配電網(wǎng)電氣節(jié)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

史 婷

（秦皇島興業(yè)電力工程有限公司，河北秦皇島，066000 ）

配電網(wǎng)電氣節(jié)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

史 婷

（秦皇島興業(yè)電力工程有限公司，河北秦皇島，066000 ）

本文根據(jù)我國(guó)節(jié)能降損的要求，介紹了我國(guó)配電網(wǎng)管理的現(xiàn)狀，提出了配電網(wǎng)節(jié)能優(yōu)化方案，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

配電網(wǎng)；電氣節(jié)能；設(shè)計(jì)

1 配電網(wǎng)管理現(xiàn)狀

配電網(wǎng)又稱為配電網(wǎng)絡(luò)，它是指在電力網(wǎng)中起主要分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)一般是由架空線路、電纜配電線路、配電所、柱上降壓變壓器和直接接入用戶的設(shè)備構(gòu)成，其工作流程是：在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大型的發(fā)電廠同負(fù)荷中心之間的距離較遠(yuǎn)，發(fā)電廠發(fā)出的電能需要通過高壓或超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)才能送到負(fù)荷中心，接著負(fù)荷中心再通過等級(jí)較低的網(wǎng)絡(luò)將電能分配到不同電壓等級(jí)的用戶。配電網(wǎng)按照電壓等級(jí)的不同分為高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)；按照供電區(qū)的不同可分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)和工程配電網(wǎng)。配電網(wǎng)絡(luò)具有設(shè)備多、影響范圍廣、設(shè)備需要定時(shí)改造、更新的特點(diǎn)。

我國(guó)電能損失嚴(yán)重，2013年我國(guó)電能損失就超過100億KW.h,2014年我國(guó)萬(wàn)元GDP能耗雖然下降4.8%，但是萬(wàn)元GDP電耗卻上升了2.5%，電力節(jié)能減排問題越發(fā)凸顯。

2 配電網(wǎng)電氣節(jié)能方案

2.1 無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與諧波治理混合系統(tǒng)

電能從發(fā)電廠等電源發(fā)出，經(jīng)過升壓后經(jīng)過電力線路傳輸，再通過降壓輸送給用戶使用，在輸電、變壓、配電等環(huán)節(jié)中，各用電設(shè)備都會(huì)消耗一部分電能，轉(zhuǎn)化成熱能，產(chǎn)生電壓損耗、功率損耗和電能損耗，其中無功損耗占據(jù)電能的損耗的比例最大，因此要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排就要在無功損耗上下功夫。

現(xiàn)有的高壓配電網(wǎng)通常采用靜止無功補(bǔ)償器SVU和VQC類分組自動(dòng)補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功功率的動(dòng)態(tài)連續(xù)補(bǔ)償，其中SVC無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置是將固定電容器和可調(diào)電抗器并聯(lián)，利用可調(diào)電抗器調(diào)節(jié)其感性無功輸出來滿足負(fù)荷無功變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。其原理都是利用改變電抗器鐵蕊偏磁來調(diào)節(jié)電感量，存在著制造成本大，價(jià)格高，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的缺點(diǎn)。VQC類產(chǎn)品是將電容器分成幾個(gè)組，無功負(fù)荷變化時(shí)自動(dòng)投切實(shí)現(xiàn)跟蹤補(bǔ)償，存在著設(shè)備投運(yùn)率低、故障多、補(bǔ)償效果不好等問題。

無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與諧波治理混合系統(tǒng)采用同步開關(guān)技術(shù)，研制出了適合于電容器投切的同步編碼開關(guān)，不采用可控硅也實(shí)現(xiàn)了無電弧、無涌流、磁保持不耗能的性能指標(biāo)，智能電容器單元集成了永磁機(jī)構(gòu)專用投切開關(guān)、電容器、限流電抗器和保護(hù)用電流互感器，采用油浸密封絕緣方式，小型化、單元化結(jié)構(gòu)，體積更小，重量更輕，安裝更簡(jiǎn)便，運(yùn)行更安全，實(shí)現(xiàn)了增容、節(jié)能的目的，穩(wěn)定電壓質(zhì)量，較好的解決了無功補(bǔ)償效果不好的問題。

2.2 選擇合理的運(yùn)行電壓等級(jí)

有功損耗與電壓的平方成正比關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，電壓每提高1%，電能耗損會(huì)下降1.2%，因此需要合理調(diào)整運(yùn)行電壓達(dá)到降損節(jié)點(diǎn)的目的。在10kV中壓配電網(wǎng)中，適當(dāng)降低電壓運(yùn)行，研究發(fā)現(xiàn)，空載耗損占整個(gè)總耗損的比例高達(dá)一半以上，特別在深夜用電負(fù)荷的低谷時(shí)段，空載耗損量占到耗損總量的80%，因此要根據(jù)用戶的需求，提前對(duì)高峰時(shí)段電網(wǎng)供需形勢(shì)作出研判，針對(duì)局部電網(wǎng)可能存在供電能力不足的問題，擬定供電策略，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控力度，合理安排安排電壓，在用電負(fù)荷的高峰期要提高電網(wǎng)電壓，在用電負(fù)荷的低谷時(shí)段，適當(dāng)降低電壓。提高負(fù)荷率，平衡三相負(fù)荷。

