降低鋼鐵企業用電損耗問題的探討

黃美華，劉廣莉

（梅山鋼鐵公司 能環部，南京 210039）

梅山鋼鐵公司（以下簡稱“梅鋼”）目前共有9所變電站10條架空線以及千余臺變壓器，2007—2009年平均每年購買電量109.18GWh，每年損失電量約22.3GWh，損失率達2%。梅鋼用電系統包括公司內部生產、梅山生活區、27家關聯單位、28家外供單位和39家施工建設單位用電。用電特點是：外供用戶多，用電量大，損耗大。

目前，用電損耗主要由以下幾個方面造成：①變壓器固定損耗；②11條架空線路損耗量；③電能表或互感器誤差造成的計量失真損耗；④絕緣子被擊穿或絕緣子表面污穢等原因導致低壓線路漏電或放電；⑤導線、電纜線徑偏小，發熱造成電能損耗；⑥三相負荷不平衡造成線路和配電變壓器損耗；⑦線路中有未裝表計的有線電視放大器、寬帶等用電設備；⑧老式機械電能表自身的損耗；⑨竊電，生活區居民竊電現象嚴重。其中變壓器損耗、線路損耗為用電損耗主要原因。

1 降低變壓器固定損耗

電力變壓器損耗分為銅耗和鐵耗。銅耗是由于線圈直流電阻和漏磁場在導線、結構件以及油箱壁作用引起的，鐵耗主要是變壓器鐵心的磁滯損耗和渦流損耗、結構件的渦流損耗以及介質損耗。變壓器損耗分為有功功率損耗和無功功率損耗2部分。

1.1 合理選用變壓器型號

選擇技術先進、節能型配電變壓器，能最大限度降低損耗。目前國內研制生產的S11系列配電變壓器的效率與S9系列相比，在性能參數滿足規程要求的前提下，空載損耗下降30%以上。而非晶合金鐵心變壓器S11系列與S9系列相比，空載損耗平均下降75%，空載電流下降了80%。統計表明，梅鋼配電變壓器的損耗約占電網總損耗的30%以上，所以選擇經濟合理的節能型配電變壓器，對降低損耗至關重要。

1.2 合理選擇變壓器容量及臺數

變壓器容量選擇過大，出現“大馬拉小車”現象，變壓器不能充分利用，空載損耗增加；選擇容量過小，會引起變壓器過負荷運行，損耗增加，還有可能導致變壓器燒毀。所以，配電變壓器必須根據平時負荷和最大負荷并結合環境變化的影響進行合理選擇。配電變壓器位置的選擇除滿足一般要求外，還要考慮將配電變壓器移至負荷中心，使供電半徑盡量控制在500m以內。對于負荷密度小的地區，也應盡量將90%的負荷控制在500m以內，極個別小負荷點即使超出供電半徑，對低壓電網損耗的影響也不大。

1.3 合理分攤變壓器損耗

梅鋼從南京供電公司購入電量結算表計為高壓計量，而大部分外供用戶為低壓計量，表計讀數不包含變壓器及其他損耗。將變壓器損耗分為有功和無功2部分，合法、合理分攤到各低壓外供用戶，能夠有效減少公司用電損耗、促進用戶積極采取節能措施，改變以往損耗由梅鋼承擔的狀況。合理分攤以什么樣的方法來計量和計算呢？在外供用戶計量處加裝無功電量計量表，用高壓計量的有功電量減去外供用戶有功電量，計算有功供電量。同樣用高壓計量的無功電量減去外供用戶無功電量，計算無功供電量，以變壓器的通電時間作為對應變壓器的運行小時數。

2 減少線路損耗

梅鋼從南京供電公司購電電壓等級為220 kV、110 kV，經過變電所和高壓配電室降壓至35 kV、10 kV、6 kV、3 kV等級的中壓，最終通過現場變壓器降至可用低壓。根據國家規定，線損率要達到以下指標：一次變壓線損率＜3.5%；二次變壓線損率＜5.5%；三次變壓線損率＜7%。梅鋼低壓用戶覆蓋面較廣，線路上下縱橫交錯，總的長度不下萬米，因此造成的電能損耗相當可觀。所以，減少線路損耗必須引起足夠重視。

2.1 提高供配電系統的功率因數

在用電期加強功率因數的管理，維持功率因數在0.9以上。提高功率因數一方面可以減少線路無功功率的損耗，另一方面可以減少電力費用支出，從而達到降本增效目的。

安裝無功補償裝置是最常用、最有效的提高功率因數、降損節能的裝置。這里以長20 km的某線路為例予以說明。該線路的主干線長約6 km，配變64臺，總容量5 540 kVA，負荷主要為小企業用電及生活用電，年線損率9%左右，線路月均功率因數0.75～0.80。電網改造后，按照集中補償的原則進行無功補償，在配變處安裝無功補償裝置，共安裝無功補償設備53臺。補償裝置以自動投切為主，投入運行后，降損效果明顯。現選擇幾個代表月數據（2009年12月、2010年1月負荷較小，2010年7、8月負荷較大）進行對比，補償前后效果見表1。

