探討配電網(wǎng)節(jié)能問(wèn)題的技術(shù)措施

1、探討配電網(wǎng)節(jié)能問(wèn)題的技術(shù)措施摘要：配電網(wǎng)節(jié)能是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程，各項(xiàng)節(jié)能措施應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性的論證與評(píng)估，綜合配套運(yùn)用。本文將結(jié)合東莞電力系統(tǒng)配電網(wǎng)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，從技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行管理角度方面，對(duì)配電網(wǎng)節(jié)能的技術(shù)措施進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；節(jié)能管理；技術(shù)措施1引言配電網(wǎng)的節(jié)能十分重要，有資料表明，配電網(wǎng)損耗大約占整個(gè)電力系統(tǒng)損耗的50%以上，配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，線路情況復(fù)雜，節(jié)能潛力很大。將配電網(wǎng)入口的電能量用W1表示，配電網(wǎng)供給用電設(shè)備器具的電能量即電力部門銷售的電能量用W2表示，兩者的差值W=W1W2就是配電網(wǎng)的能耗。本文從技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行管理角度，探討配電網(wǎng)節(jié)

2、能的若干問(wèn)題。2配電網(wǎng)的合理布局和配置配電網(wǎng)的布局是指配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，配電線路的線徑、配電變壓器的安裝地點(diǎn)等。配置是指配電線路型號(hào)、導(dǎo)線截面的選用，配電變壓器型號(hào)、容量的選用，對(duì)配電變壓器運(yùn)行方式的初規(guī)劃等。2.1優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及配電變壓器的設(shè)置由于配電網(wǎng)的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網(wǎng)改造的節(jié)電降耗，也就是對(duì)配電網(wǎng)中的所有變壓器和配電線路進(jìn)行擇優(yōu)選擇和優(yōu)化組合。組建成“安全經(jīng)濟(jì)型電網(wǎng)”。因此，調(diào)整不合理的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。合理設(shè)計(jì)、改善配電網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)；避免或減少配電線路的交錯(cuò)、重疊和迂回供電減少供電半徑太大的現(xiàn)象。配變的安裝地點(diǎn)應(yīng)合理、經(jīng)濟(jì)。針對(duì)配變供電情況應(yīng)適當(dāng)將配

3、變安裝在負(fù)荷巾心處。可使低壓線路由一路輸出變?yōu)閹茁份敵?，以提高電壓質(zhì)量，降低配電網(wǎng)線損，這樣才能配電方便，配電線路短。應(yīng)盡量將10kV電源引至負(fù)荷中心，穿越人口、建筑密集區(qū)時(shí)應(yīng)盡量采用10kV電力電纜，這樣可以縮短低壓配電線路的長(zhǎng)度。一般而言，0.4kV電線路的供電半徑為250m左右，0.22kV配電線路的供電半徑為100m左右，10kV配電線路的供電半徑為5kV左右。如果負(fù)荷大而距離較遠(yuǎn)，可以考慮采用35kV線路供電，采用35kV/0.4kV配電變壓器。2.2準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)荷準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)荷是合理配置配電線路和配電變壓器的基礎(chǔ)，沒有準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)荷就不可能合理配置。對(duì)于改造工程，可以依據(jù)實(shí)際負(fù)荷曲線進(jìn)行

4、計(jì)算；對(duì)于新建工程，則要按照總裝機(jī)容量、負(fù)荷同時(shí)率等進(jìn)行計(jì)算。既要準(zhǔn)確計(jì)算近期負(fù)荷，還要盡可能準(zhǔn)確計(jì)算遠(yuǎn)期負(fù)荷。2.3配電線路及變壓器選型在準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上并考慮留有一定裕度，按照導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度對(duì)配電線路進(jìn)行選型，以保證配電線路處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理選擇配電電力線路導(dǎo)線截面。導(dǎo)線選擇應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度優(yōu)化合理選擇并考慮留有一定發(fā)展的余度，這樣既可以降低線路損耗又可以減少重復(fù)投資。如果配電線路的導(dǎo)線截面過(guò)小，線路阻抗大，能耗高，而且在短期內(nèi)將造成線路過(guò)載、甚至過(guò)熱，致使需要更換較大截面的導(dǎo)線，影響配電網(wǎng)正常運(yùn)行并增大投資。如果配電線路的導(dǎo)線截面選擇過(guò)大，造成投資不合理、財(cái)

