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浅谈供配电系统经济运行节电技术的应用

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一、引言 近年来,尽管我国电力事业的发展建设持续超常规地增长,但发生在许多省市的“电荒”问题还相当普遍并且严重,电力供应与用电需求仍存在严重矛盾。因此,在电力供应能力不可能短时期内跳跃增长的现状下,节省能源及节约用电在全社会都将具有重要意义[1]。可通过选择及合理使用节电干式变压器,有效降低供配电系统的线损及配电损失,最大限度地减少无功功率以提高电能的有效利用率,同时采取各种有效节能的技术措施

一、引言
近年来,尽管我国电力事业的发展建设持续超常规地增长,但发生在许多省市的“电荒”问题还相当普遍并且严重,电力供应与用电需求仍存在严重矛盾。因此,在电力供应能力不可能短时期内跳跃增长的现状下,节省能源及节约用电在全社会都将具有重要意义[1]。可通过选择及合理使用节电干式变压器,有效降低供配电系统的线损及配电损失,最大限度地减少无功功率以提高电能的有效利用率,同时采取各种有效节能技术措施,达到供配电系统经济运行的节电目标。
二、选择及合理使用节电干式变压器
由于干式变压器具有高效节电、安全可靠等许多优点,特别是SG(B)11-R系列新型卷铁芯干式配电变压器,更高程度地具有安全省电、高效节能、绿色环保等优点,在我国工业与民用用电领域获得了极为广泛的应用。
回顾我国供电与用电发展历史,由上世纪50年代SJ1型配电变压器平均kVA空载损耗超过5.0W,负载损耗超过18W的技术水平发展到90年代末期S9型配电变压器平均每kVA空载损耗不足2.0W,负载损耗接近10.0W的水平,而现在使用的卷铁芯变压器平均每kVA空载损耗仅仅为1.08W,其负载损耗也下降至低于10.0W的水平。如果我国全部使用新型开发的SG(B)11-R系列新型卷铁芯干式配电变压器,相对目前我国发电装机容量水平来说,每年将节约空载损耗至少40.0亿KW,干式配电变压器占全部配电变压器总数的15%。如果全部配电变压器均使用SG(B)11-R系列,我国每年将至少节约6.0亿KWh的电量,将会带来巨大的经济效益和社会效益[2]。
三、减少线路损耗
(1)尽量减少导线长度:在输电电网设计及施工过程中,低压箱及配电箱各出线回路应尽量走直线,相应的变配电所应尽设置在靠近用电负荷的中心位置。一般情况下,低压线路的供电半径应控制在200m范围内,在负荷密集地区不应大于100m,中等密集地区不应大于150m,少负荷地区不应超过250m,在不同负荷密集地区通过控制线路的供电半径,可有效减少输电电线的长度,实现供电输电距离最小化。
(2)增大导线有效截面积:对于输电距离较长的线路,在满足载流量热稳定,保护配电电压稳定的前提要求下,应相应加大导线有效截面进行电网设计。增大输电电网的导线截面积,短期投资看增加了电网线路的费用,但由于能节约电能,减少区域内的年运行费用,长期来看还是科学、划算的。据估算统计,区域内电网线路因增加导线截面而增加的费用,一般情况下在3~5年内即可回收。
(3)在城市高层建筑中,变配电室应尽量设置在靠近电气竖井的位置,以便有效减少引出主干线(电缆或插接母线)的长度。对于单层建筑面积较大的高层建筑,应尽量将电气竖井尽量设置在楼面中部或两端,总之以减少水平电缆敷设的总长度为原则。
(4)将用电负荷进行有效归类:除对有计费有要求的用电负荷及消防用电负荷进行归类外,还可将普通负荷如空调机、风机盘管、冰箱、电热水器、照明、新风机等不同季节使用的家庭用电设备改由一条主干电线进行供电,既有便于有消防需求时迅速切除非消防电源,还可在不同的季节均能实现相对截面积较大的干线截面传输较小的电流,可有效减少线路损耗,达到节能省电的目标。
四、提高功率因数
提高供配电系统网络的功率因数,实行输电网络系统的无功补偿,是电气节能领域中又一个值得深入研究的重要课题,且正受到人们越来越广泛的关注。无功功率过大既会显著影响供配电系统的电压质量,也会使得变配电系统的供电容量受到限制,同时也会增加电网中的线损,对供配电网络系统进行适当的无功功率补偿,能有效改善系统的电压质量,也能一定程度地节能省电。
在供配电系统中的许多用电设备都为电感性负荷,用电过程中会产生滞后的无功电流,它会从电网系统中经过高低压线路传输到用电设备末端,间接增加了输电线路的功率损耗。因此,应在供配电电网系统中安装相应的电容器柜或电容器箱,通过静电容器产生的超前无功电流抵消用电设备产生的滞后无功电流进行相应的无功补偿,从而达到减少系统整体的无功电流,同时提高供电功率因数的目的。
电网中无功功率补偿通常采用的方法有集中补偿和就地补偿两种,在具体设计、安装时可采用高低柜进行集中补偿或采用就地补偿等两种方式,可根据工程的具体情况确定采用何种补偿方式较为合理。
五、平衡三相负荷
在供配电系统的低压线路中,由于存在单相以及高次谐波的影响,使电网中长期存在三相负荷不平衡的现象,对供配电网络系统造成一系列危害,主要体现在:
(1)影响电网系统中变压器、电机的运行安全;
(2)增加供配电网络系统中相线及零线的电能损耗;
(3)影响用电设备的正常工作,导致照明灯寿命缩短(电压过高引起)或照度偏低(电压过低)以及计算机、电视机等设备运行不稳定等;
(4)对于通信系统,会增大高次谐波的干扰,影响其正常的通信质量。
为有效降低电网系统中三相负荷不平衡导致的用电能耗,应及时调整相应的三相负荷,使其不平衡度能符合下述相关的规程和规定:“要求配电变压器出口处的电流不平衡度控制在10%范围内,干线及支线首端的不平衡度控制在20%范围内,中性线的电流强度不宜超过额定电流强度的1/4[3]”,“三相配电干线的各项负荷宜分配平衡,最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85%[4]”等,使供配电系统中的三相电压或三相电流能达到基本平衡状态,大幅减少输电线路上的电能损耗。
六、结语
在供配电系统中,大力改善变压器,线路损耗,功率因数,三相负荷平衡度等方面的节电技术,具有重大的经济效益和社会意义。掌握各种先进的节电技术,并将其合理应用于供配电系统中的各个方面,是提高节电效果与电网质量的重要技术保证。
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  • lingyun2015
    lingyun2015 2015年09月11日 16:01:30 2楼
    感谢楼主的分享
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  • beida_energy
    beida_energy 2015年09月12日 15:22:55 3楼
    谢谢分享!
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