對供配電系統的技術措施實現節能減排的分析

洪節華

（江西長運物業經營有限公司，江西 南昌 330000）

1 變壓器節能

變壓器是供配電系統電能傳輸中重要的設備，變壓器在變壓傳送電力的過程中會產生電能損耗，而且在整個供配電系統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能中非常重要的一個環節。

電力變壓器的有功損耗計算公式可按下式計算：

△W=P0t+Phβ2tmax

式中：P0——空載損耗（kW）；Ph——額定負載損耗（kW）；β——平均負載系數；t——變壓器全年運行時間（h）；tmax——最大負荷損耗小時（h）。

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

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

表1

2）選擇變壓器的容量和臺數時，應結合考慮變壓器的投入和運行成本，根據負荷容量選擇匹配的變壓器，并考慮留給變壓器一定的容量，使其大部分負荷時間運行在最佳負載率（70%-80%）范圍內，能在高效低損耗區域內運行。

3）合理分配變壓器負荷，控制變壓器運行時間。 例如我公司地區的中央空調系統 （擬配置5 臺單機容量為1600kVA 的S11 型油浸式變壓器）屬于季節性負荷，如果單獨對空調負荷配置變壓器，對其供配電系統隨季節性進行靈活切換， 每年僅減少變壓器空載運行時間為△t=5160（h）。 因此減少變壓器的空載運行能節省 42312（kVA·h），按目前電價1.0434 元/度計算不僅每年能節省44148.34 元電費，而且可以減少變壓器的無功損耗和變壓器維護費用。 因此，合理配置變壓器的技術措施，每年帶來相當可觀的節能效果。

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：線路損耗與經過導線的電流的平方，電阻均成正比關系。因此，可從以下幾個方面解決線路損耗實現降耗節能。

1）選用電阻率較小的導線降低導線的電阻，可選擇銅導線。

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

3）適當增大導線載面積，對于教長的線路在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓下降等要求，可以加大一級導線載面。 由此可以延長導線的壽命和降低用電火災危險。

4）優化供配電網結構，在滿足布局及安全條件下，將負荷按系統進行歸類，合理切換供配電負荷開關。 可減少不必要的線路損耗。

3 提高系統功率因數

供配電系統中有功功率P、 無功功率Q 及視在功率S 的關系為S=（P2+Q2），功率因數COSθ=P/S，當供配電系統中有電感設備時都會產生滯后的無功功率Q， 需要從系統中引入超前的無功功率相抵消，可采取以下措施：

1）選擇功率因數高的設備，以降低補償難度。

2）裝設無功功率補償設備，可采取集中補償，就地補償。

4 諧波的危害和抑制

在供配電系統中，由于非線性電氣設備投入運行產生諧波，對電網和用電設備都危害大， 諧波不僅會對電子和通信設備產生干擾，還會使電氣設備的效率降低，發熱增加。從而使絕緣介質加速老化，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電氣節能來說有著重要的意義。 目前，用于供配電系統抑制和治理諧波的方法有：

1）盡量選用諧波電流較小的設備，減少諧波損害。

2）成套設備應裝設諧波抑制設備，所產生的諧波電流不應超過國家標準或行業標準的規定，保證電能質量及設備安全。

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

4）裝設有源濾波或無源濾波設備，減少諧波的含量。 裝設有源濾波的效果更好。

5 平衡三相負荷

在供配電系統的低壓線路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的危害，主要表現在變壓器等設備將受到安全威脅，增加供配電網絡系統中相線及零線的電能損耗及影響用電設備的正常運行。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以下相關規定和規程：

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%，可有效保護變壓器安全，正常運行。

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負荷宜分配平衡，可降低中性線的線路損耗。

3）最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115%，最小相負荷大于三相負荷平均值的85%，可降低相線的線路損耗。

6 結語

總之，供配電節能技術措施主要集中在變壓器節能、線路損耗、提高系統功率因數、諧波抑制及平均三相負荷等方面進行。 對提高電能利用、節約能源、促進經濟可持續發展和建設節約型社會有重要的意義。