5、力和資源的浪費(fèi)。按照負(fù)荷率75左右的原則選定配電變壓器的容量。變壓器在負(fù)荷率75%左右時(shí)，處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。變壓器的容量不要過(guò)大或過(guò)小，容量過(guò)大則“大馬拉小車”，變壓器損耗所占比例高，能耗大；容量過(guò)小則可能過(guò)載、甚至過(guò)熱，變壓器運(yùn)行不安全，致使在短期內(nèi)需要更換較大容量的配電變壓器，影響配電網(wǎng)正常進(jìn)行并增大投資。3單相變壓器與三相變壓器混合配電配電變壓器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換、分配的最重要的電氣設(shè)備，運(yùn)行中產(chǎn)生的有功功率損耗和無(wú)功功率需求，變壓器也是功耗最大的系統(tǒng)器件。變壓器是否能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)于實(shí)現(xiàn)整個(gè)供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。3.1單相配電變壓器的應(yīng)用改用單相變壓器為居民配電，配

6、電線不再縱橫交錯(cuò)，而且線路短，節(jié)能。單相變壓器的接線：10kV配電網(wǎng)大多數(shù)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（35kV系統(tǒng)也如此），10kV/0.22kV單相配電變壓器的高壓側(cè)為一個(gè)繞組，其兩端連接于10kV踐路的AB相、或BC相、或CA相，即連接于線電壓低上。10kV/0.22kV單相配電變壓器的低壓側(cè)有兩種情況：低壓側(cè)為個(gè)繞組，一端為相線（火線），另一端接地并接外殼，為地線，提供一組220V低壓電源。低壓側(cè)仍為一個(gè)繞組，繞組中間點(diǎn)抽頭接地并接外殼為地線；繞組兩端引出，形成兩組220V低壓電源。這種10kV/0.22kV，被稱為單相三線制，兩組220V低壓電源共用一根地線，節(jié)約資源與資金。3.2混合配電方式

7、節(jié)能顯著用單相變壓器與三相變壓器混合配電方式，節(jié)能效果顯著。這是因?yàn)椋和热萘壳闆r下，單相變壓器的空載損耗P0和負(fù)載損耗Pk都比三相變壓器低相當(dāng)多；采用單相變壓器后，220V線路大大縮短，也使損耗減小。以單相D14型10kV/0.22kV變壓器與三相S9型10kV/0.4kV變壓器相比較：前者3臺(tái)單相50kV變壓器，P0=385=255W，Pk=3660=1980W；后者1臺(tái)三相160kVA變壓器，P0=390W，Pk=2850W。兩相比較，以3臺(tái)50kVA單相變壓器代替1臺(tái)160kVA三相變壓器配電，P0降低了35%,Pk降低了31%。再例如，前者4臺(tái)30kVA單相變壓器，P0=460=24

8、0W，Pk=4490=1960W；后者1臺(tái)125kVA三相變壓器，P0=340W，Pk=2450W；。兩相比較，以4臺(tái)30kVA單相變壓器代替1臺(tái)125kVA三相變壓器配電，P0降低了29%，Pk降低了20。4干式配電變壓器配電變壓器容量通常在2500kVA以下，我國(guó)10kV/0.4kV配電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用干式變壓器。干式配電變壓器有兩大類型：樹脂澆注干式變壓器（CRDT），以歐洲產(chǎn)品為代表，我國(guó)主流產(chǎn)品也屬于此類型；浸漆型干式變壓器（OVDT），以美國(guó)產(chǎn)品為代表。當(dāng)前以及可以預(yù)見的未來(lái)，樹脂澆注干式變壓器占據(jù)全世界主導(dǎo)市場(chǎng)。4.1盡量采用節(jié)能環(huán)保的新產(chǎn)品干式變壓器在制造生產(chǎn)中，采用了一系列新技術(shù)

