朱洪仁

【摘 要】變電站的電氣節(jié)能是電力設(shè)施節(jié)艙的重要組成部分，本文就變電站電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】變電站；電氣節(jié)能；變壓器

0.概述

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的國(guó)家，能源的需求量大，消耗量也大。由于經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致電力供應(yīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的短缺，一些地方不得不采取“拉閘限電”等措施，這直接影響到各地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾的正常生活。因此采取各種切實(shí)有效措施節(jié)約電能也就顯得尤為重要。

本文對(duì)變電站的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)部分進(jìn)行分析探討。

1.變電站電氣能耗現(xiàn)狀

（1）變電站內(nèi)電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，需要產(chǎn)生有功及無(wú)功損耗。

（2）變電站在運(yùn)行過(guò)程中，值班人員的生活生產(chǎn)需要消耗電能。

（3）照明、空調(diào)、風(fēng)機(jī)等建筑電氣的長(zhǎng)期運(yùn)行消耗。

2.變電站的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）科學(xué)、合理選擇設(shè)備結(jié)構(gòu)型式和主要參數(shù)以降低設(shè)備損耗變電站一次設(shè)備能耗較高的主要為主變壓2S及高壓電抗器，在設(shè)備選型時(shí)，需對(duì)設(shè)備節(jié)能降耗充分研究并提出相應(yīng)的技術(shù)要求。

變壓器的損耗主要是包含電流流過(guò)線圈導(dǎo)體發(fā)熱而產(chǎn)生的負(fù)載損耗以及由于電磁感應(yīng)效應(yīng)在鐵芯中產(chǎn)生的空載損耗，此外包括漏磁產(chǎn)生的雜散損耗和風(fēng)扇、油泵等輔助設(shè)施運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的輔助損耗。

變壓器的損耗與變壓器結(jié)構(gòu)和材料關(guān)系密切，一般情況下，單相變壓器的損耗高于三相變壓器；三相雙繞組（或三繞組）變壓器的損耗高于三相自耦變壓器；而有載調(diào)壓變壓器的損耗高于無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器。為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案的要求，在確定變壓器的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，推薦采用三相雙繞組（或三繞組）有載調(diào)壓變壓器；在變壓器技術(shù)規(guī)范中，把損耗的大小作為訂貨的其中一個(gè)重要考慮因素，鼓勵(lì)廠家優(yōu)先選用高性能、低損耗的電工產(chǎn)品，從根源上確保節(jié)能措施的落實(shí)。另外，為了降低變壓器散熱ee的損耗，優(yōu)先選用效能高、功率小、噪聲低的風(fēng)扇組，把輔助損耗降到最小。

合理選擇變壓器的容量，根據(jù)季節(jié)與負(fù)荷特性及時(shí)調(diào)整變壓器分接頭開(kāi)關(guān)，提高變壓器的負(fù)荷率。充分發(fā)揮變壓器潛力。

（2）合理選擇導(dǎo)體，減少電能損耗。

在導(dǎo)體選擇時(shí)，需考慮降低其電能損耗的因素。眾所周知，導(dǎo)體截面越小，導(dǎo)體單位長(zhǎng)度的電阻就越大，電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)的損耗也越大。為此，在選擇導(dǎo)體時(shí)，不但要按照導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量來(lái)選擇導(dǎo)體，而且對(duì)全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大、母線較長(zhǎng)、傳輸容量大的回路中的導(dǎo)體，要按照經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇截面。由于按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)體截面要大于按照導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量選擇的導(dǎo)體截面，從而減小了導(dǎo)體電阻，降低了運(yùn)行時(shí)的電能損耗。

（3）合理選擇無(wú)功補(bǔ)償容量及方式，降低系統(tǒng)無(wú)功損耗。

目前國(guó)內(nèi)220kV及110ky變電站的設(shè)計(jì)均采用在10kV側(cè)進(jìn)行集中無(wú)功補(bǔ)償，除了補(bǔ)償用電負(fù)荷產(chǎn)生的無(wú)功損耗外，還需補(bǔ)償主變運(yùn)行時(shí)繞組線圈感性負(fù)荷產(chǎn)生的無(wú)功損耗，因此在變電站設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分調(diào)查變電站周邊用電負(fù)荷的情況，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、線路長(zhǎng)度以及主變壓器自身電氣參數(shù)，按照近期、遠(yuǎn)期分另，j對(duì)大運(yùn)行方式及小運(yùn)行方式進(jìn)行補(bǔ)償容量的計(jì)算，以滿足變電站在各種運(yùn)行工況下的無(wú)功損耗最小。

