配电节能技术的应用

张文荣，陈宝怡，尹静涛

(河北能源职业技术学院，河北 唐山 063000)

配电节能技术的应用

张文荣，陈宝怡，尹静涛

(河北能源职业技术学院，河北 唐山 063000)

本文阐述了电气节能的特点，提出了配电环节中合理设置变电所位置、提高线路功率因数、合理选用变压器、适当加大配电线路导体截面、电动机节能应用几个方面的节能措施。

配电；节能；措施；应用

The Application of Saving Energy Techniques on Power Distribution

节能减排是经济社会发展的必然趋势，也是建设环境友好型社会的必由之路。对于用电单位而言，降低生产成本、减少电气设备使用过程中的能量消耗是企业及各用电单位生存发展的需要。

1.电气节能的特点

电气节能应在保证用电安全的前提下，为使用提供最佳的服务条件；应运用科技手段、采用高效设备和器材；应注重健康、环保，能够有效的降低运行成本；用最少的电能满足使用需求，让使用者满意。

2.配电环节节能措施

2.1 合理设置变电所位置

根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，缩短低压(220/380V)配电线路长度，降低线路损耗。

在送电功率P不变的条件下，线路电流I与电压U成反比，见式(1)。

(1)

功率相同时低压380V为中压10kV的线路电流的26.3倍，而线路的电功率损耗又与电流的平方成正比，见式(2)。

△P=3I2R

(2)

则用380V送电的功率损耗为用10kV送电的690倍。因此，使10kV线路深入负荷中心，可大大降低功率(电能)损耗。

2.2 提高线路功率因数COSφ

功率因数低将会使线路电流加大，从而增加线路损耗，因此供电部门要求功率因数不应低于0.9。

提高功率因数的措施是首先考虑提高电气设备的自然功率因数，同时要设置一定容量的补偿电容装置，设置适当的滤波装置。

2.2.1 提高自然功率因数

提高配电环节的自然功率因数可采取“1选、2调、3换”的措施。

(1)选：正确选择、合理使用电动机，在条件允许的条件下，尽量选择鼠笼型电动机。

(2)调：合理选择变压器的台数和容量，适当调整其运行方式，尽量不使变压器空载、轻载运行。

(3)换：换大的耗能电气设备为节能电气设备。

2.2.2 人工补偿提高功率因数

当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器进行人工补偿，提高功率因数。

2.2.3 谐波治理

电力系统中的无功功率主要是由相位角和高次谐波造成的。非线性负荷，功率因数较低，在运行过程中会产生谐波，导致配电回路中的电流增加，加大了线路损耗，浪费了能源。随着非线性负载的广泛使用，产生的大量谐波电流注入电网中，使电压波形产生畸变。对真正产生谐波源较大的地方有针对性地进行实测，配电网络哪些地方产生谐波源，谐波是多少次，多大分量，测试出来后根据测试结果进行有的放矢地谐波抑制。可通过选用D，yn11变压器、设置滤波或隔离滤波装置、功率因数补偿电容器组串联消谐电抗器等措施抑制谐波，提高功率因数。

2.3 减少变压器损耗

减少变压器损耗的途径包括选择变压器及运行变压器两方面。

2.3.1 采用新型节能变压器

一座大中型建筑或工厂，变压器容量可达5000-10000kVA，年用电总量达几百万至一千多万千瓦时，变压器年损耗达几万至十几万千瓦时。采用新型节能变压器，以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗。SGB11-R系列卷铁心干式变压器比SC(B)9系列变压器空载损耗降低40%，比SGB10系列变压器空载损耗降低24%。

2.3.2 变压器经济运行

加强变压器运行管理，实现变压器的经济运行。及时投入或切除部分变压器，以防止变压器轻载或空载运行。将变压器的负载率提高到75%-85%，减少变压器线损。对长期轻载的变压器，必要时应按实际负荷更换小容量变压器，以实现变压器节能的目的。

2.4 适当加大配电线路导体截面，降低线路损耗。

在满足发热、电压损失等技术条件下，按经济性原则，还应考虑按经济电流密度来确定经济截面。即适当加大截面，以降低线路损耗。电缆截面与总费用的关系见图1。

图1 电缆截面与总费用的关系

2.5 电动机节能应用

电动机是耗电量最大的设备之一，其节电潜力大。

(1)应选用或配套高效、超高效电动机。如新型YX2型电动机，比Y型、Y2型提高效率2-3个百分点，损耗降低20%-30%，增加15%-30%投资，可在1-2年回收。

图2 YX2型电动机与Y型电机比较

(2)提高电动机负载率。负载率达到0.8～0.9以上，显著提高电动机的效率及其自然功率因数。

(3)使用变频器。对负载变化比较大的，可采用变频调速(不用风门、阀门调节)。

通过近年来的发展，高压变频调速技术已经日趋成熟。变频调速控制，既能节约能源，又能软启动，减少启动电流对电网的冲击。工矿企业中可能有大量的风机、水泵等大动力设备一直在工频状态下运行，这样就需要利用闸阀控制风量、流量，结果就是损失了大量的电能。而改为变频调节后，通过改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)来调节风量、流量，功率和转速的平方成正比，因此大大减少了损耗，节能效果在30%～40%左右。

2.6 选用节能配电电器

选用节能型配电电器，如MC1系列交流接触器，其线圈吸合功率为70VA，线圈保持功率为8-20VA，是有些品牌接触器消耗功率的一半，其接触器吸合时接触紧密，阻抗小，又降低了电流线损。

3.结束语

电力用户降低成本的方法有很多，其中通过电气节能技术的应用可以大大降低用电量，从而提高经济效益。

[1]刘介才.供配电技术[M].北京，机械工业出版社，2012.320-328

[2]李海峰.对现在建筑电气节能设计的探讨[J].建筑科学，2011(02)：22-23

ZHANG Wen-rong，CHEN Bao-yi，YIN Jing-tao

(Hebei Energy College of Vocation and Technology, Tangshan Hebei, 063000)

In this paper, the characteristics of electric energy saving are described, and energy saving measures are proposed in the process of power distribution, including setting the substation location reasonably, improving line power factor, choosing transformer reasonably, enlarging properly conductor sectional area in distribution line, and energy saving application of motor.

power distribution; energy saving; measure; application

2015-12-02

张文荣(1963-)，女，硕士，河北能源职业技术学院电气教授，从事电气工程自动化教学与科研工作。

TM421

A

1671-3974(2016)01-0055-02