變電站低碳運行分析

馬文成

固原供電局，寧夏 固原 756300

變電站低碳運行分析

馬文成

固原供電局，寧夏 固原 756300

低碳，意指較低（更低）的溫室氣體（二氧化碳為主）排放。就是低能量,低消耗的生活方式。變電站是電力系統中的“神經中樞”，起變換、分配、控制、保護、監視電能的作用，同時也是系統中的耗能大戶，我國70%的電能由火力發電提供，而火電用的燃料煤是碳排放的主因。因此，在滿足正常的生產和生活需要的前提下，降低變電站的電能消耗，可間接的減少碳排放，為我們的低碳生活做出應有的貢獻，因此，變電站的低碳運行時不可待。

變電站；低碳運行

1 變電站的耗能元件

1.1 一次電氣設備的自耗能

變電站中帶有線圈的電氣設備及有阻抗的元件本身在服務于電力系統的同時自身也消耗一定的電能。如變壓器是變電站的耗能大戶，變壓器在變換電壓的過程中，將產生有功損耗和無功損耗。據估計，我國變壓器的總損耗占發電量的10%左右，損耗每降低1%，每年可節約上百億kW.h電能。其他的互感器、電抗器、消弧線圈、線路等電氣設備運行時也消耗一定的電能。

1.2 二次設備及輔助設備耗能

對一次電氣設備進行操作、控制、保護、測量、計量的二次設備也消耗電能。如所有二次回路導線及線圈阻抗消耗的電能，繼電器、保護裝置、直流充電回路、通信回路、操作系統電機、配電室及主變通風回路、機構箱和端子箱的驅潮加熱回路等二次元件上消耗的電能。對于一次設備而言，其消耗的電能相對較低，但日積月累的電能消耗不可小視。

1.3 生活用電及易耗品耗能

生活用電主要有照明回路、取暖回路、家用電器等生產生活用電。易耗品包括紙張、打印耗材、生活用水等。

2 低碳運行的措施

2.1 把好設備選型關

變電站新建和改擴建時，首先要把好設備的選型關，可最大限度地減少設備運行時自耗能，達到節能、低碳運行。

變電站在新建時，條件允許時可考慮設計為智能電網，采用數字變電站。因數字變電站自動化程度較高，選用設備先進，可實現無人值守，能有效的節約生產生活用電，大大降低了生產成本。

例如常規變電站可選用節能型的變壓器、淘汰材質差、結構陳舊，耗能大的變壓器、互感器及電抗器（分裂母線），逐步淘汰耗能高、損耗大的電氣設備。

2.2 合理安排運行方式

在保證安全、可靠供電的前提下，合理安排運行方式可節約大量的電氣設備自耗能。下面以各參數變壓器在不同運行方式下的電能消耗為例分析節能效果。

2.2.1 例如某變電站兩臺分別為25000kVA、20000kVA的變壓器，其額定參數如下：

表一

2.2.1.1 變壓器空載時電源側的勵磁功率(無功功率)

2.2.1.3 變壓器各側繞組的短路損耗

2.2.1.5 變壓器的空載綜合功率損耗（二級變壓時KQ= 0.5～0.7，取 0.6）

2.2.1.7 變壓器A和變壓器B綜合功率臨界負載功率（當S=8000kVA，負載分配系數C2=0.57 C3= 0.43)

2.2.1.8 變壓器A和變壓器AB之間的臨界功率（當S= 8000kVA，負載分配系數C2= 0.57 C3= 0.43)

2.2.1.9 變壓器B和變壓器AB之間的臨界功率（當S1 = 8000kVA，負載分配系數C2=0.57 C3=0.43）

通過以上計算數據可知，當實際工況負載0＜ST1＜1642 kVA，為20000 kVA變壓器運行，當工況負載為1642 kVA＜ST1＜8204 kVA時，應為25000 kVA變壓器運行，當ST1＞8204 kVA時應為變壓器AB并列運行經濟。可見，上述結論與習慣性作法恰恰相反，當1642 kVA＜ST1＜8204 kVA時，變壓器A卻比變壓器B運行時損耗小。

2.2.1.10 經濟運行節電效果

若S1= 8000 kW，S2= 4560 kW，S3= 3440 kW時，變壓器A經濟運行節電效果分析如下：

變壓器B的綜合功率損耗

變壓器A經濟運行比變壓器B運行的有功功率節約為：

變壓器A經濟運行比變壓器B運行的無功功率節約為：

變壓器A經濟運行比變壓器B運行的綜合功率節約為：

綜上可見，變壓器A經濟運行比變壓器B運行年綜合電量節約583848 kWh，綜合節電率8.37%。

因此，在優先保證安全、可靠供電的前提下，合理的安排運行方式，可節省大量的電能消耗。如兩臺損耗不等的變壓器運行時，在實際的投入使用過程中，從節能的角度出發，通過詳細計算找出變壓器經濟運行的投切點，優先選擇損耗小的運行方式，根據季節變化投入適當的變壓器運行。大電網電壓偏移較大時運行人員應及時調整電壓，確保電壓合格率。以及根據電壓、實時無功負荷情況投退電容器，補償系統無功損耗，均能有效地減小設備自耗能，達到系統及設備低碳運行。

2.3 降低二次設備及輔助設備耗能

站用電是變電站生產、生活用電的重要組成部分，每個變電站都裝設有專用的站用變壓器，給一、二次設備提供可靠的控制、保護及操作電源，以及生活必需電源。因此，站用電負荷控制直接影響生產運行成本的大小。站用電負荷可進行節能控制的主要有室外端子箱、機構箱的驅潮加熱電源、室內外照明、空調及主變通風電源。

控制措施有室外端子箱、機構箱的驅潮加熱器可采用或通過改造使用具有保溫、保暖的端子箱，取代常規利用電加熱器驅潮的端子箱。如一個端子箱的驅潮加熱器功率為100W，通過溫控器控制工作時，平均每天按8小時投入工作計算，年可節約電能288度，每個變電站若室外按8個端子箱計算，共2300度。室內外照明可采用LED節能燈泡等節電設備和電器，均能有效的節約大量電能消耗。

2.4 改變人的行為方式，養成良好的生活習慣

全站提倡無紙化辦公，利用電子文檔及網絡辦公、采用雙面打印；使用后的紙張盡量作為草稿紙使用，隨手關燈、關水龍頭、將燈光調暗，夏季調高空調溫度等都可為節能、低碳運行做出應有的貢獻，雖然這些不經意的行為方式，積少成多，卻能改善我們的生存環境。變電站節能運行是個系統工程，不是一朝一夕之事，而是需要每個運行及管理人員通過集體智慧發揮科學管理、創新技術以及不斷的加強人員節能意識，才能做到低碳運行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.006

馬文成 學歷：大學 職稱：工程師。