9．1供配电系统节能

9．1　供配电系统节能

为数不少的工程项目由于负荷计算不合理或用电数据不全导致变压器选择过大，使变压器运行效率低；由于照明光源选择不当、照度计算不合理、未考虑节能控制方式等情况，使照明浪费较大；由于导线选择不合理，使得线损较大。

9．1．1　变配电设备

在建筑工程中，根据单位工程建筑规模的大小差异和使用功能的不同，都要用到规格、型号、数量不同的变压器。变压器是从输电到配电、用电不可缺少的电气设备。因其数量多、容量大，所以在广义电力系统中，变压器总的电能损耗占发电量的10%左右。变压器损耗占电力系统线损的50%左右。因此，开展变压器经济运行，采用新型节能型变压器，降低变压器损耗，是实现建筑电气系统经济运行的重要环节，是节约电能的重要手段。

变压器的技术参数可表征变压器在供电过程中的自身损耗——有功功率损耗和无功功率损耗，所以变压器的技术参数是分析计算变压器经济运行的基础数据。变压器铭牌上标示的参数，一类是额定参数，表示变压器的基本性能；另一类是技术参数，表示变压器在供电过程中自身损耗的性能。

综合功率消耗是指变压器有功功率损耗和因其消耗无功功率使电网增加的有功功率之和。

综合功率损耗也是有功功率损耗，它的提出具有系统性。变压器综合功率经济运行是立足于电力系统总体最佳节电法，是既考虑有功电量节约，又考虑无功电量节约的综合最佳；同时也是既考虑用电单位的节电，又考虑供电网损降低的系统最佳。

电力变压器在电能损耗低的状态下的运行称为电力变压器的经济运行。国家标准《工矿企业电力变压器经济运行导则》（GB／T13462—92A）给出了按综合功率确定变压器经济运行区的方法：经济运行区的上限值规定变压器长期满载运行应视为安全合理的，因此该导则规定变压器在额定负载条件下运行作为经济运行区的上限值。同时可将变压器的运行区间划分为最佳经济运行区、经济运行区、不良运行区，如图9．1所示。

图9．1　变压器综合功率经济运行区间图

由图表明，变压器的负载率应在75%～85%为宜。

由上述分析可见，变压器经济运行的技术措施主要包括以下3个方面：

①以变压器综合功率损耗最小，确定变压器的最佳运行方式，对变压器的经济运行进行优化，实现节能。

②对配电变压器的经济运行区间和最佳运行区间进行分析，指出配电变压器的最佳负载率。

③确定两台变压器间负载的经济分配，是与变压器自身的短路损失成反比，与变压器容量的平方成正比。

9．1．2　配电线路

在配电网中的绝大部分损耗电量是损耗在低压线路上的，因此，降低低压线路上的损耗是降低配电网损失率的关键，故在低压线路上采用合理的无功补偿设备，尽可能减小低压线路上的电流，最终达到降损目的。

在配网的配电变压器或用户变电所安装无功补偿装置，就地补偿无功功率，实现电容器自动投、切控制，使配网输送的无功功率达到最低限度，可大大减少线路的有功损耗，达到降损节能的目的。

随机补偿就是将低压电容器与电动机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备亦退出。不需频繁调整补偿容量，具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点，更重要的是低压动力用户都不在低压线路首端，采用此补偿方式后能大大提高整段低压线路（从配变出口至补偿器安装处）的功率因数，从而相应减小该段低压线的电流，最终达到降低电能损耗的目的，并能改善低压线路末端的电压质量。