供配電系統的節能措施探微

孫宇

滄州旭陽化工有限公司

【摘 要】某化工廠在設計供電系統時，為了節約電能，需要對供電系統進行改造設計。電能作為該工程的主要能源，對工廠正常運行有比較大的影響。如何保證用電的安全性，節省用電量，保證用電的質量，已經成為工廠當前需要重點解決的一個問題，只有建立一個經濟合理、安全可靠的供電系統，才可以達到節約電能的目的。本文根據筆者工作實踐，對供配電系統的節能措施進行了分析和探討。

【關鍵詞】供配電；系統；節能；措施

引言

電力能源作為一種清潔能源，是人們日常生活中不可或缺的，近幾年隨著能源日益緊缺，如何節省電力能源，提高能源的利用率，已經成為當前供電系統需要重點解決的問題。在供電系統節能過程中，常用的技術措施主要包括提升功率因素、降低線路損耗、平衡三相負荷、抑制諧波等方面。

一、供電系統常用節電技術措施

（一）提升功率因素

在電力系統中，功率因素是對配電系統節電效果造成影響的主要因素，提升供配電網絡功率因數，進行無功補償是電力系統節能的一項重要技術。在電力系統中，無功功率會對變配電系統的供電容量造成限制，對供配電網絡的電能質量造成影響，導致供配電網絡線損率增加；而對供配電網絡進行無功功率補償，不僅可以提升和保證電能質量，同時可以有效降低電能消耗。

（二） 降低線路損耗

經過調查發現，線路損耗是我國供配電系統中耗電量比較多的部分，為了降低線路損耗，要盡可能降低導線的長度，施工和設計的過程中，配電箱出線回路和低壓柜要盡量保持為直線，盡可能少走回頭線[1]。變配電要盡量接近負荷中心，當線路比較長時，要在保證截流量熱穩定、降低電壓、保護配合的基礎上，盡可能增加一級導線的橫截面積，這雖然會導致線路費用增加，但是卻減少了電能的消耗，降低了年運行費用。

（三）三相負荷平衡

低壓線路運行過程中，受高次諧波和單向相諧波的影響，導致三相負荷不平衡。為了降低三相負荷不平衡造成的能耗過高，需要對三相負荷進行調整，保證三相負荷不平衡度可以達到規范要求，這需要使用濾波器對諧波進行抑制。

二、供電系統節電措施

（一）選擇主接線

1.選擇接線方案。

本廠電源總進線為110kV，車間供電需要經過工廠總降壓變電所降壓后才可以使用。主接線對電力系統運行的經濟性和可靠性、變電所設備的類型和布置方式、機電保護方式等都有比較大的聯系，是供電系統設計中非常重要的環節。一次側使用內橋式連接，二次側使用單母線分段總降壓變電所。一般來說、內橋式接線在電源線路比較長，容易發生故障而停電檢修的線路中應用比較多，而且變電所變壓器不用經常對總降壓變電所進行切換。一次側使用外橋式連接的方式進行連接，二次側使用單母線分段總降壓變電所，這種主接線的方式具有較高的靈活性，供電可靠性比較高，適合在一級負荷和二級負荷工廠使用。這種外僑式接線方式適合在變電所負荷變化比較大、電源線路比較短的變電所中使用；另外，一次電源電網使用環形接線方式時，也可以使用這種接線方式。

2.主接線的選擇和確定。

（1）10kV 側接線方案選擇。單母線分段旁路母線具有下述優點：供電系統可以靈活運行，具有較高的供電可靠性，一般在出線回路不多時使用。但是，對于負荷比較重的中小型變電所，由于母線隔離開關和母線出現故障時，所有的支路都要立即停止工作，因而在對引出線短路器進行檢修時需要中止供電。單母線帶旁路母線優點：可靠性高，在對斷路器故障進行檢修時，可以在不停電的情況下進行，但供電缺乏靈活性，適合對重要用戶進行供電。通過對比兩種接線方案，本工廠選擇單母線分段接線方式作為接線方案。