在現(xiàn)有運(yùn)行的變電站中，無(wú)功補(bǔ)償裝置多采用并聯(lián)電容器組成套裝置，具有技術(shù)成熟、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富、造價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn)，但由于其電氣參數(shù)固定，不能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)償容量的線性連續(xù)調(diào)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的諧波抑制也有一定局限性。近幾年來(lái)，一種新型的無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與諧波綜合抬理混合系統(tǒng)（HVHC）技術(shù)已日趨成熟，其主要由靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）和混合型有源濾波器（HAPF）組成。SVC可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)連續(xù)快速補(bǔ)償，同時(shí)具備電壓支撐、阻尼振藹等功能；HAPF可有效治理SVC產(chǎn)生的諧波；以實(shí)現(xiàn)無(wú)諧波的動(dòng)態(tài)連續(xù)無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)還可治理電網(wǎng)負(fù)載產(chǎn)生的諧波。HVHC系統(tǒng)顯著降低了電網(wǎng)電能損耗和諧波，實(shí)現(xiàn)無(wú)功連續(xù)補(bǔ)償及高品質(zhì)節(jié)能，是變電站無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。

（4）合理選擇高效照明光源和燈具，降低照明能耗。

變電站屬于工業(yè)廠房，室內(nèi)有一般功能間，也有高大變配電室，變電站照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按工作場(chǎng)所的條件，選用不同種類6g高效光源，一般場(chǎng)所照明優(yōu)先采用熒光燈，推薦采用u型管節(jié)能熒光燈，不宜采用白熾燈；高大空間和室外場(chǎng)所的一般照明應(yīng)采用金屬鹵化物燈等高光強(qiáng)氣體放電燈，推薦采用節(jié)能型氣體放電燈。

在燈具選擇上，應(yīng)優(yōu)先選用直射光通比例高、控光性能合理、反射或透射系數(shù)高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具。

采用非對(duì)稱分步燈具。由于其具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點(diǎn)，在一定的照度下，能夠大大改善視覺(jué)提哦見(jiàn)，因此可獲得較高的效能。時(shí)選用變質(zhì)速度較慢的材料，如玻璃燈罩、鋁合金反射罩燈，以減少光能衰減率。

在相同的照度下，高效節(jié)能燈具比傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器燈具節(jié)能45%-50%，線電流下降約3倍，且自身基本不發(fā)熱，最大限度地節(jié)約了能耗。采用節(jié)能型燈具后，全壽命周期按保守30年計(jì)算，全壽命周期費(fèi)用減少量十分可觀。

（5）與通風(fēng)專業(yè)配合，合理選擇空調(diào)設(shè)備，節(jié)約空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。

為了能使各工藝房間的設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，各房間需要配置空調(diào)器控制房間的溫度，空調(diào)設(shè)備如果選大，就會(huì)造成設(shè)備投資的浪費(fèi)；如果選小，空調(diào)設(shè)備就會(huì)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，從而縮短設(shè)備的運(yùn)行壽命。因此應(yīng)根據(jù)各房間的特點(diǎn)選用布置空調(diào)。各繼電器室、蓄電池室選用風(fēng)冷分體空調(diào)，主控通信樓選用多聯(lián)集中空調(diào)，空調(diào)型號(hào)的選擇要考慮設(shè)備、燈、運(yùn)行人員等的發(fā)熱量及維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷/熱符合，建筑裝修特點(diǎn)合理配置空調(diào)器，這樣不會(huì)造成設(shè)備的選大或選小。設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮施工維修簡(jiǎn)單，操作方便，節(jié)約材料的方案。設(shè)備應(yīng)選擇技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備性能穩(wěn)定、COP高、價(jià)格合理的產(chǎn)品。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可知，實(shí)現(xiàn)變電站電氣節(jié)能是必要的也是可實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)從設(shè)計(jì)抓起。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)定，考慮國(guó)情、地域、氣候、投資等因素影響，多方面多角度優(yōu)化設(shè)計(jì)，更大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。 [科]