变电站低碳运行分析

马文成

固原供电局，宁夏 固原 756300

变电站低碳运行分析

马文成

固原供电局，宁夏 固原 756300

低碳，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。就是低能量,低消耗的生活方式。变电站是电力系统中的“神经中枢”，起变换、分配、控制、保护、监视电能的作用，同时也是系统中的耗能大户，我国70%的电能由火力发电提供，而火电用的燃料煤是碳排放的主因。因此，在满足正常的生产和生活需要的前提下，降低变电站的电能消耗，可间接的减少碳排放，为我们的低碳生活做出应有的贡献，因此，变电站的低碳运行时不可待。

变电站；低碳运行

1 变电站的耗能元件

1.1 一次电气设备的自耗能

变电站中带有线圈的电气设备及有阻抗的元件本身在服务于电力系统的同时自身也消耗一定的电能。如变压器是变电站的耗能大户，变压器在变换电压的过程中，将产生有功损耗和无功损耗。据估计，我国变压器的总损耗占发电量的10%左右，损耗每降低1%，每年可节约上百亿kW.h电能。其他的互感器、电抗器、消弧线圈、线路等电气设备运行时也消耗一定的电能。

1.2 二次设备及辅助设备耗能

对一次电气设备进行操作、控制、保护、测量、计量的二次设备也消耗电能。如所有二次回路导线及线圈阻抗消耗的电能，继电器、保护装置、直流充电回路、通信回路、操作系统电机、配电室及主变通风回路、机构箱和端子箱的驱潮加热回路等二次元件上消耗的电能。对于一次设备而言，其消耗的电能相对较低，但日积月累的电能消耗不可小视。

1.3 生活用电及易耗品耗能

生活用电主要有照明回路、取暖回路、家用电器等生产生活用电。易耗品包括纸张、打印耗材、生活用水等。

2 低碳运行的措施

2.1 把好设备选型关

变电站新建和改扩建时，首先要把好设备的选型关，可最大限度地减少设备运行时自耗能，达到节能、低碳运行。

变电站在新建时，条件允许时可考虑设计为智能电网，采用数字变电站。因数字变电站自动化程度较高，选用设备先进，可实现无人值守，能有效的节约生产生活用电，大大降低了生产成本。

例如常规变电站可选用节能型的变压器、淘汰材质差、结构陈旧，耗能大的变压器、互感器及电抗器（分裂母线），逐步淘汰耗能高、损耗大的电气设备。

2.2 合理安排运行方式

在保证安全、可靠供电的前提下，合理安排运行方式可节约大量的电气设备自耗能。下面以各参数变压器在不同运行方式下的电能消耗为例分析节能效果。

2.2.1 例如某变电站两台分别为25000kVA、20000kVA的变压器，其额定参数如下：

表一

2.2.1.1 变压器空载时电源侧的励磁功率(无功功率)

2.2.1.3 变压器各侧绕组的短路损耗

2.2.1.5 变压器的空载综合功率损耗（二级变压时KQ= 0.5～0.7，取 0.6）

2.2.1.7 变压器A和变压器B综合功率临界负载功率（当S=8000kVA，负载分配系数C2=0.57 C3= 0.43)

2.2.1.8 变压器A和变压器AB之间的临界功率（当S= 8000kVA，负载分配系数C2= 0.57 C3= 0.43)

2.2.1.9 变压器B和变压器AB之间的临界功率（当S1 = 8000kVA，负载分配系数C2=0.57 C3=0.43）

通过以上计算数据可知，当实际工况负载0＜ST1＜1642 kVA，为20000 kVA变压器运行，当工况负载为1642 kVA＜ST1＜8204 kVA时，应为25000 kVA变压器运行，当ST1＞8204 kVA时应为变压器AB并列运行经济。可见，上述结论与习惯性作法恰恰相反，当1642 kVA＜ST1＜8204 kVA时，变压器A却比变压器B运行时损耗小。

2.2.1.10 经济运行节电效果

若S1= 8000 kW，S2= 4560 kW，S3= 3440 kW时，变压器A经济运行节电效果分析如下：

变压器B的综合功率损耗

变压器A经济运行比变压器B运行的有功功率节约为：

变压器A经济运行比变压器B运行的无功功率节约为：

变压器A经济运行比变压器B运行的综合功率节约为：

综上可见，变压器A经济运行比变压器B运行年综合电量节约583848 kWh，综合节电率8.37%。

因此，在优先保证安全、可靠供电的前提下，合理的安排运行方式，可节省大量的电能消耗。如两台损耗不等的变压器运行时，在实际的投入使用过程中，从节能的角度出发，通过详细计算找出变压器经济运行的投切点，优先选择损耗小的运行方式，根据季节变化投入适当的变压器运行。大电网电压偏移较大时运行人员应及时调整电压，确保电压合格率。以及根据电压、实时无功负荷情况投退电容器，补偿系统无功损耗，均能有效地减小设备自耗能，达到系统及设备低碳运行。

2.3 降低二次设备及辅助设备耗能

站用电是变电站生产、生活用电的重要组成部分，每个变电站都装设有专用的站用变压器，给一、二次设备提供可靠的控制、保护及操作电源，以及生活必需电源。因此，站用电负荷控制直接影响生产运行成本的大小。站用电负荷可进行节能控制的主要有室外端子箱、机构箱的驱潮加热电源、室内外照明、空调及主变通风电源。

控制措施有室外端子箱、机构箱的驱潮加热器可采用或通过改造使用具有保温、保暖的端子箱，取代常规利用电加热器驱潮的端子箱。如一个端子箱的驱潮加热器功率为100W，通过温控器控制工作时，平均每天按8小时投入工作计算，年可节约电能288度，每个变电站若室外按8个端子箱计算，共2300度。室内外照明可采用LED节能灯泡等节电设备和电器，均能有效的节约大量电能消耗。

2.4 改变人的行为方式，养成良好的生活习惯

全站提倡无纸化办公，利用电子文档及网络办公、采用双面打印；使用后的纸张尽量作为草稿纸使用，随手关灯、关水龙头、将灯光调暗，夏季调高空调温度等都可为节能、低碳运行做出应有的贡献，虽然这些不经意的行为方式，积少成多，却能改善我们的生存环境。变电站节能运行是个系统工程，不是一朝一夕之事，而是需要每个运行及管理人员通过集体智慧发挥科学管理、创新技术以及不断的加强人员节能意识，才能做到低碳运行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.006

马文成 学历：大学 职称：工程师。