智能化供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施探究

牛麗坡

摘要：電力系統(tǒng)的發(fā)展對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的促進(jìn)作用，電力系統(tǒng)主要是由發(fā)電、輸變電、供配電和用電等環(huán)節(jié)組成，供配電在其中占有重要的位置，與工業(yè)生產(chǎn)及居民的日常用電密切關(guān)聯(lián)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，用電需求量逐漸增加，對于供配電系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的壓力，為了積極的響應(yīng)我國低碳節(jié)能的號召，在供配電系統(tǒng)實(shí)施節(jié)能措施具有重要的意義。文章對于供配電系統(tǒng)中實(shí)施的各項(xiàng)節(jié)能措施進(jìn)行了闡述，對于我國電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：智能化供配電系統(tǒng)；功能；節(jié)能措施

在工程種類和數(shù)量繁多的形勢下，電能具備著必須性和普遍性，為更好的利用能源，發(fā)揮效益，設(shè)計(jì)合理的供配電系統(tǒng)都無可爭議的成為重點(diǎn)。實(shí)踐證明，智能化供配電系統(tǒng)與常規(guī)配電系統(tǒng)最大的區(qū)別是具有供配電監(jiān)控管理系統(tǒng)。而通過分析智能化供配電系統(tǒng)地特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理供配電系統(tǒng)，盡量降低供配電系統(tǒng)的電力損耗，提高電能的利用率，是實(shí)現(xiàn)工廠效益最大化的途徑之一。

一、智能供配電系統(tǒng)地主要特點(diǎn)

（一）監(jiān)測功能

1.運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測

配電系統(tǒng)對主要運(yùn)行參數(shù)如電壓、電流、頻率、變壓器溫度、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能和無功電能等參數(shù)，以及直流屏、柴油發(fā)電機(jī)等其他設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)均進(jìn)行自動(dòng)測量和記錄。在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的大屏幕監(jiān)視器上的相應(yīng)位置顯示出這些參數(shù)的實(shí)時(shí)值，并按要求定時(shí)記錄存盤。

2.用電量遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量

對每個(gè)用戶和負(fù)荷的用電量進(jìn)行連續(xù)的自動(dòng)測量和記錄，自動(dòng)進(jìn)行分時(shí)計(jì)費(fèi)和形成電費(fèi)報(bào)表。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，這是十分必要的。用戶和負(fù)荷的用電量計(jì)量結(jié)果可以用表格、負(fù)荷曲線或體形圖的形式供工作人員和用戶查詢和分析。如發(fā)現(xiàn)某個(gè)用戶的用電量異常增多，可立即進(jìn)行查詢，探明原因，防止電能的損失和浪費(fèi)。

3.電能質(zhì)量的監(jiān)測

（1）監(jiān)測電網(wǎng)或回路的電壓、電流的諧波總含量和各次諧波的含量；（2）監(jiān)測和記錄極其短暫的瞬變故障和瞬態(tài)過程；電壓凹陷、電壓不平衡度、頻率變化、電壓驟升、電壓中斷、電壓波動(dòng)、雷電波、放電、浪涌電流或啟動(dòng)電流等擾動(dòng)；（3）波形捕捉：根據(jù)預(yù)設(shè)的條件或監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，捕捉預(yù)先設(shè)定的周期數(shù)或時(shí)間長度的電壓/電流的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)過程波形。

4.故障報(bào)警事件的監(jiān)測

配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中一旦發(fā)生故障，按照故障報(bào)警處理優(yōu)先的原則不管監(jiān)控計(jì)算機(jī)原來顯示的是什么圖形界面，都應(yīng)能立即自動(dòng)切換到出現(xiàn)故障的那幅圖形界面上。

（二）、控制功能

1.斷路器/接觸器的通斷控制。

（1）手動(dòng)操作。操作人員可通過斷路器的操作手柄（或按鈕）手動(dòng)接通或斷開斷路器。（2）電動(dòng)操作。操作人員在配電柜上可直接通過按鈕控制電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，接通或斷開相應(yīng)的具有電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器。3.遠(yuǎn)程操作。操作人員只需在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的屏幕上點(diǎn)擊或在觸模式操作面板上觸模斷路器接通/斷開的按鈕標(biāo)即可遠(yuǎn)程控制具有電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器的通/斷。（4）自動(dòng)控制。當(dāng)有自動(dòng)控制的要求時(shí)，斷路器接通或分?jǐn)嘤煽删幊炭刂破靼凑粘绦虻囊?guī)定自動(dòng)執(zhí)行，無需人工干預(yù)。

