浅谈配电系统的降损节能措施

黄维元

摘 要：国家节能减排工作以来，对电力企业提出了建设环境友好型、资源节约型的企业要求。企业贯彻落实科学发展观，扎实做好节能降耗工作，是义不容辞的社会责任。对于污水处理厂配电系统而言，不仅要减少处理污水的电能损耗，同时还有净化电气环境，提高电能质量，提高其经济效益和社会效益。目前电力节能减排的有效方法就是降低电网功率损耗，而且这也是电力节能领域研究的热点和难点。本文围绕“污水处理厂的配电系统降低能耗”为主题，进行分析，希望能给相关人员一些借鉴。

关键词：污水处理厂；配电网；电力节能

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0091-02

前 言

电力节能问题是我国建立节约型社会的一个重大战略问题，降低电网消耗是我国电气方面的研究焦點。目前在污水处理厂采用的主要是安装电力滤波装置和无功补偿装置来达到电气节能的目的，但是取得的效果仍然有限，如何能高效率的降低电能消耗、提升电能质量，必将是电力领域研究的重点问题。

1 污水处理配电系统常见的故障

常见故障主要有以下：

（1）供电线路断线或者氧化接触不良引起的相关故障；

（2）由于外力破坏而引起的短路或接地故障；

（3）电缆短路、中间接头过热和接地故障；

（4）因负荷电流和短时故障电流发热引起的断路器故障；

（5）由开关和跌落式熔断器引发的故障。

2 配电系统故障原因分析

对于发生在供电网上的事故，往往是由管理上的漏洞、设备本身及技术上存在的问题等综合引起的。

2.1 未对配电线路灵敏度进行检验

在一级配电时，只要满足灵敏度，线路电压一定是会满足要求的。在二级及二级以上的配电线路中，线路压降和灵敏度都必须要进行检验。相关人员有时候注意力都放在接地故障和灵敏度上，认为安装了电流保护装置就万事大吉了，殊不知还必须对线路之间的短路保护进行检验。当采用非选择性的开关时，一般顺动电流会很大，灵敏度会不满足要求。这种情况下，一般会选用有选择性的开关，然后通过短路短延时的设置来保护接地装置。

2.2 电动机不设就地控制和解除远方控制的措施

近年来，我国的污水处理自动化取得了很大进步，都用上了自动控制系统。通过计算机控制系统及现场控制站组成了数据通信系统。现场控制站需要对工艺参数进行检测，还需要对用电设备的信号进行采集、检测和控制，并向控制室传输信息，对厂区的工艺实行动态显示。中央控制室起着总控的作用，搜集全部的设备运行信息，监控设备的运行，并下达控制指令。就地控制的电动机一般处于便于操作和观察的地点，用于日常调试和维修，为了设备和维修人员的安全，一般具有较高的控制权，但是却没有解除远方控制的措施。而在我国相关的配电设计规范中有明确规定：远控电动机必须有就地控制和解除远方控制的措施。这样能最大程度的保证检修人员的人身安全，因此这一点必须引起重视。

2.3 元器件的选择不合理

在一些工程图纸中，一些断路器的断路电流设置的过大。这是不合理的，应该根据工程特点和用电负荷情况尽情酌情设置。配电系统一般采用单母线分段的形式。两回电源是由两个变压器分别提供。在平时，母联断路器处于断开状态，两回电源同时供电。当一回电源出现故障或者需要检修时，母联断路器合闸，全部的负荷由另一回电源承担。当一、二级用电负荷不大时，没有必要将断路器的断路电流设置的那么大。应该按照一、二级的用电载荷容量，进行长期的考虑，设定断路器的断路电流即可。

2.4 配电设计中应合理的使用熔断器

一般的回路都需要采用断路器，出现故障时能够及时的排除，排除后合闸就行了，十分方便。而且熔断器最大的优点就是短路分段能力很强，这是小型断路器分路能力远远赶不上的。对比断路器而言，熔断器一般不会出现故障，而且熔断器构造简单，价格便宜，容易安装和更换。在更换熔断器时可以采用专用的手柄，这样可以更加快捷的完成更换，不需要像更换断路器一样的麻烦。就现况而言，熔断器在我国还有很大的发展空间。

