淺談配電系統的降損節能措施

黃維元

摘 要：國家節能減排工作以來，對電力企業提出了建設環境友好型、資源節約型的企業要求。企業貫徹落實科學發展觀，扎實做好節能降耗工作，是義不容辭的社會責任。對于污水處理廠配電系統而言，不僅要減少處理污水的電能損耗，同時還有凈化電氣環境，提高電能質量，提高其經濟效益和社會效益。目前電力節能減排的有效方法就是降低電網功率損耗，而且這也是電力節能領域研究的熱點和難點。本文圍繞“污水處理廠的配電系統降低能耗”為主題，進行分析，希望能給相關人員一些借鑒。

關鍵詞：污水處理廠；配電網；電力節能

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0091-02

前 言

電力節能問題是我國建立節約型社會的一個重大戰略問題，降低電網消耗是我國電氣方面的研究焦點。目前在污水處理廠采用的主要是安裝電力濾波裝置和無功補償裝置來達到電氣節能的目的，但是取得的效果仍然有限，如何能高效率的降低電能消耗、提升電能質量，必將是電力領域研究的重點問題。

1 污水處理配電系統常見的故障

常見故障主要有以下：

（1）供電線路斷線或者氧化接觸不良引起的相關故障；

（2）由于外力破壞而引起的短路或接地故障；

（3）電纜短路、中間接頭過熱和接地故障；

（4）因負荷電流和短時故障電流發熱引起的斷路器故障；

（5）由開關和跌落式熔斷器引發的故障。

2 配電系統故障原因分析

對于發生在供電網上的事故，往往是由管理上的漏洞、設備本身及技術上存在的問題等綜合引起的。

2.1 未對配電線路靈敏度進行檢驗

在一級配電時，只要滿足靈敏度，線路電壓一定是會滿足要求的。在二級及二級以上的配電線路中，線路壓降和靈敏度都必須要進行檢驗。相關人員有時候注意力都放在接地故障和靈敏度上，認為安裝了電流保護裝置就萬事大吉了，殊不知還必須對線路之間的短路保護進行檢驗。當采用非選擇性的開關時，一般順動電流會很大，靈敏度會不滿足要求。這種情況下，一般會選用有選擇性的開關，然后通過短路短延時的設置來保護接地裝置。

2.2 電動機不設就地控制和解除遠方控制的措施

近年來，我國的污水處理自動化取得了很大進步，都用上了自動控制系統。通過計算機控制系統及現場控制站組成了數據通信系統。現場控制站需要對工藝參數進行檢測，還需要對用電設備的信號進行采集、檢測和控制，并向控制室傳輸信息，對廠區的工藝實行動態顯示。中央控制室起著總控的作用，搜集全部的設備運行信息，監控設備的運行，并下達控制指令。就地控制的電動機一般處于便于操作和觀察的地點，用于日常調試和維修，為了設備和維修人員的安全，一般具有較高的控制權，但是卻沒有解除遠方控制的措施。而在我國相關的配電設計規范中有明確規定：遠控電動機必須有就地控制和解除遠方控制的措施。這樣能最大程度的保證檢修人員的人身安全，因此這一點必須引起重視。

2.3 元器件的選擇不合理

在一些工程圖紙中，一些斷路器的斷路電流設置的過大。這是不合理的，應該根據工程特點和用電負荷情況盡情酌情設置。配電系統一般采用單母線分段的形式。兩回電源是由兩個變壓器分別提供。在平時，母聯斷路器處于斷開狀態，兩回電源同時供電。當一回電源出現故障或者需要檢修時，母聯斷路器合閘，全部的負荷由另一回電源承擔。當一、二級用電負荷不大時，沒有必要將斷路器的斷路電流設置的那么大。應該按照一、二級的用電載荷容量，進行長期的考慮，設定斷路器的斷路電流即可。

2.4 配電設計中應合理的使用熔斷器

一般的回路都需要采用斷路器，出現故障時能夠及時的排除，排除后合閘就行了，十分方便。而且熔斷器最大的優點就是短路分段能力很強，這是小型斷路器分路能力遠遠趕不上的。對比斷路器而言，熔斷器一般不會出現故障，而且熔斷器構造簡單，價格便宜，容易安裝和更換。在更換熔斷器時可以采用專用的手柄，這樣可以更加快捷的完成更換，不需要像更換斷路器一樣的麻煩。就現況而言，熔斷器在我國還有很大的發展空間。

