淺談供配電系統經濟運行節電技術的應用

重慶市永川區供電有限責任公司 曾良偉

淺談供配電系統經濟運行節電技術的應用

重慶市永川區供電有限責任公司 曾良偉

針對我國目前電力供應與用電需求存在的嚴重矛盾，分析了節約用電的重要意義；并重點對如何選擇及合理使用節電干式變壓器，減少線路損耗，提高功率因數，平衡三相負荷等節電技術進行了探討。

供配電系統 節電技術 經濟運行

一、引言

近年來，盡管我國電力事業的發展建設持續超常規地增長，但發生在許多省市的“電荒” 問題還相當普遍并且嚴重，電力供應與用電需求仍存在嚴重矛盾。因此，在電力供應能力不可能短時期內跳躍增長的現狀下，節省能源及節約用電在全社會都將具有重要意義[1]?？赏ㄟ^選擇及合理使用節電干式變壓器，有效降低供配電系統的線損及配電損失，最大限度地減少無功功率以提高電能的有效利用率，同時采取各種有效節能的技術措施，達到供配電系統經濟運行的節電目標。

二、選擇及合理使用節電干式變壓器

由于干式變壓器具有高效節電、安全可靠等許多優點，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、高效節能、綠色環保等優點，在我國工業與民用用電領域獲得了極為廣泛的應用。

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

三、減少線路損耗

（1）盡量減少導線長度：在輸電電網設計及施工過程中，低壓箱及配電箱各出線回路應盡量走直線，相應的變配電所應盡設置在靠近用電負荷的中心位置。一般情況下，低壓線路的供電半徑應控制在200m范圍內，在負荷密集地區不應大于100m，中等密集地區不應大于150m，少負荷地區不應超過250m，在不同負荷密集地區通過控制線路的供電半徑，可有效減少輸電電線的長度，實現供電輸電距離最小化。

（2）增大導線有效截面積：對于輸電距離較長的線路，在滿足載流量熱穩定，保護配電電壓穩定的前提要求下，應相應加大導線有效截面進行電網設計。增大輸電電網的導線截面積，短期投資看增加了電網線路的費用，但由于能節約電能，減少區域內的年運行費用，長期來看還是科學、劃算的。據估算統計，區域內電網線路因增加導線截面而增加的費用，一般情況下在3～5年內即可回收。

（3）在城市高層建筑中，變配電室應盡量設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）的長度。對于單層建筑面積較大的高層建筑，應盡量將電氣豎井盡量設置在樓面中部或兩端，總之以減少水平電纜敷設的總長度為原則。

（4）將用電負荷進行有效歸類：除對有計費有要求的用電負荷及消防用電負荷進行歸類外，還可將普通負荷如空調機、風機盤管、冰箱、電熱水器、照明、新風機等不同季節使用的家庭用電設備改由一條主干電線進行供電，既有便于有消防需求時迅速切除非消防電源，還可在不同的季節均能實現相對截面積較大的干線截面傳輸較小的電流，可有效減少線路損耗，達到節能省電的目標。

四、提高功率因數

提高供配電系統網絡的功率因數，實行輸電網絡系統的無功補償，是電氣節能領域中又一個值得深入研究的重要課題，且正受到人們越來越廣泛的關注。無功功率過大既會顯著影響供配電系統的電壓質量，也會使得變配電系統的供電容量受到限制，同時也會增加電網中的線損，對供配電網絡系統進行適當的無功功率補償，能有效改善系統的電壓質量，也能一定程度地節能省電。

在供配電系統中的許多用電設備都為電感性負荷，用電過程中會產生滯后的無功電流，它會從電網系統中經過高低壓線路傳輸到用電設備末端，間接增加了輸電線路的功率損耗。因此，應在供配電電網系統中安裝相應的電容器柜或電容器箱，通過靜電容器產生的超前無功電流抵消用電設備產生的滯后無功電流進行相應的無功補償，從而達到減少系統整體的無功電流，同時提高供電功率因數的目的。

電網中無功功率補償通常采用的方法有集中補償和就地補償兩種，在具體設計、安裝時可采用高低柜進行集中補償或采用就地補償等兩種方式，可根據工程的具體情況確定采用何種補償方式較為合理。

五、平衡三相負荷

在供配電系統的低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使電網中長期存在三相負荷不平衡的現象，對供配電網絡系統造成一系列危害，主要體現在：

（1）影響電網系統中變壓器、電機的運行安全；

（2）增加供配電網絡系統中相線及零線的電能損耗；

（3）影響用電設備的正常工作，導致照明燈壽命縮短（電壓過高引起）或照度偏低（電壓過低）以及計算機、電視機等設備運行不穩定等；

（4）對于通信系統，會增大高次諧波的干擾，影響其正常的通信質量。

為有效降低電網系統中三相負荷不平衡導致的用電能耗，應及時調整相應的三相負荷，使其不平衡度能符合下述相關的規程和規定：“要求配電變壓器出口處的電流不平衡度控制在10%范圍內，干線及支線首端的不平衡度控制在20%范圍內，中性線的電流強度不宜超過額定電流強度的1/4[3]”，“三相配電干線的各項負荷宜分配平衡，最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115%，最小相負荷不宜小于三相負荷平均值的85%[4]”等，使供配電系統中的三相電壓或三相電流能達到基本平衡狀態，大幅減少輸電線路上的電能損耗。

六、結語

在供配電系統中，大力改善變壓器，線路損耗，功率因數，三相負荷平衡度等方面的節電技術，具有重大的經濟效益和社會意義。掌握各種先進的節電技術，并將其合理應用于供配電系統中的各個方面，是提高節電效果與電網質量的重要技術保證。

[1] 方其風.供配電經濟運行節電技術分析[J].技術論壇，2009.

[2] 鄒漢謙.談供配電系統節電技術措施[J].深圳土木與建，2008，3.

[3]《民用建筑設計規范》（JGJ/T16-92）

[4]《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）