居住小區(qū)降低電能損耗的若干技術(shù)措施

1、    居住小區(qū)降低電能損耗的若干技術(shù)措施摘要文章根據(jù)居住小區(qū)環(huán)境及設(shè)備運行的特點，著重分析了供配電系統(tǒng)中線路和主要設(shè)備電能消耗的形式，并從降低線損及變壓器和電動機等設(shè)備的選擇、經(jīng)濟運行及管理方面進行探討。提出降低居住小區(qū)電能消耗的若干節(jié)電技術(shù)措施和具體方法，對其他物業(yè)管理企業(yè)亦有參考價值。關(guān)鍵詞線損運行電壓變壓器電動機變頻調(diào)速無功補償照明節(jié)電措施1前 言 隨著我國經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展，房地產(chǎn)業(yè)投資、開發(fā)、銷售整體形勢發(fā)展越來越好，一個個新興居住小區(qū)如雨后春筍般拔地而起，但居住小區(qū)的能源利用率卻較低。因為電能在物業(yè)管理成本中占有相當比重，如何節(jié)約和有效使用寶

2、貴的電能，就看物業(yè)管理公司的管理者水平了，既要達到消費電能帶來的享受，又不致過度的浪費。近年來居民小區(qū)供暖時間較過去長了，從而導致了鍋爐供暖動力系統(tǒng)耗能的增加。小區(qū)路燈照明要由單純的亮變?yōu)檎嬲摹办n”，也有個節(jié)能降耗問題。因此居住小區(qū)的供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題更顯得重要。2降低供配電線路損耗線損是供配電線路經(jīng)濟運行的重要指標。居住小區(qū)的供電線路一般為10kV或35kV、380V/220V系統(tǒng)。特別是較早規(guī)劃設(shè)計的居住小區(qū)采用架空或電纜供電。隨著電氣負荷的增長，供配電線路并未進行技術(shù)改造，從而導致供配電線路在非經(jīng)濟狀態(tài)運行。大量電能損耗在了供配電線路上，致使供電電壓質(zhì)量下降。為解決上述問題，應采

3、用經(jīng)濟電流密度確定導線和電纜截面進行技術(shù)改造，降低線損。我國規(guī)定的經(jīng)濟電流密度見表1。多年的設(shè)計和運行經(jīng)驗表明：對鍋爐供暖動力系統(tǒng)，用電負荷穩(wěn)定，即使遇到寒冷的冬季，將備用的鍋爐循環(huán)泵投入運行，用電負荷最大值也在原設(shè)計計算值范圍之內(nèi)。加之冬季的環(huán)境溫度對導線和電纜散熱好，所以按表1參數(shù)選擇導線和電纜截面是可行的。我國規(guī)定的導線和電纜經(jīng)濟電流密度（A/MM2）表1如按表1參數(shù)選擇給居民住宅樓供配電的導線和電纜顯得裕度較小，還應充分考慮到供電線路的電壓等級、初始投資、安裝施工、用電負荷功率因數(shù)以及整個電纜經(jīng)濟壽命中損耗費用之和達到最小等因素。隨著人們生活水平的提高，家用電器不斷地涌入家庭，居民用電

4、負荷增長很快，特別是在夏季，居民用電負荷出現(xiàn)高峰，按表1參數(shù)選擇給居民住宅樓供電的導線和電纜電流密度時應留有1.5倍的裕量（參見表1括號內(nèi)數(shù)值）。根據(jù)北京地區(qū)1992年2000年8年期間居民用電量情況統(tǒng)計分析，居民用電量年平均增長率為16。居民用電量的增長率遠遠高于其他行業(yè)用電量的增長率，居民用電量的增長還有很大空間。居民用電量占全社會用電量的比例目前在12（北京地區(qū)）。中西部地區(qū)居民用電量遠低于這個比例，說明居民用電量增長空間極大。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗，居民用電量增長到占全社會用電量的30左右時就會保持在一個相對穩(wěn)定的水平，應考慮到居民年用電量平均增長率約16這個重要因素。為降低供配電線路損耗

5、，可采用增設(shè)并聯(lián)導線和電纜或其它技術(shù)手段來實現(xiàn)降低損耗?，F(xiàn)舉一實例，一居民住宅樓3200m2，48戶，1988年設(shè)計時按10W/m2計算，計算負荷Pjs=19.2kW,計算電流Ijs=Pjs/×Ue×cos=19.2/×0.38×0.9=32A。1999年夏季用電負荷最高峰時日平均最大負荷Pav.max=48kW,日平均最大負荷電流Iav.max=81A,由于年最大負荷利用小時數(shù)少于3000小時，取經(jīng)濟電流密度Jjil=3A/mm.2，導線截面Sjil=Ijs/Jjil=32/3=10.6mm2,實選氯丁橡皮線BXF3×161×6mm