3 配电系统的节能设计

针对以上主要故障，必须加强配电系统的管理，减少故障，也是节能的体现。

3.1 加强HVHQC系统结构的优化设计

对于污水处理厂的配电网结构，要想实现动态谐波和连续无功调节的操作目标，必须优化HVHQC系统结构的设计。在具体的设计过程中，要对谐波治理部分有一定的了解。像电压型逆变器、输出滤波器、耦合变压器等，都属于谐波治理部分。对于连续无功调节的过程中，应该重视TCR、注入电容等不同构件的组成。无功调节的主要作用是对高压母线中的电流进行必要的补偿，使其中的功率因数可以满足配电网节能设计的要求。而谐波治理部分的作用，主要是降低配电网中的电流畸变率，提高电网电能的质量。只有实现了谐波治理和连续的无功调节，才能够实现高品质电气节能的设计目标。

3.2 加强HVC系统结构的优化设计

对配电网测结构进行有效分析后发现，在补偿配电压无功的实际操作中，HVC系统起着十分重要的作用，能够增强电网节能。与此同时，HVC具有补偿容量大、造价成本低、补偿效果好的优势，因此具有十分广泛的实际应用范围。同时，在主电路的设计中，对电压型逆变器、投切电容器进行必要的设计，有利于优点主系统中HVC主电路的服务性能。在启动电路的设计过程中，要尽量的发挥整流电路的优势，确保直流侧电压充电的良好性能。当电压达到配电网的额定电压时，应该及时的断开开关，让HVC中投电容器发挥其应有的作用。

4 检测与控制子系统

在污水处理的运行中，为了实现精准控制，从而达到污水厂节能的目的，往往需要检测与控制子系统发挥关键的作用；为了延长污水处理厂电气装置的使用寿命，完善其服务性能，需要对检测与控制子系统进行优化设计，以增强电气节能装置在谐波及无功调节中的实际作用，最后达到配电网节能的目的。想要实现这样的目标，需要采用数字控制器来作为电气节能装置的核心模块，这样才能达到预期的节能效果。检测与控制子系统一般采用数字处理器作为主要控制器，来保证系统的正常运行。这种处理器中中具有丰富的硬件和软件指令，如仿真开发技术、多功能处理单元等，能够显著增强电气设备中数据处理的功能和效果，优化电气装置，达到节能效果。

5 監控子系统

5.1 监控子系统的硬件

主控制器主要是用于控制算法，生成指令并驱动器件。虽然能够对搜集的信息分析和展现，但是会受到硬件设备的限制，无法提供较为良好的存储空间。因此为了有效的监控系统的运行情况，搜集电路的运行信息，了解电网的运行情况，就需要设置监控子系统，这对于电路的高效安全运行有着十分重要的作用。整个电气节能系统中，监控子系统需要完成对电网电压、电流参量的长期监测和分析、保存，同时还需要向总控制器进行参数和信息的传递。

5.2 监控子系统的软件

监控子系统需要对多路信号进行检测，并记录下其电压和电流值，通过多次分析其监控结果，可以设置报警定值和时限定值，当测量值超过限值时，计算机就会报警，并记录下报警时的波形以及参数变化等，方便以后的查询，当然，电压电流也必须按照要求设定保护定值和时限定值，当超过限值时，会产生记录并传输信号，控制保护电闸跳出。一般监控子系统的软件可以分为两部分：①实时数据模块；②数据统计模块。实时数据模块主要是用于采集配电网中谐波的存在情况，主要包括有电流电压的波形显示、各次电流电压的谐波幅值，各种参数的数据显示等。数据统计模块中的输出形式主要是统计图模块和统计表模块。统计图模块主要是通过图像来显示出配电网的运行情况，特点是清晰明了，容易进行分析和比较。统计表模块主要是表格形式来对电网的运行情况进行统计。优点是数据精确，有利于进行定量分析。

6 配电网节能的结论

将不同的节能装置置于不同等级的配电网侧，并通过计算机和网络技术对运行信息进行采集和处理，实行实时的监控和管理。不进能够加强对污水处理厂配电无功和谐波的综合管理，也能够有效的减少电网的电能损失，达到电气节能的目的。

7 结束语

在实际的配电系统中会遇到各种各样的问题，因此我们必须根据实际情况，具体问题具体分析，同时也要严格遵循相关的规范，有针对性的进行配电设计。

参考文献

[1]舒 适.污水处理厂高低压配电网电气节能新技术的研究[D].河南大学，2016（12）：122～124.

[2]宋晓英，吴修伦.污水处理厂高低压配电网电气节能新技术[J].科技促进发展，2015（12）：126～128.

[3]马 超，陈向明.浅谈城市污水处理厂中的节能技术[A].2012.

[4]全国给水排水技术信息网年会论文集[C].2010.

收稿日期：2018-3-11