供配电系统的节能措施探微

孙宇

沧州旭阳化工有限公司

【摘 要】某化工厂在设计供电系统时，为了节约电能，需要对供电系统进行改造设计。电能作为该工程的主要能源，对工厂正常运行有比较大的影响。如何保证用电的安全性，节省用电量，保证用电的质量，已经成为工厂当前需要重点解决的一个问题，只有建立一个经济合理、安全可靠的供电系统，才可以达到节约电能的目的。本文根据笔者工作实践，对供配电系统的节能措施进行了分析和探讨。

【关键词】供配电；系统；节能；措施

引言

电力能源作为一种清洁能源，是人们日常生活中不可或缺的，近几年随着能源日益紧缺，如何节省电力能源，提高能源的利用率，已经成为当前供电系统需要重点解决的问题。在供电系统节能过程中，常用的技术措施主要包括提升功率因素、降低线路损耗、平衡三相负荷、抑制谐波等方面。

一、供电系统常用节电技术措施

（一）提升功率因素

在电力系统中，功率因素是对配电系统节电效果造成影响的主要因素，提升供配电网络功率因数，进行无功补偿是电力系统节能的一项重要技术。在电力系统中，无功功率会对变配电系统的供电容量造成限制，对供配电网络的电能质量造成影响，导致供配电网络线损率增加；而对供配电网络进行无功功率补偿，不仅可以提升和保证电能质量，同时可以有效降低电能消耗。

（二） 降低线路损耗

经过调查发现，线路损耗是我国供配电系统中耗电量比较多的部分，为了降低线路损耗，要尽可能降低导线的长度，施工和设计的过程中，配电箱出线回路和低压柜要尽量保持为直线，尽可能少走回头线[1]。变配电要尽量接近负荷中心，当线路比较长时，要在保证截流量热稳定、降低电压、保护配合的基础上，尽可能增加一级导线的横截面积，这虽然会导致线路费用增加，但是却减少了电能的消耗，降低了年运行费用。

（三）三相负荷平衡

低压线路运行过程中，受高次谐波和单向相谐波的影响，导致三相负荷不平衡。为了降低三相负荷不平衡造成的能耗过高，需要对三相负荷进行调整，保证三相负荷不平衡度可以达到规范要求，这需要使用滤波器对谐波进行抑制。

二、供电系统节电措施

（一）选择主接线

1.选择接线方案。

本厂电源总进线为110kV，车间供电需要经过工厂总降压变电所降压后才可以使用。主接线对电力系统运行的经济性和可靠性、变电所设备的类型和布置方式、机电保护方式等都有比较大的联系，是供电系统设计中非常重要的环节。一次侧使用内桥式连接，二次侧使用单母线分段总降压变电所。一般来说、内桥式接线在电源线路比较长，容易发生故障而停电检修的线路中应用比较多，而且变电所变压器不用经常对总降压变电所进行切换。一次侧使用外桥式连接的方式进行连接，二次侧使用单母线分段总降压变电所，这种主接线的方式具有较高的灵活性，供电可靠性比较高，适合在一级负荷和二级负荷工厂使用。这种外侨式接线方式适合在变电所负荷变化比较大、电源线路比较短的变电所中使用；另外，一次电源电网使用环形接线方式时，也可以使用这种接线方式。

2.主接线的选择和确定。

（1）10kV 侧接线方案选择。单母线分段旁路母线具有下述优点：供电系统可以灵活运行，具有较高的供电可靠性，一般在出线回路不多时使用。但是，对于负荷比较重的中小型变电所，由于母线隔离开关和母线出现故障时，所有的支路都要立即停止工作，因而在对引出线短路器进行检修时需要中止供电。单母线带旁路母线优点：可靠性高，在对断路器故障进行检修时，可以在不停电的情况下进行，但供电缺乏灵活性，适合对重要用户进行供电。通过对比两种接线方案，本工厂选择单母线分段接线方式作为接线方案。