2.進(jìn)線失電故障的自動(dòng)應(yīng)急處理

在400v低壓配電系統(tǒng)中出現(xiàn)進(jìn)線失電故障時(shí)，智能化供配電系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急處理。（1）雙路供電時(shí)進(jìn)線失電故障的自動(dòng)應(yīng)急處理。雙路供電時(shí)，若有一路進(jìn)線失電，延時(shí)規(guī)定的時(shí)間（該時(shí)間可事先整定也可通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)修改）后，系統(tǒng)自動(dòng)斷開失電的這路進(jìn)線斷路器，接通聯(lián)絡(luò)斷路器，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成單路供電，然后自動(dòng)檢測該路進(jìn)線的電流，若電流超過變壓器二次側(cè)的額定位，則按照事先設(shè)定的用戶優(yōu)先權(quán)順序?qū)?yōu)先權(quán)低的用戶依次斷開，直至變壓器不超負(fù)荷，從而保證了對重要用戶的連續(xù)可靠供電。這是用傳統(tǒng)的電氣連鎖控制無法做到的。（2）單路供電時(shí)進(jìn)線失電故障的自動(dòng)應(yīng)急處理。單路供電時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)斷開該路的進(jìn)線斷路器，然后將另一路進(jìn)線斷路器自動(dòng)接通，保證供電的連續(xù)性。（3）復(fù)雜系統(tǒng)自動(dòng)投切應(yīng)急處理。對于由多臺(tái)變壓器通過母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接成的較復(fù)雜的低壓配電系統(tǒng)，智能化供配電系統(tǒng)仍可按照規(guī)定的連鎖關(guān)系自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)投切應(yīng)急處理。

二、提高工程供配電節(jié)能效率的基本思路

工程供配電設(shè)計(jì)的要求是在滿足用電負(fù)荷要求的情況下，選擇最經(jīng)濟(jì)合理的電源系統(tǒng)接線方案。在設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循安全要求，認(rèn)真考慮采取節(jié)能措施是否實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，并按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先是向建設(shè)部門了解基建規(guī)劃，收集原始材料，作好現(xiàn)場勘察，了解供電范圍內(nèi)的環(huán)境條件及電源情況。其次要了解用電設(shè)備性質(zhì)、特征、規(guī)模及布局，并列出設(shè)備清單，并根據(jù)列出的動(dòng)力、照明等用電設(shè)備清單，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，計(jì)算得出各部分總的負(fù)荷。然后，根據(jù)設(shè)備位置確定線路走向，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最合理的電源方案及電源引入點(diǎn)，確定變電所、總配電箱、分配電箱的位置及配電線路的走向和鋪設(shè)方式，并擬定變配電所的電氣主結(jié)線和整個(gè)工地的供電系統(tǒng)圖。接著，選擇變壓器型號、容量、臺(tái)數(shù)以及電氣設(shè)備型號、規(guī)格和數(shù)量，并作變配電所的設(shè)計(jì)，選擇導(dǎo)線型號、規(guī)格，并進(jìn)行配電線路的設(shè)計(jì)。最后，繪制施工組織及供電平面布置圖。

三、智能化供配電系統(tǒng)地節(jié)能措施

1.變壓器節(jié)能

在滿足工程設(shè)施使用的條件下，變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短供變壓器配電半徑，減少線路損耗。

2.配電線路節(jié)能

設(shè)計(jì)合理配電線路，節(jié)約電能，應(yīng)盡量做直配線路，不設(shè)計(jì)迂回線路，不走或少走回頭路，最大限度減少線路長度。而必須有較長距離的大電流供配電線路時(shí)，要在安全性前提下，按電流密度合理選擇導(dǎo)線電纜截面，盡量選取大截面導(dǎo)線，在滿足電壓損失和短路熱穩(wěn)定的前提下，可按導(dǎo)體載流量選擇導(dǎo)線截面，在工廠等用電大戶的變電所之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，以使節(jié)假日變壓器輕負(fù)荷或無負(fù)荷時(shí)退出運(yùn)行，從而減少損耗。

3.減少配電線路線損

配電線路損耗中包含了線路傳輸有功功率時(shí)引起的線損和線路傳輸無功功率時(shí)引起的線損，傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必需的，是不變的。而在具體工程中，供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備，線路上下縱橫交錯(cuò)，工程線路總的不下萬米，造成電能損耗相當(dāng)大，所以減少線路能耗必須引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視，那么要減少線損，要么減少線路電阻，通過增大導(dǎo)線截面、滿足載流量、控制熱穩(wěn)定、以及增大電壓損失所選定的截面等多種方式減少線損。

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[3]魏立明，《智能建筑電氣技術(shù)與設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2010.02.

（作者單位：國網(wǎng)元氏縣供電公司）