3 配電系統的節能設計

針對以上主要故障，必須加強配電系統的管理，減少故障，也是節能的體現。

3.1 加強HVHQC系統結構的優化設計

對于污水處理廠的配電網結構，要想實現動態諧波和連續無功調節的操作目標，必須優化HVHQC系統結構的設計。在具體的設計過程中，要對諧波治理部分有一定的了解。像電壓型逆變器、輸出濾波器、耦合變壓器等，都屬于諧波治理部分。對于連續無功調節的過程中，應該重視TCR、注入電容等不同構件的組成。無功調節的主要作用是對高壓母線中的電流進行必要的補償，使其中的功率因數可以滿足配電網節能設計的要求。而諧波治理部分的作用，主要是降低配電網中的電流畸變率，提高電網電能的質量。只有實現了諧波治理和連續的無功調節，才能夠實現高品質電氣節能的設計目標。

3.2 加強HVC系統結構的優化設計

對配電網測結構進行有效分析后發現，在補償配電壓無功的實際操作中，HVC系統起著十分重要的作用，能夠增強電網節能。與此同時，HVC具有補償容量大、造價成本低、補償效果好的優勢，因此具有十分廣泛的實際應用范圍。同時，在主電路的設計中，對電壓型逆變器、投切電容器進行必要的設計，有利于優點主系統中HVC主電路的服務性能。在啟動電路的設計過程中，要盡量的發揮整流電路的優勢，確保直流側電壓充電的良好性能。當電壓達到配電網的額定電壓時，應該及時的斷開開關，讓HVC中投電容器發揮其應有的作用。

4 檢測與控制子系統

在污水處理的運行中，為了實現精準控制，從而達到污水廠節能的目的，往往需要檢測與控制子系統發揮關鍵的作用；為了延長污水處理廠電氣裝置的使用壽命，完善其服務性能，需要對檢測與控制子系統進行優化設計，以增強電氣節能裝置在諧波及無功調節中的實際作用，最后達到配電網節能的目的。想要實現這樣的目標，需要采用數字控制器來作為電氣節能裝置的核心模塊，這樣才能達到預期的節能效果。檢測與控制子系統一般采用數字處理器作為主要控制器，來保證系統的正常運行。這種處理器中中具有豐富的硬件和軟件指令，如仿真開發技術、多功能處理單元等，能夠顯著增強電氣設備中數據處理的功能和效果，優化電氣裝置，達到節能效果。

5 監控子系統

5.1 監控子系統的硬件

主控制器主要是用于控制算法，生成指令并驅動器件。雖然能夠對搜集的信息分析和展現，但是會受到硬件設備的限制，無法提供較為良好的存儲空間。因此為了有效的監控系統的運行情況，搜集電路的運行信息，了解電網的運行情況，就需要設置監控子系統，這對于電路的高效安全運行有著十分重要的作用。整個電氣節能系統中，監控子系統需要完成對電網電壓、電流參量的長期監測和分析、保存，同時還需要向總控制器進行參數和信息的傳遞。

5.2 監控子系統的軟件

監控子系統需要對多路信號進行檢測，并記錄下其電壓和電流值，通過多次分析其監控結果，可以設置報警定值和時限定值，當測量值超過限值時，計算機就會報警，并記錄下報警時的波形以及參數變化等，方便以后的查詢，當然，電壓電流也必須按照要求設定保護定值和時限定值，當超過限值時，會產生記錄并傳輸信號，控制保護電閘跳出。一般監控子系統的軟件可以分為兩部分：①實時數據模塊；②數據統計模塊。實時數據模塊主要是用于采集配電網中諧波的存在情況，主要包括有電流電壓的波形顯示、各次電流電壓的諧波幅值，各種參數的數據顯示等。數據統計模塊中的輸出形式主要是統計圖模塊和統計表模塊。統計圖模塊主要是通過圖像來顯示出配電網的運行情況，特點是清晰明了，容易進行分析和比較。統計表模塊主要是表格形式來對電網的運行情況進行統計。優點是數據精確，有利于進行定量分析。

6 配電網節能的結論

將不同的節能裝置置于不同等級的配電網側，并通過計算機和網絡技術對運行信息進行采集和處理，實行實時的監控和管理。不進能夠加強對污水處理廠配電無功和諧波的綜合管理，也能夠有效的減少電網的電能損失，達到電氣節能的目的。

7 結束語

在實際的配電系統中會遇到各種各樣的問題，因此我們必須根據實際情況，具體問題具體分析，同時也要嚴格遵循相關的規范，有針對性的進行配電設計。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-11