（2）110kV 侧接线方案选择单母线分段带旁路母线的优点：运行灵活、可靠性高等，主要应用于负荷比较重、回路数不多的中小型变电所。单母线分段接线优点：可靠性较高，故障率比较低，投入资金少。线路灵活性好，通过母联断路器并联运动，负荷和电源会在母线上进行平均分配，在断开母线断路器后，可以将变电所负荷全部接到两条电源上。两组方案相比，单母线分段接线方案更适合在本工厂中使用。供电系统接线本厂电源设计进线电压为110kV，利用工厂总降压变电所将电压降低至10kV，然后利用车间变电所，降成工厂设备运行电压220V/380V。因为电源进线线路较长，并且发生的停电事故和故障事故较多，而且不需要经常切换变压器。所以，总降压变电所一次侧使用外桥式接线方式，二次侧使用单母线分段总降压变电所接线方案。

（二）合理选择变压器

本厂选择节电性更好的节电干式变压器，型号为SCB11-1000/10（执行标准GB1094.11-2007）。由于干式变压器的线圈和铁芯不会浸没在绝缘液体中，具有安全、省电、维护方便等优点[2]。具体优点如下。

（1）铁芯使用优质冷轧晶粒曲向硅钢片卷绕成型，不存在接缝，为比较完整的密闭性整体，当负荷超过额定荷载时具有显著的抗冲击优势。

（2）铁芯硅钢片使用45°全斜接缝，保证磁通可以顺着硅钢片接缝处通过，从而有效降低空载时激磁电流，降低能耗。

（3）硅钢片有磁化性特点，通过利用这一特点可以降低涡流损耗，减少变压器空载过程中对电能的消耗。

（三）减少配电线路电能损耗措施

在电流不变的情况下，线路长度越大，电阻越大，产生的能耗也越大。为了降低电能消耗，需要做好下述几点。1）加大导线横截面积。在保证负载电流量充足、供电电压稳定的情况下，可以增加导线的横截面积，虽然短期，会加大投入，但从长期看，会降低运行费用，节省电能。2）缩短导线长度。设计配电箱和低压箱出线回路时，尽可能走直线，并且设计变配电所要尽可能接近负荷聚集的区域，低压线路供电半径保持在200m 内，少负荷区供电半径控制在250m 内，负荷密集区供电半径控制在150m 内。

（四）对三相负荷进行平衡

为了降低三相负荷不平衡能耗，需要对三相负荷进行调整，保证不平衡度可以达到规定要求：（1）支线和干线首段的不平衡度要保持在20%的范围内；（2）配电变压器出口位置电流不平衡度要保持在10%的范围内；（3）中性线电流的强度要控制在额定电流强度的1/4；（4）平均分配三相配电干线，最小相负荷要控制在三相负荷平均值控制的85%以上，最大相负荷要控制在三相负荷平均值的115%内。

（五） 无功补偿10kV 配电

无功补偿主要对配电变压器低压侧进行集中补偿，并辅以高压补偿。无功补偿装置容量设计为变压器最大负载率的75%，设计负荷自然功率因素为0.85，主变压器容量按照20%～40%配置。可以結合负荷的基本特征，进行无功补偿装置的配置。进行无功补偿前，要做好经济技术比较，保证选择的电容补偿容量方案节能效益最好、投入资金最小，最大限度降低无功损耗。

三、结语

综上所述，供配电系统是节电的重要环节，因为数量和容量都比较大，因此需要分析配电变压器运行的经济性，确保配电变压器处在经济运行的状态下；选择节电性良好的干式配电变压器，进行无功补偿，降低电能损耗，提高供配电系统的经济性。

参考文献：

[1]李学.工矿企业供用电系统全面节电技术[J].节能与环保，2008（4）：38-39.

[2]周杰.浅析供配电系统节电技术措施[J].民营科技，2009（4）：196-196.