淺談供配電設(shè)計的節(jié)能

李輝

【摘要】文章僅就在供配電設(shè)計中如何注意節(jié)電，并對設(shè)計的“節(jié)能性”和“經(jīng)濟(jì)性”兩者的統(tǒng)一，論述相關(guān)的措施及建議。

【關(guān)鍵詞】供配電；節(jié)能；設(shè)計

一、準(zhǔn)確測算用電負(fù)荷

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，電網(wǎng)的損耗約占發(fā)電功率的5.11%，而其中變壓器的損耗占全部損耗的27%，因此，盡量降低變壓器損耗對降低網(wǎng)損具有舉足輕重的意義。在整個電網(wǎng)所裝接的變壓器中，尤以廣大用戶所安裝的配電變壓器臺數(shù)多且總?cè)萘看螅虼?，配電變壓器的?jié)能就自然是用戶及設(shè)計者首先應(yīng)注意的課題。要降低變壓器損耗，必須合理確定變壓器容量。而要合理確定變壓器容量，首先就要準(zhǔn)確測算用電負(fù)荷。設(shè)計者當(dāng)前普遍感到的困惑，是一些計算系數(shù)（如用電設(shè)備的需要系數(shù)）已不能準(zhǔn)確地反映負(fù)荷的實際情況。許多計算系數(shù)還是沿用幾年前的數(shù)據(jù)，與當(dāng)前我國企業(yè)實際反映出來的負(fù)荷情況有較大差距。特別是許多新興工業(yè)部門和新型用電設(shè)備，極需要有關(guān)部門組織力量，通過調(diào)查研究制定出符合我國國情的各類用電設(shè)備實際需要的比較合理的計算值，以滿足設(shè)計部門的需要。

二、關(guān)于配電變壓器負(fù)荷率的確定

關(guān)于配電變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率的確定，已有不少文章從不同的角度進(jìn)行了探討。從目前來看，比較一致的看法是：按變壓器的功率損耗（包括有功和無功功率損耗）最小，即效率最高的原則來確定的變壓器容量，負(fù)荷率偏低，且沒有反映出負(fù)荷變動情況（難以保證在不同大小的負(fù)荷情況下變壓器效率都最高），對用戶來講，這并不是最經(jīng)濟(jì)的選擇，因而在實際上不被用戶和設(shè)計部門所接受。而按變壓器年電能損耗最低和年運行費用最低，并綜合考慮變壓器裝設(shè)的初投資來確定的變壓器安裝容量才是經(jīng)濟(jì)合理的。如何才能將配電變壓器容量選擇上的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性統(tǒng)一起來呢？筆者認(rèn)為，將基本電費按用戶的實際最高需要功率（千瓦）來計征，已投產(chǎn)的用戶大力推廣安裝最高需量表，對新設(shè)計的用戶可先按計算容量預(yù)收，俟投產(chǎn)后按實際最高需量核定并結(jié)算。這樣使用戶交納的上述費用真正與實際用電量掛鉤，而不是與變壓器的裝設(shè)容量掛鉤，將有利于配電變壓器的節(jié)能選擇及運行，從而有利于整個配電網(wǎng)能耗的降低。

三、選擇低損耗的節(jié)能型變壓器

由于配電變壓器特別是10千伏級配變遍布廣大企業(yè)及農(nóng)村，其裝設(shè)總?cè)萘繛檎麄€電網(wǎng)發(fā)電容量的數(shù)倍，因此在供配電設(shè)計中處理合理確定配變?nèi)萘客?，還要正確選擇變壓器型號。1979年全國統(tǒng)一設(shè)計的SL7系列配變，與原有的老產(chǎn)品相比，空載損耗降低約40%，負(fù)載損耗約15%。1984年全國統(tǒng)一設(shè)計的S9系列則是按照IEC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，比SL7系列空載損耗平均降低8%；負(fù)載損耗降低約24%；油重降低17%；總重量降低約20%，且采用了新式條形分接開關(guān)，大幅度縮小了油箱高度，是目前國內(nèi)最先進(jìn)的產(chǎn)品。S6系列產(chǎn)品，其性能與S9相近。另外對于季節(jié)性容量變化較大的負(fù)荷，比如農(nóng)用配電變壓器，可采用雙容量變壓器，當(dāng)負(fù)荷輕時可切換到較小的輸出容量上運行，從而可降低空載損耗，節(jié)約電能。

四、合理確定無功補償點，降低配電網(wǎng)損耗

目前我們在供配電設(shè)計中，大多數(shù)情況下均采用在配變低壓側(cè)集中裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補償?shù)姆绞?。這種補償方式，雖能提高配變低壓側(cè)及高壓側(cè)的功率因數(shù)，但補償范圍伸不到低壓配電網(wǎng)，使低壓配電系統(tǒng)線路損耗得不到降低；而長距離、大容量的低壓配電，其線路損耗是不容忽視的，因此設(shè)計者宜在配電網(wǎng)的設(shè)計中，對長期運行運行、容量較大且用電設(shè)備集中的負(fù)荷點進(jìn)行就地補償，如工廠內(nèi)的各種泵站、動力站房及負(fù)荷集中的車將或班組宜就地設(shè)置補償電容器裝置。但是，對于暫載率較低的電焊機，或頻繁、快速起停，正反運行的電動機等則不宜就地補償。

五、合理確定配電電壓以節(jié)約電能

提高配電網(wǎng)電壓，可使網(wǎng)絡(luò)電流減小、損耗降低，因此在供配電設(shè)計中，應(yīng)盡量選擇可能的較高的配電電壓。工廠的高壓配電電壓，目前大多采用10千伏。但是隨著35千伏成套戶內(nèi)開關(guān)柜和35千伏全塑電纜以及高分?jǐn)嗟蛪号潆婇_關(guān)等電氣設(shè)備的廣泛使用，將使采用35千伏作為工廠內(nèi)部配電電壓與使用10千伏作為配電電壓一樣方便；特別是對于用電負(fù)荷在2000～20000千伏安的企業(yè)，在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電條件許可的情況下，宜采用35千伏作為企業(yè)內(nèi)部配電電壓。這樣可以減少電網(wǎng)配電級數(shù)，大大降低線損及配變總損耗。至于低壓配電電壓，大多采用380/220伏，如果將其升為660/380伏，則除能減小導(dǎo)線截面、擴(kuò)大供電范圍外，因相同輸送功率的電流下降42.3%，線路及電氣設(shè)備的損耗亦將大幅度下降。當(dāng)然，低壓配電電壓要升壓運行，要引起配電設(shè)備、電線電纜以及用電設(shè)備額定電壓的升高。用電設(shè)備電動機采取一些措施如選380伏△接法的六個抽頭的電動機可以很方便地改接為Y接法，將額定電壓提高到660伏。

低壓配電電壓要升壓，牽涉的問題還很多，特備是用電設(shè)備方面牽涉的面很廣，但是從提高低壓電網(wǎng)輸送能力、降低原材料及有色金屬消耗、大量節(jié)約能源等方面來看，不失為應(yīng)該予以逐步推廣的技術(shù)措施之一。