6、2架空線。1999年供配電技術(shù)改造時，選取經(jīng)濟電流密度2A/mm2,導線截面Sji2=Iav.max/Jji2=81/2=40.5mm2，為中遠期居民用電負荷增長留有余地，實選氯丁橡皮線BXF3×701×25mm2取代原供電架空干線。電纜長度102m，忽略感抗影響，電阻R16=0.136，R70=0.032,有功損耗16=3×I2av.max×R16×103=3×812×0.136×103=2.676kW，70=3×I2av.max×R70×103=3×812×0.

7、032×103=0.629kW。兩路不同截面的導線有功損耗之差P=P16P70=2.6760.629=2.047kW。負荷高峰季100天，平均每天用電20小時，共計2000小時，節(jié)電量W=P×t=2.047×2000=4094(kWh)。由計算結(jié)果可知，在相同用電負荷條件下，不同的導線或電纜截面功率損耗差異非常大。此例中把原供電干線截面更換為70mm2，僅一個用電負荷高峰季就可節(jié)省電能4094kWh，折合1068元。采用經(jīng)濟電流密度選擇的電纜，節(jié)約電能的價值只需3年就可收回投資。在電纜剩余的壽命期內(nèi)節(jié)約的電費價值便更容易計算了，這就是物業(yè)管理公司的利潤啊!一個居住

8、小區(qū)供配電干線少則幾十條多則上百條，不同程度的存在著上述現(xiàn)象。目前筆者供職的物業(yè)管理公司管理6個居住小區(qū)，粗略計算全部改造后每年可節(jié)電16萬kWh,折合6.3萬元。上述有功損耗是在用戶電能表與變配電室的低壓配電柜之間的供電干線產(chǎn)生的。而在一些企業(yè)，供電部門只查抄變配電室的高壓計量表或低壓計量表，那在供電干線上產(chǎn)生的有功損耗只能由物業(yè)管理公司來承擔了。上述計算是有功損耗部分，還有節(jié)約了的無功損耗，降低了無功損耗的顯著效益提高了居住小區(qū)供配電網(wǎng)的功率因數(shù)、減少了負荷電流，從而提高了居民住戶的電壓質(zhì)量。這都是經(jīng)濟效益啊!電纜的有功損耗與截面關(guān)系如圖1所示。3適當提高供配電線路的運行電壓和功率因數(shù)一些

9、較早規(guī)劃設(shè)計的居住小區(qū)供配電線路仍在較大的用電負荷狀況下運行，用戶終端的電壓質(zhì)量很差，單相電壓降低到170V，日光燈啟動受到影響，白熾燈發(fā)出昏暗的光線。鍋爐引風、鼓風電機啟動也十分困難，產(chǎn)權(quán)單位沒有足夠的資金進行技術(shù)改造。在這種情況下，可通過合理地選擇變壓器的分接開關(guān)，適當?shù)靥岣吲潆娋€路的運行電壓，就可以顯著地降低線損。在帶負載運行的條件下如能采用有載調(diào)壓變壓器自動地進行分級調(diào)壓就更方便了。適當提高運行電壓，可降低線路功率損耗。見表2。提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)也是降低線損的有效措施，功率因數(shù)提高后，供電干線負荷電流下降，線損可有效地降低。具體方法是：(1)在住宅樓總配電箱進戶處安裝智能型無功功

10、率因數(shù)補償裝置，這種裝置可隨用電負荷的大小、功率因數(shù)的高低自動投入和切除電容器。(2)在鍋爐供暖動力系統(tǒng)22kW以上的電機旁采用末端補償電容器提高功率因數(shù)，末端補償可直接向電機提供無功功率，降低了在供電線路上的無功損耗。這是一種比較合理，投資少，見效快的節(jié)電措施。移相電容器在供配電系統(tǒng)中裝設(shè)位置、低壓成組補償和分散補償?shù)碾妷号c電流向量圖。如圖2。4電力變壓器容量的合理選擇與經(jīng)濟運行在居住小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計時，一般都按計算負荷為依據(jù)來選取變壓器容量的。在實際運行中，其運行負荷并不等于計算負荷，而是隨季節(jié)而變化的，甚至在24小時內(nèi)負荷變化也很大。居住小區(qū)的運行負荷曲線如圖3所示：如圖3中負荷曲線所