9、、新材料新工藝。這些創(chuàng)新使干式變壓器與傳統(tǒng)的老式變壓器相比，在節(jié)能和環(huán)保（運(yùn)行嗓聲低）等方面具有突出優(yōu)勢(shì)。最新的干式配電變壓器采用了非晶結(jié)構(gòu)的鐵芯和其它一系列的新設(shè)計(jì)，空載損耗P0和負(fù)載損耗Pk都大大降低。例如資料表明：100kVA、250kVA的三相非晶合金配電變壓器與老式配電變壓器相比，空載損耗降低68%左右，負(fù)載損耗降低42左右。SCB10新系列樹脂澆注干式配電變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗，均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。空載損耗比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)平均低33%左右，負(fù)載損耗比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)平均低15%左右。新系列2500kVA干式配電變壓器的噪聲可控制在50dB以下，基本上解決了噪聲擾民的問(wèn)題。4.2智能化節(jié)能型千式變

10、壓器智能化節(jié)能型干式變壓器由變壓器、傳感器、變壓器智能終端口（TTU）、監(jiān)控管理系統(tǒng)四部分組成，它可按多種模式進(jìn)行。配電部門可按工程實(shí)際情況，選擇功能模塊組合成所需的模式。傳感器將變壓器的電流、電壓、功率、溫度等轉(zhuǎn)變成采集傳輸控制器所能識(shí)別的信號(hào)，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。智能終端（TTU）對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集并調(diào)控變壓器的運(yùn)行，包括電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、繞組溫度等數(shù)據(jù)，還包括高溫報(bào)警、依據(jù)變壓器溫度控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行等。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，智能終端（TTU）與配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制中心（SCADA）相連，將各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上送，控制中心（SCADA）進(jìn)行管理，優(yōu)化配電方案、提高電壓

11、合格率、降低損耗、負(fù)荷預(yù)測(cè)等。智能化節(jié)能型干式變壓器，反應(yīng)迅速，優(yōu)化調(diào)控及時(shí)，節(jié)能效果理想。5需求側(cè)節(jié)能管理需求側(cè)節(jié)能管理是需求側(cè)即電力用戶管理（DSM）的重要組成部分，其引導(dǎo)電力用戶改變用電方式，優(yōu)化資源配置，提高用電效率。5.1采用高效能電器用高效能熒光燈更換白熾燈，可節(jié)電7080%。用細(xì)管熒光燈配電子鎮(zhèn)流器更換傳統(tǒng)熒光燈和電感鎮(zhèn)流器，可節(jié)能加2030%，提高亮度20%。在大型的工廠、企業(yè)的電動(dòng)機(jī)等控制中，交流接觸器使用廣泛。交流接觸器的電磁鐵采用交流控制電源，電磁系統(tǒng)損耗大。我國(guó)生產(chǎn)的交流接觸器，電磁系統(tǒng)損耗的有功功率達(dá)到幾十至一百多瓦。若將其交流電磁系統(tǒng)改為直流電磁系統(tǒng)，即以直流電源控

12、制電磁鐵。改進(jìn)后，電磁系統(tǒng)的損耗可降低80%以上，節(jié)能效果顯著。而且，大幅度地降低了電磁系統(tǒng)的溫升和噪聲。5.2就地補(bǔ)償無(wú)功功率電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率，占用了供配電設(shè)備容量，又增大了線路的損耗，造成電網(wǎng)電壓嚴(yán)重影響電能質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。如果用戶側(cè)無(wú)功補(bǔ)償不到位，就肯定要由電網(wǎng)來(lái)補(bǔ)償，而無(wú)功在電網(wǎng)輸送時(shí)其損失率大約是20%-30%，因此無(wú)功異地補(bǔ)償大約是就地補(bǔ)償投資的1.3倍。其實(shí)，無(wú)功異地補(bǔ)償?shù)谋举|(zhì)是更換了無(wú)功補(bǔ)償投資者，不但增大了投資費(fèi)用，而且犧牲了電壓質(zhì)量，犧牲了線損，也犧牲了電網(wǎng)的安全。在電力網(wǎng)里大約有75%的無(wú)功功率是由電力用戶消耗的。為了減少無(wú)功功率在電網(wǎng)的流動(dòng)，最好的辦法是從用戶

