变电站的电气节能与应用

朱洪仁

【摘 要】变电站的电气节能是电力设施节舱的重要组成部分，本文就变电站电气节能的设计进行探讨。

【关键词】变电站；电气节能；变压器

0.概述

我国是一个发展中的国家，能源的需求量大，消耗量也大。由于经济的持续增长，导致电力供应出现了严重的短缺，一些地方不得不采取“拉闸限电”等措施，这直接影响到各地经济的发展和人民群众的正常生活。因此采取各种切实有效措施节约电能也就显得尤为重要。

本文对变电站的电气节能设计部分进行分析探讨。

1.变电站电气能耗现状

（1）变电站内电气设备在运行过程中，需要产生有功及无功损耗。

（2）变电站在运行过程中，值班人员的生活生产需要消耗电能。

（3）照明、空调、风机等建筑电气的长期运行消耗。

2.变电站的电气节能设计

（1）科学、合理选择设备结构型式和主要参数以降低设备损耗变电站一次设备能耗较高的主要为主变压2S及高压电抗器，在设备选型时，需对设备节能降耗充分研究并提出相应的技术要求。

变压器的损耗主要是包含电流流过线圈导体发热而产生的负载损耗以及由于电磁感应效应在铁芯中产生的空载损耗，此外包括漏磁产生的杂散损耗和风扇、油泵等辅助设施运行时产生的辅助损耗。

变压器的损耗与变压器结构和材料关系密切，一般情况下，单相变压器的损耗高于三相变压器；三相双绕组（或三绕组）变压器的损耗高于三相自耦变压器；而有载调压变压器的损耗高于无励磁调压变压器。为了达到节能降耗的目的，同时结合标准化设计方案的要求，在确定变压器的结构型式时，推荐采用三相双绕组（或三绕组）有载调压变压器；在变压器技术规范中，把损耗的大小作为订货的其中一个重要考虑因素，鼓励厂家优先选用高性能、低损耗的电工产品，从根源上确保节能措施的落实。另外，为了降低变压器散热ee的损耗，优先选用效能高、功率小、噪声低的风扇组，把辅助损耗降到最小。

合理选择变压器的容量，根据季节与负荷特性及时调整变压器分接头开关，提高变压器的负荷率。充分发挥变压器潜力。

（2）合理选择导体，减少电能损耗。

在导体选择时，需考虑降低其电能损耗的因素。众所周知，导体截面越小，导体单位长度的电阻就越大，电流流过导体时的损耗也越大。为此，在选择导体时，不但要按照导体长期允许载流量来选择导体，而且对全年负荷利用小时数大、母线较长、传输容量大的回路中的导体，要按照经济电流密度来选择截面。由于按照经济电流密度选择的导体截面要大于按照导体长期允许载流量选择的导体截面，从而减小了导体电阻，降低了运行时的电能损耗。

（3）合理选择无功补偿容量及方式，降低系统无功损耗。

目前国内220kV及110ky变电站的设计均采用在10kV侧进行集中无功补偿，除了补偿用电负荷产生的无功损耗外，还需补偿主变运行时绕组线圈感性负荷产生的无功损耗，因此在变电站设计阶段，应充分调查变电站周边用电负荷的情况，根据负荷性质、线路长度以及主变压器自身电气参数，按照近期、远期分另，j对大运行方式及小运行方式进行补偿容量的计算，以满足变电站在各种运行工况下的无功损耗最小。

在现有运行的变电站中，无功补偿装置多采用并联电容器组成套装置，具有技术成熟、运行经验丰富、造价较低的优点，但由于其电气参数固定，不能够实现补偿容量的线性连续调节，对电网的谐波抑制也有一定局限性。近几年来，一种新型的无功动态补偿与谐波综合抬理混合系统（HVHC）技术已日趋成熟，其主要由静止无功补偿器（SVC）和混合型有源滤波器（HAPF）组成。SVC可实现无功功率的动态连续快速补偿，同时具备电压支撑、阻尼振蔼等功能；HAPF可有效治理SVC产生的谐波；以实现无谐波的动态连续无功补偿，同时还可治理电网负载产生的谐波。HVHC系统显著降低了电网电能损耗和谐波，实现无功连续补偿及高品质节能，是变电站无功补偿设计发展的方向。

（4）合理选择高效照明光源和灯具，降低照明能耗。

变电站属于工业厂房，室内有一般功能间，也有高大变配电室，变电站照明设计时，应按工作场所的条件，选用不同种类6g高效光源，一般场所照明优先采用荧光灯，推荐采用u型管节能荧光灯，不宜采用白炽灯；高大空间和室外场所的一般照明应采用金属卤化物灯等高光强气体放电灯，推荐采用节能型气体放电灯。

在灯具选择上，应优先选用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系数高、配光特性稳定的高效灯具。

采用非对称分步灯具。由于其具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉提哦见，因此可获得较高的效能。时选用变质速度较慢的材料，如玻璃灯罩、铝合金反射罩灯，以减少光能衰减率。

在相同的照度下，高效节能灯具比传统的电感镇流器灯具节能45%-50%，线电流下降约3倍，且自身基本不发热，最大限度地节约了能耗。采用节能型灯具后，全寿命周期按保守30年计算，全寿命周期费用减少量十分可观。

（5）与通风专业配合，合理选择空调设备，节约空调运行费用。

为了能使各工艺房间的设备安全稳定的运行，各房间需要配置空调器控制房间的温度，空调设备如果选大，就会造成设备投资的浪费；如果选小，空调设备就会过负荷运行，从而缩短设备的运行寿命。因此应根据各房间的特点选用布置空调。各继电器室、蓄电池室选用风冷分体空调，主控通信楼选用多联集中空调，空调型号的选择要考虑设备、灯、运行人员等的发热量及维护结构的冷/热符合，建筑装修特点合理配置空调器，这样不会造成设备的选大或选小。设计时一定要考虑施工维修简单，操作方便，节约材料的方案。设备应选择技术先进、设备性能稳定、COP高、价格合理的产品。

3.结语

通过以上分析可知，实现变电站电气节能是必要的也是可实现的，应从设计抓起。设计时应依据相关的设计标准和技术规定，考虑国情、地域、气候、投资等因素影响，多方面多角度优化设计，更大程度地实现节能减排。 [科]