（2）110kV 側接線方案選擇單母線分段帶旁路母線的優點：運行靈活、可靠性高等，主要應用于負荷比較重、回路數不多的中小型變電所。單母線分段接線優點：可靠性較高，故障率比較低，投入資金少。線路靈活性好，通過母聯斷路器并聯運動，負荷和電源會在母線上進行平均分配，在斷開母線斷路器后，可以將變電所負荷全部接到兩條電源上。兩組方案相比，單母線分段接線方案更適合在本工廠中使用。供電系統接線本廠電源設計進線電壓為110kV，利用工廠總降壓變電所將電壓降低至10kV，然后利用車間變電所，降成工廠設備運行電壓220V/380V。因為電源進線線路較長，并且發生的停電事故和故障事故較多，而且不需要經常切換變壓器。所以，總降壓變電所一次側使用外橋式接線方式，二次側使用單母線分段總降壓變電所接線方案。

（二）合理選擇變壓器

本廠選擇節電性更好的節電干式變壓器，型號為SCB11-1000/10（執行標準GB1094.11-2007）。由于干式變壓器的線圈和鐵芯不會浸沒在絕緣液體中，具有安全、省電、維護方便等優點[2]。具體優點如下。

（1）鐵芯使用優質冷軋晶粒曲向硅鋼片卷繞成型，不存在接縫，為比較完整的密閉性整體，當負荷超過額定荷載時具有顯著的抗沖擊優勢。

（2）鐵芯硅鋼片使用45°全斜接縫，保證磁通可以順著硅鋼片接縫處通過，從而有效降低空載時激磁電流，降低能耗。

（3）硅鋼片有磁化性特點，通過利用這一特點可以降低渦流損耗，減少變壓器空載過程中對電能的消耗。

（三）減少配電線路電能損耗措施

在電流不變的情況下，線路長度越大，電阻越大，產生的能耗也越大。為了降低電能消耗，需要做好下述幾點。1）加大導線橫截面積。在保證負載電流量充足、供電電壓穩定的情況下，可以增加導線的橫截面積，雖然短期，會加大投入，但從長期看，會降低運行費用，節省電能。2）縮短導線長度。設計配電箱和低壓箱出線回路時，盡可能走直線，并且設計變配電所要盡可能接近負荷聚集的區域，低壓線路供電半徑保持在200m 內，少負荷區供電半徑控制在250m 內，負荷密集區供電半徑控制在150m 內。

（四）對三相負荷進行平衡

為了降低三相負荷不平衡能耗，需要對三相負荷進行調整，保證不平衡度可以達到規定要求：（1）支線和干線首段的不平衡度要保持在20%的范圍內；（2）配電變壓器出口位置電流不平衡度要保持在10%的范圍內；（3）中性線電流的強度要控制在額定電流強度的1/4；（4）平均分配三相配電干線，最小相負荷要控制在三相負荷平均值控制的85%以上，最大相負荷要控制在三相負荷平均值的115%內。

（五） 無功補償10kV 配電

無功補償主要對配電變壓器低壓側進行集中補償，并輔以高壓補償。無功補償裝置容量設計為變壓器最大負載率的75%，設計負荷自然功率因素為0.85，主變壓器容量按照20%～40%配置。可以結合負荷的基本特征，進行無功補償裝置的配置。進行無功補償前，要做好經濟技術比較，保證選擇的電容補償容量方案節能效益最好、投入資金最小，最大限度降低無功損耗。

三、結語

綜上所述，供配電系統是節電的重要環節，因為數量和容量都比較大，因此需要分析配電變壓器運行的經濟性，確保配電變壓器處在經濟運行的狀態下；選擇節電性良好的干式配電變壓器，進行無功補償，降低電能損耗，提高供配電系統的經濟性。

參考文獻：

[1]李學.工礦企業供用電系統全面節電技術[J].節能與環保，2008（4）：38-39.

[2]周杰.淺析供配電系統節電技術措施[J].民營科技，2009（4）：196-196.