2.3 安裝濾波器

諧波是影響節(jié)能降損的主要因素之一，諧波電流使變壓器的銅耗增加，使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，目前多采用安裝濾波器的方法來減少諧波分量，其工作原理是利用電磁感應(yīng)及電抗器原理，組合成濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，減少了諧波電流產(chǎn)生的諸如跳閘、變壓器過熱等危害，消除了對(duì)電網(wǎng)形成干擾的風(fēng)險(xiǎn)，具有抑制電流波動(dòng)，吸收電網(wǎng)諧波和補(bǔ)償無功功率三方面的功能。濾波器一般分為有源濾波器和無源濾波器兩大類。有源濾波器適用于各種直流電源線濾波，在10KHz-50MHz的頻段內(nèi)能有效濾除電源線上的干擾。

2.4 混合型無功補(bǔ)償器HVC

隨著人民生活質(zhì)量的提高，低壓用戶的用電量呈上漲趨勢(shì)，對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高，從而使電網(wǎng)用電負(fù)荷不斷攀升。輸電線路是輸送電能的主要設(shè)備，輸電線路在輸送功率不變的條件下，其電流大小與運(yùn)行電壓成反比，即電網(wǎng)運(yùn)行電壓越低，線路電流越大，而低電壓運(yùn)行會(huì)使對(duì)輸電線路造成損耗，增加電網(wǎng)的有功功率損耗和無功功率損耗，提高供電成本。

基于混雜控制的混合型無功補(bǔ)償器HVC以功率因數(shù)結(jié)合電壓、無功功率為判據(jù)，通過監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中電壓和無功功率來控制補(bǔ)償電容器組的投切，由智能低壓無功補(bǔ)償器、ST-SRC智能開關(guān)和補(bǔ)償電容器組三部分組成，智能低壓無功補(bǔ)償器和ST-SRC智能開關(guān)之間通過CAN總線接口通信進(jìn)行信息交流。該系統(tǒng)有效減小了線路的無功電流，增大了有功功率的輸送能力，降低了變壓器低壓側(cè)到線路末端負(fù)荷間的線損，改善末端電網(wǎng)質(zhì)量，減少了投切開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)了電容器的使用壽命。

2.5 加強(qiáng)電網(wǎng)的建設(shè)與改造

輸電距離是影響電能損失的重要因素，電源線路供電半徑越長(zhǎng)，配電網(wǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力越低，電能損耗越大，反之，電源線路供電半徑越短，電能損耗越小，供電質(zhì)量越高。為此需要進(jìn)行前期負(fù)荷預(yù)測(cè)、線路規(guī)劃，建設(shè)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)城市和農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)和改造，優(yōu)化電源分布，電源應(yīng)盡量布置在負(fù)荷中心，縮短供電半徑；對(duì)供電線路進(jìn)行絕緣化、粗線徑改造，增加變壓器容量，增建輸配電線路回?cái)?shù)，更換大截面導(dǎo)線，主干線采用70平方毫米，支線采用50平方毫米導(dǎo)線，使供電線路半徑及線徑符合設(shè)計(jì)要求，改造迂回線路；淘汰高耗能變壓器，使用節(jié)能型變壓器；合理確定電網(wǎng)的運(yùn)行方式，改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布，優(yōu)化輸電網(wǎng)絡(luò)。

3 結(jié)語(yǔ)

電能作為人們生產(chǎn)生活不可或缺的重要資源，與居民的生活密切相關(guān)。電能相對(duì)于煤炭、石油、天然氣等能源，具有清潔性好、安全性高及方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，電氣化水平每上升一個(gè)百分點(diǎn)，能耗強(qiáng)度將下降四個(gè)百分點(diǎn)，以電能提點(diǎn)煤炭、石油等資源，是未來能源發(fā)展的必然選擇。為此我國(guó)要推進(jìn)電能的利用率，推進(jìn)社會(huì)節(jié)能減排、提高能效。

[1]時(shí)繼林.企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2011(02).

[2]陳二彪,喬波.企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2014(03).

Distribution network electric energy conservation management system design

Shi Ting
（Qinhuangdao Xingye Industrial Power Engineering Co.Ltd.,Hebei Qin Huangdao,066000）

In this paper, according to the requirements of energy conservation and loss reduction in our country, this paper introduces the present situation of our country's distribution network management, power energy saving optimization was proposed, in order to achieve the purpose of protecting the environment.

power distribution network; Electric energy conservation; design

U665.12

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