表1 補償效果對比表

無功補償裝置投入運行后，平均功率因數由0.79提高到0.90，線損率也由原來的8.9%降到6.8%左右。年電能降損率為23%，即線損率降低了9×23%=2.7%。該線路供電量按8GWh計，可少損失電量8GWh×2.7%=0.216GWh，電價按0.45元/kWh計算，折合電費0.216GWh×45萬元/GWh=9.72萬元。補償裝置投運后，效果明顯，效益可觀。無功補償裝置能實現無功就地平衡，對降低供電線損、提高負荷功率因數、加強電網供電能力有重大意義。公司應根據實際情況，在電力技改或新一輪擴建中，充分發揮無功補償的作用。

2.2 準確選用計量設備

梅鋼外供用戶較多，合理計算不但關系到公司的利益，還關系到正確認識和利用能源，公平對待消費的問題。通過正確選擇計量設備，能保證它的誤差長時間保持在準確度內，有效降低線損。電能計量裝置主要由電能表和互感器構成，電能表和互感器的準確度很重要，如果電能表和互感器選擇不當，就會增加線路損耗。選擇電流互感器時應充分考慮額定一次電壓、額定一次電流、額定二次電流、互感器型號、準確等級和額定二次容量是否滿足要求。選擇一次電流時，應考慮實際運行電流在20%～120%額定電流范圍內。在電流互感器中，一定的準確等級與一定的容量相對應，當二次側負荷過大時，則互感器的準確等級下降，電能計量用的互感器，其準確等級應為0.2～0.5級，因此，選擇電能計量用電流互感器時，二次負載總和應小于其0.2～0.5級下的額定容量。電壓互感器二次回路電壓降，對Ⅰ、Ⅱ類計費用電能計量裝置，應不大于額定二次電壓的0.2%，其他電能計量裝置應不大于額定二次電壓的0.5%。

2.3 采用負荷中心供電降低線損

降低線路損耗的重要前提條件，就是選擇好變電所的位置。也就是變電所要接近負荷中心,而這種接近是相對的，并無準確界線。

（1）現狀描述

現階段公司大部分的10/0.4 kV高壓配電室的位置選擇欠佳，變電所的位置大多設在廠區的一側，談不上接近負荷中心。且單臺變壓器容量選用的是2 000 kVA或2 500 kVA，并且多臺集中在1個變電所內，低壓供電線路長、供電線路的損耗大的現象比較突出。新擴建的變電所、配電房，雖然在設計規范中早有明確規定變電所應位于負荷中心，但在實際工程中，考慮在廠房、車間設置車間變電所占去了一塊場地面積就覺得不劃算，往往難以實施，結果造成遠距離送電，要多付電費，而且電能質量不高，使設備精度降低、易發熱、壽命短。

（2）解決措施

在設計、規劃上多花力氣，增加投入，減少一些先天的不足。一個工廠整體布局的先天不足，光靠后期努力是很難挽回的。設計審查、審批、審圖單位的作用就更顯重要。高質量的設計，是提高質量、降低能耗、提高競爭力的重要保證。應當及早認識到這一點，做好工程設計工作。新增的變電所采用負載中心供電法，將電源引入負載中心，相當于縮短了電源與等效負載間的距離，同時部分負載電流改變方向，使原干線段上的電流分配趨于平衡，其作用與減小電流及線路電阻等效。因此采用負載中心供電法既能節能降耗，又能節省資金。建議梅鋼新一輪發展建設中采用負荷中心供電法。視負載中心區域的分布情況，可將變壓器分散設置，使供電干線盡量以變壓器為中心向四周輻射；對采用干線、支線及分支線三級放射式供電的線路，應基本保證前級向后級的供電點在后級的負載中心處；對于單端供電的直線及環路布設的線路，可斷開原電源，將其重新接入負載中心處即可。

3 生活區用電分級管理

梅鋼公司供生活區用電力每年產銷差在40%以上。2009年，公司大力開展生活區降損增效活動，整頓用電秩序，降低線損，節能減排。一是深入現場全面開展用電普查，有針對性地制定整改措施，減少“跑、冒、滴、漏”現象；二是加速推進表計專項改造工作，投入資金計劃性地對生活區表計進行整改更換，做到電能表統一集中管理；三是開展節電宣傳工作，利用各種平臺向職工宣傳各種規章制度。

［1］ 周紹敏.電工基礎［M］.北京：高等教育出版社，2006.