13、開始增加無(wú)功補(bǔ)償，提高用電負(fù)荷的功率因數(shù)，這樣就可以使無(wú)功在負(fù)荷端就地平衡，減少發(fā)電機(jī)無(wú)功出力和減少輸、變、配電設(shè)備中的無(wú)功電力消耗，從而達(dá)到降低損耗的目的。為使電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，需從“無(wú)功就地平衡”的原則出發(fā)，長(zhǎng)距離傳輸無(wú)功功率是不經(jīng)濟(jì)的:使得傳輸路徑中的電流增大，增加了有功損耗;沿途會(huì)產(chǎn)生壓降，增大了送端與受端的差，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。同時(shí)，由于設(shè)備傳輸功率中占有較大的無(wú)功分量，從而降低了設(shè)備的利用率。因此應(yīng)選擇無(wú)功補(bǔ)償最近點(diǎn)，產(chǎn)生無(wú)功損耗最小點(diǎn)的位置裝設(shè)配置無(wú)功功設(shè)備，采用集中或分散(就地)設(shè)置，經(jīng)技術(shù)方案比較后確定。另外廣泛使用的交流異步電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱電動(dòng)機(jī)），需要無(wú)功功

14、率補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，節(jié)約電能。最好的方法是就地補(bǔ)償，即在電動(dòng)機(jī)處并接匹配的電容器。5.3平衡用電負(fù)荷為了提高電力系統(tǒng)的設(shè)備利用率，節(jié)約資源，節(jié)約能源，要求用電大戶平衡用電負(fù)荷，即高峰時(shí)段少用電，低谷時(shí)段（各地略有不同，通常指晚23：00至次日早6：00）多用電。要求用電大戶三班連續(xù)生產(chǎn)、或錯(cuò)開班次生產(chǎn)、錯(cuò)開休息日等；除了這些行政手段，還有經(jīng)濟(jì)手段，電費(fèi)分時(shí)段計(jì)價(jià)，低谷時(shí)段電價(jià)低廉，還有技術(shù)手段，如蓄冷技術(shù)和蓄熱技術(shù)等。蓄冷技術(shù)是利用低谷時(shí)段廉價(jià)的電力將企業(yè)所需的空調(diào)冷量部分或全部制備好，并以冰的形態(tài)儲(chǔ)存起來(lái)，到白天用電高峰時(shí)段將冰融化提供空調(diào)用冷。蓄熱技術(shù)是建造蓄熱電鍋爐，利用低谷時(shí)段廉價(jià)的

15、電力生產(chǎn)熱水，供應(yīng)全天。蓄冷蓄熱技術(shù)是平衡用電負(fù)荷的有效方法，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的，據(jù)測(cè)算，通常調(diào)峰電廠建設(shè)成本為6000元/kW左右，而采用蓄冷蓄熱技術(shù)轉(zhuǎn)移高峰電力平衡用電負(fù)荷，成本為2000元/kW左右。6.合理調(diào)節(jié)配網(wǎng)運(yùn)行方式充分利用電網(wǎng)現(xiàn)有輸(配)變電設(shè)備，在系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的提下，做到配電網(wǎng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是降低線損的有效措施。合理制定配電網(wǎng)的運(yùn)行方式及合理調(diào)整配電線路的聯(lián)絡(luò)方式。配電線路應(yīng)該采取最佳運(yùn)行方式，應(yīng)盡該采取最佳運(yùn)行方使其損耗達(dá)到最小，如通過(guò)互為備用，環(huán)網(wǎng)線路、并聯(lián)線路、雙回線路等是可以達(dá)到的。配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是按電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的科學(xué)理論以電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行為基礎(chǔ)，以降低配電網(wǎng)損耗為目標(biāo)，實(shí)施全面配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的調(diào)度方式。大力推廣帶電作業(yè)工作，減少配電線路停電時(shí)間。對(duì)雙回線路供電的配電網(wǎng)絡(luò)，雙回線路并列運(yùn)行是最經(jīng)濟(jì)的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則負(fù)荷電流全部轉(zhuǎn)由另一條運(yùn)行的線路通過(guò)，使線損大大增加，因此，要盡量利用帶電作業(yè)工作，減少雙回線的停電次數(shù)與時(shí)間。根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)際潮流變化，及時(shí)合理地調(diào)整運(yùn)行