浅谈输配电系统节能技术

张东庆 朱 虹

(新汶矿业集团职工大学，山东 莱芜 271100)

0 前言

电能的利用是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入电气时代，而随着科学技术的发展，电能的使用越来越多，能源匮乏也同时制约着科技的发展，节能成为二十一世纪的主流。节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。

1 供电系统节能措施

1.1 减少输电线路的损耗

1.1.1 采用高压输电，可以降低线路损耗

功率P=UI，对于相同功率P，若电压提高一倍，则电流减少一半，热量损失公式Q=I2RT，电流减少一半，在导线中产生的热量只有原来的四分之一。因此输电电压越高，线路损耗越少。

1.1.2 减少变压级数

变压器的变压是交变电场产生交变磁场，交变磁场再产生交变电场。输电电压每经一次这样的电压变换，都要消耗一定的有功功率，所以减少输电电压等级可减少损耗。

1.1.3 合理配置变压器

避免变压器长期轻载运行，一般变压器容量的选择保证负荷在65%～75%时效益最高。变压器超载运行不仅损耗电能，而且可能烧毁设备。

1.1.4 安装无功补偿设备

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。

1.1.5 合理选择线路的材质和截面积

导体电阻正比于导线的长度，反比于导线的横截面积。适当增加导线的截面积或减少导线长度可以减少线路损耗。

1.2 减少输电线路运行中的损耗

1.2.1 调整电压

变压器的损耗主要是铜损（负载损耗）和铁损（空载损耗）。如果变压器在超过其额定电压5%运行时，变压器铁损将增加15%以上；若超过额定电压10%，变压器铁损将增加50%以上，根据负载的变化及时调整变压器的运行分接头，以减少铁损。

1.2.2 三相负载要平衡

三相负载平衡，中线上的电流为零，即IA+IB+IC=0，中线上不存在线损。当三相负载不平衡时，打破这种平衡电流，中线上产生电流，从而产生线损。所以，三相负载要平衡，总的线损降低。

1.2.3 处理好导线接头

减少导线接头的接触电阻，可直接降低线路损耗。一般可在接头处加涂导电膏；另外将点与点的接触变成面与面的接触。

1.2.4 实施经济调度

制定各变电所变压器的经济运行曲线，对变压器及时切入，使变压器保持最佳运行状态。

2 配电变压器的节能措施

2.1 采用节能型变压器，如S11、S13、SC10型。

2.2 多台变压器并联运行时，合理选择变压器的运行台数，可使变压器处于经济运行状态。并联运行的变压器，要根据临界负荷的大小确定运行台数，即变压器的实际负荷大于临界负荷，则n台变压器运行，变压器的实际负荷小于临界负荷，则n-1台变压器运行。

2.3 变压器经济运行管理

2.3.1 配置变压器的电能计量仪表，完善测量手段。

2.3.2 记载变压器日常运行数据及典型代表日负荷，为变压器经济运行提供数据。

3 供电系统的无功补偿节能技术

3.1 提高功率因数的途径

3.1.1 采用新型节能设备，提高用电设备的自然功率因数。

3.1.2 进行无功补偿。企业用电体系的功率因数不能小于0.9。

3.2 安装无功补偿设备，可以提高供配电系统功率因数，降低能耗，改善电能质量。

4 供配电系统的谐波抑制技术

4.1 供配电系谐波产生的原因

谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数。产生谐波的主要装置有晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、逆变电焊机、荧光灯、高压汞灯等气体放电灯等。

4.2 谐波的危害

谐波的危害有4个方面，一是增加了输、供和用电设备的电能损耗，二谐波引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述危害大大增加，三是影响继电保护和自动装置的工作可靠性，影响电力测量的准确性，四是造成通讯混乱、计算机数据处理产生错误。

4.3 抑制谐波的措施

4.3.1 采用无源滤波器，无源滤波器为谐波提供一条低阻抗路径，保留基波分量，而谐波通过滤波器短路。

4.3.2 有源电力滤波器，一种动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对幅值和频率变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

4.3.3 采用混合型电力滤波器，混合型滤波器就是把无源滤波器和有源滤波器结合一起实现抑制谐波的装置。

5 结束语

迄今为止，电力电子技术的发展已经经历了近50个年头，它的发展，不但为机电一体化开辟了新的道路，而且为大幅度节约电能，降低原材料消耗提供了新的道路和重要手段，其效率大大提高。但是我国大多耗能企业的节能却处于初级阶段，节能道路任重道远，而潜力却是巨大的。

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