11、示，在一年四季中負荷率變化從4293。在小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計及運行電氣管理中，應該十分重視變壓器容量的合理選取。當居住小區(qū)的建筑面積大于5萬m2以上時，在供配電系統(tǒng)設(shè)計時就應考慮選取2臺560kVA以上的電力變壓器并聯(lián)運行，充分發(fā)揮變壓器并聯(lián)運行時的優(yōu)勢。由于季節(jié)性原因使得居住小區(qū)運行負荷發(fā)生變化，如何確定單臺還是兩臺并聯(lián)運行呢？有如下3種方法：(1)當變壓器的負荷率低于0.6時，應切除一臺運行比較經(jīng)濟；(2)當變壓器的負荷率大于0.8以上時，應投入備用變壓器并聯(lián)運行比較經(jīng)濟；(3) 由臨界負荷公式確定臨界負荷的數(shù)值，查手冊或產(chǎn)品技術(shù)資料將有關(guān)參數(shù)代入公式求出臨界負荷Sj，當變壓器的運行負荷小于

12、臨界負荷Sj，則單臺運行較為經(jīng)濟，反之并聯(lián)運行較為經(jīng)濟。 式中：Se額定容量(kVA)Po空載損耗(kW)Pd短路損耗(kW)Qo空載無功損耗(kVar)Qe額定負載無功損耗(kVar)Kq無功經(jīng)濟當量系數(shù)(kWh/kVarh)公式中無功經(jīng)濟當量參數(shù)Kq取值范圍0.10.15?？傊侠淼匕才磐度脒\行的變壓器臺數(shù)是降低有功損耗和提高節(jié)電效益的一項好措施。另外，要特別注意變壓器的并聯(lián)運行條件：(1) 額定電壓與變比相等，否則易產(chǎn)生渦流，導致?lián)p耗增加，溫度增高;(2) 連接組別相同，連接組別不同，導致環(huán)流增加，其數(shù)值是額定電流的5倍;(3)阻抗電壓Ud相等，以利于均等發(fā)揮并聯(lián)運行時的供電能力。5電

13、機節(jié)電居住小區(qū)內(nèi)一般都有數(shù)量較多的電機，除了鍋爐供暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)泵、引風、鼓風電機、爐排傳動電機、電葫蘆電機、輸送帶電機外，還有電梯曳引電機、高壓水泵電機等。要特別重視中小型電機的節(jié)電。這些電機大多屬于風機，水泵類負荷，應采用變頻調(diào)速技術(shù)。筆者所在的物業(yè)管理公司目前管理的6個居住小區(qū)，電機總裝機容量1200kW,計劃在3年5年內(nèi)逐步改造，更換為變頻調(diào)速和高效能電機。目前，已采用變頻調(diào)速的電機容量335kW，運轉(zhuǎn)時每小時節(jié)電可達33KWh，一個供暖季可節(jié)電8萬kWh，折合4.6萬元。只需三個供暖季運行即可收回投資。另外，其它節(jié)電途徑還有按經(jīng)濟運行選擇合適的電機容量，減少輕載和空載運行時間，保證

14、電機的電源電壓基本正常等措施。6照明燈具的節(jié)電選用高效光源和節(jié)能型燈具。以往大多數(shù)居住小區(qū)在設(shè)計時，路燈，公共場所等夜間照明采用的是白熾燈、水銀燈，應改造成為緊湊型熒光燈，可節(jié)電50左右。辦公、商業(yè)樓照明的老式燈具應改造成帶電子鎮(zhèn)流器和細管徑燈管的節(jié)能型熒光燈，節(jié)電15以上，還能延長燈管的使用壽命約60，光效高達50，消除了頻閃效應和噪聲。采用節(jié)能型熒光燈具運行2年即可收回投資。優(yōu)化照明設(shè)計和管理。在居住小區(qū)照明設(shè)計中，除住戶照明外，應對居住小區(qū)的道路、公共場所、辦公、商業(yè)樓等不同的區(qū)域采用不同的照度標準。合理配光，采用節(jié)能要求的控制方法，盡量利用天然光束減少照明，實現(xiàn)時間、地點、天氣變化、工作和生活需要靈活地調(diào)節(jié)照度水平。采用智能化照明管理系統(tǒng)，不僅節(jié)電，還能使小區(qū)由亮變“靚”，當人們進入小區(qū)后，“靚”感給人們的心理