ph、β 及t 等有關(guān)。為達(dá)到變壓器節(jié)能的目的，可以下幾方面著手：

1）選擇新型節(jié)能變壓器，如 S11 型、S13 型、SH15 型或非晶合金變壓器等，與老產(chǎn)品相比，新型節(jié)能變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗均有較大幅度下降，而且重量輕、效率高又節(jié)能。 表1 為S11—SH15 型油浸式變壓器的相關(guān)參數(shù)：

表1

2）選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合考慮變壓器的投入和運(yùn)行成本，根據(jù)負(fù)荷容量選擇匹配的變壓器，并考慮留給變壓器一定的容量，使其大部分負(fù)荷時(shí)間運(yùn)行在最佳負(fù)載率（70%-80%）范圍內(nèi)，能在高效低損耗區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。

3）合理分配變壓器負(fù)荷，控制變壓器運(yùn)行時(shí)間。 例如我公司地區(qū)的中央空調(diào)系統(tǒng) （擬配置5 臺(tái)單機(jī)容量為1600kVA 的S11 型油浸式變壓器）屬于季節(jié)性負(fù)荷，如果單獨(dú)對(duì)空調(diào)負(fù)荷配置變壓器，對(duì)其供配電系統(tǒng)隨季節(jié)性進(jìn)行靈活切換， 每年僅減少變壓器空載運(yùn)行時(shí)間為△t=5160（h）。 因此減少變壓器的空載運(yùn)行能節(jié)省 42312（kVA·h），按目前電價(jià)1.0434 元/度計(jì)算不僅每年能節(jié)省44148.34 元電費(fèi)，而且可以減少變壓器的無功損耗和變壓器維護(hù)費(fèi)用。 因此，合理配置變壓器的技術(shù)措施，每年帶來相當(dāng)可觀的節(jié)能效果。

2 降低供配電線路的損耗

供配電線路損耗主要是路線自身的電阻發(fā)熱引起的，以熱量的形式損失。 其公式為：△P=3T2R，式中：△P——三相輸電線路的功率損耗（W），I——線電流（A），R——線路相電阻（Ω），有公式可知：線路損耗與經(jīng)過導(dǎo)線的電流的平方，電阻均成正比關(guān)系。因此，可從以下幾個(gè)方面解決線路損耗實(shí)現(xiàn)降耗節(jié)能。

1）選用電阻率較小的導(dǎo)線降低導(dǎo)線的電阻，可選擇銅導(dǎo)線。

2）優(yōu)化線路布局，盡量減少導(dǎo)體長度。 相應(yīng)的變配電房盡量靠近負(fù)荷聚集的中心地區(qū)，且控制低壓線路的供電半徑≤200m、負(fù)荷密集的地區(qū)≤100m、負(fù)荷中等密集的地區(qū)≤150m、少負(fù)荷的地區(qū)≤250m。因路線本身有電阻，會(huì)引起線路發(fā)熱的損耗。

3）適當(dāng)增大導(dǎo)線載面積，對(duì)于教長的線路在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)配合及電壓下降等要求，可以加大一級(jí)導(dǎo)線載面。 由此可以延長導(dǎo)線的壽命和降低用電火災(zāi)危險(xiǎn)。

4）優(yōu)化供配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在滿足布局及安全條件下，將負(fù)荷按系統(tǒng)進(jìn)行歸類，合理切換供配電負(fù)荷開關(guān)。 可減少不必要的線路損耗。

3 提高系統(tǒng)功率因數(shù)

供配電系統(tǒng)中有功功率P、 無功功率Q 及視在功率S 的關(guān)系為S=（P2+Q2），功率因數(shù)COSθ=P/S，當(dāng)供配電系統(tǒng)中有電感設(shè)備時(shí)都會(huì)產(chǎn)生滯后的無功功率Q， 需要從系統(tǒng)中引入超前的無功功率相抵消，可采取以下措施：

1）選擇功率因數(shù)高的設(shè)備，以降低補(bǔ)償難度。

2）裝設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備，可采取集中補(bǔ)償，就地補(bǔ)償。

4 諧波的危害和抑制

在供配電系統(tǒng)中，由于非線性電氣設(shè)備投入運(yùn)行產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備都危害大， 諧波不僅會(huì)對(duì)電子和通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，還會(huì)使電氣設(shè)備的效率降低，發(fā)熱增加。從而使絕緣介質(zhì)加速老化，縮短使用壽命。 因此抑制諧波，減少諧波電流引起的電能損耗對(duì)電氣節(jié)能來說有著重要的意義。 目前，用于供配電系統(tǒng)抑制和治理諧波的方法有：

1）盡量選用諧波電流較小的設(shè)備，減少諧波損害。

2）成套設(shè)備應(yīng)裝設(shè)諧波抑制設(shè)備，所產(chǎn)生的諧波電流不應(yīng)超過國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，保證電能質(zhì)量及設(shè)備安全。

3）從電源電壓、線路阻抗、負(fù)荷特性等方面入手，改善供電系統(tǒng)的三相不平衡度，可有效減少3 次諧波的產(chǎn)生。

4）裝設(shè)有源濾波或無源濾波設(shè)備，減少諧波的含量。 裝設(shè)有源濾波的效果更好。

5 平衡三相負(fù)荷

在供配電系統(tǒng)的低壓線路中長期存在三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成一系列的危害，主要表現(xiàn)在變壓器等設(shè)備將受到安全威脅，增加供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中相線及零線的電能損耗及影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。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以下相關(guān)規(guī)定和規(guī)程：

1）配電變壓器出口處的電流不平衡度≤10%，干線及支線首端的電流不平衡度≤20%，可有效保護(hù)變壓器安全，正常運(yùn)行。

2） 中性線的電流不超過額定電流的25%以及三相配電干線的各項(xiàng)負(fù)荷宜分配平衡，可降低中性線的線路損耗。

3）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)荷大于三相負(fù)荷平均值的85%，可降低相線的線路損耗。

6 結(jié)語

總之，供配電節(jié)能技術(shù)措施主要集中在變壓器節(jié)能、線路損耗、提高系統(tǒng)功率因數(shù)、諧波抑制及平均三相負(fù)荷等方面進(jìn)行。 對(duì)提高電能利用、節(jié)約能源、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)有重要的意義。