1、引言 對于供電部門，電能損耗管理可以說是一個系統工程。它不僅涉及規劃、設計、運行和檢修的各個方面，還和線路、變電、用電等部門聯系密切，電能損耗率的大小與網絡結構、系統運行方式、負荷大小、檢修質量、用電管理、表記管理、抄表周期、無功補償等多種因素有關。 在我們負責的供電范圍內，共有42臺變壓器，近15萬m高低壓輸電線路，500多套路燈，年轉供電量在3 000萬kW.h左右。而且隨著區域的擴建，變配電設施容量還有增長的趨勢。而對日漸龐大的供電系統，需要采取一定的技術措施來控制能量的損耗。如果從用電組織設計出發，在滿足安全使用和實際投資效益的前提下，通過合理的選材，利用節能技術和加強運行管理，將能有效地控制運行和電網建世過程中的無謂的電能損耗。 為此，我們考慮采取的技術措施主要有以下三個方面： 1）變壓器的合理運行模式。 2）提高功率因數，降低線損。 3）路燈同路加裝節能裝置。 2、變壓器的節能 電力系統要把電能從發電站送到用戶，至少要經過4～5級變壓器方可輸送電能到低壓州電設備（380/220v）。雖然變壓器本身效率很高，但因其數量多，容量大，總損耗仍很大。據估計，我國變壓器的總損耗占發電量的10％左右，損耗每降低1％，每年可節約上百億kW.h電能，因此，降低變壓器損耗勢在必行。 通過自動化監測系統記錄的數據分析發現：我區夏季高峰負荷比冬季高峰負荷高3倍多，高峰負荷與低谷負荷對比達11：1。負荷隨季節性變化較大，同時區域內的民用建筑多為一、二級負荷，根據《北京地區電氣規程匯編應用指導》中有關變（配）電所變壓器配置原則，我們的變電站多選用2臺及以上變壓器。根據現有站內變壓器臺數、容量及型號參數，通過變壓器運行方式的調整來節約電損，我們采取的措施主要有： 1）變壓器型號選擇 在實施電網改造前，運行中的變壓器多是20世紀六七十年代的產品。這些產品材質較差，結構陳舊，導致能耗很大。所以在網改中對變壓器的選型首先淘汰了S[SUB]7[/SUB]或S[SUB]9[/SUB]。型號的油變壓器，大部分都更換成了SCB[SUB]9[/SUB]的十式變壓器。 2）變壓器的經濟運行 2臺變壓器有3種運行方式：變壓器A單臺運行，變壓器B單臺運行，變壓器A與B同時運行。在實際的投入使用過程中，從節能的角度出發，優先選擇損耗小的運行方式。通過詳細計算找出變壓器經濟運行的投切點，根據季節變化投入適當的變壓器運行。 （1）運行方式的確定，采用綜合功率損耗的計算方法 例如，某變電站共有2臺SCB[SUB]9[/SUB]/6.3 kV的干式變壓器，參數值如附表所示。 [ALIGN=CENTER]附表 [/ALIGN] 1）變壓器空載時電源側的勵磁功率（無功功率） 變壓器額定負載時所消耗的漏磁功率（無功功率） 2）變壓器空載綜合功率損耗（kw） 由于我們地區是經三級以上變壓的用戶K[SUB]Q[/SUB]=0.08～0.15，取0.1。 變壓器額定負載綜合功率損耗（kW） 3）變壓器A和變壓器B綜合功率臨界負載功率 4）變壓器A和變壓器A、B之間的臨界功率 5）變壓器B和變壓器A、B之間的臨界功率 通過上述計算后的數據得到，當0533 kVA時，需要投入2臺運行比較經濟。而在實際運行中，這2臺變壓器的供電范圍內夏季負荷往往超過533 kVA，所以投入2臺運行，到冬季負荷降低時退出一臺，單臺運行。其他變電站按照上述方法以此類推，可以確定變壓器的投運方式，達到提高變壓器的利用效率，降低損耗。 （2）變壓器經濟運行方式的節能效果 仍以上述某變電站的2臺變壓器舉例，假定夏季負荷高峰時的負荷為800 kW，比較一臺變壓器運行帶全部負荷和2臺運行分別帶負荷時的變壓器損耗。 800kW時，由1臺變壓器帶 800kW時，I=0.8×91.65=73.32A 變壓器銅損 當由2臺變壓器帶全部負荷，根據并聯運行的變壓器負載分配與額定容量成正比，與短路電壓成反比．即 可知負載分配為 變壓器A的損耗 355KW時，I=355/800×73.32=32.53A 變壓器銅損 變壓器B的損耗 445KW時，I=445/1000×91.65=40.78A 變壓器銅損 總損耗 l.4+1.7=3.1 kW 損耗降低 5.6-3.1=2.5 kW 全年節約電量 2.5x30x5x24=9000 kW.h 生活區共有電站13座可以采用改變運行方式的方法進行節電，所以整個供電范圍內的年節電量粗略估計為 13x9000=11.7x10[SUP]4[/SUP] kW.h 3、提高功率因數 （1）提高功率因數的方法 按照《供電營業規則》中的有關規定：無功電力應就地平衡。用戶應在提高用電自然功率因數的基礎上，按有關標準設計和安裝無功補償裝置。在我們的供電范圍內均采用在變壓器二次側安裝集中無功補償裝置的方式提高功率因數，以達到規定內的要求。 1）補償無功功率 可以增加電網中有功功率的比例常數。減少發、供電設備的設計容量，減少投資，例如當功率因數COSφ=0.8增加到COSφ=0.95時，裝1kvar電容器可節省設備容量0.52 kw；反之，增加O.52kW。對原有設備而言，相當于增大了發、供電設備容量。因此，對新建、改建工程，應充分考慮無功補償，便可以減少設計容量，從而減少投資。 2）降低線損由公式△P％=[1-（COSφ[SUB]1[/SUB]/cosφ[SUB]2[/SUB]）[SUP]2[/SUP]]x100％得出。其中COSφ[SUB]2[/SUB]為補償后的功率因數，COSφ[SUB]1[/SUB]為補償前的功率因數，則COSφ[SUB]2[/SUB]>cosφ[SUB]1[/SUB]，所以提高功率因數后，線損率也下降了。減少設計容量．減少投資，增加電網中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業的經濟效益。所以，功率因數是考核經濟效益的重要指標，規劃、實施無功補償勢在必行。 提高功率因數，可以有兩個途徑，一是提高用電設備的自然功率因數，即不采取任何補償裝置時的功率因數；二是采取人工補償的方式使總功率因數提高。 對于提高自然功率因數，采用如下方法。 1）合理選擇電動機的型號和規格 首先在滿足使用要求的情況下，選用功率因數高的電動機；其次選擇的電動機要使其保持較高的負荷率，避免長期輕載運行：第三，盡量控制電動機的空載運行時間，對于反復短時丁作制的設備，可以考慮使用空載切除的裝置。 2）對于用人丁補償的方方式提高功率因數已經是普遍采用的一種方式，其計算方法：對于人工補償提高功率因數，可以通過計算獲取應補償的無功容量。比如某電站計算負荷為800 kW，平均功率因數為0.85，若提高到0.95，需補償的無功容量為 TanA=tan（arccos0.85）=0.62 TanB=tan（arccosO.95）=0.33 補償容量Q[sub]cc[/sub]=0.75x800x（0.62-0.33）=174kvar （2）功率因數提高后的節能效果 區域內總的電量損失3000xO.ll=330萬kW.h；電量損失包括各個環節所造成的：線路、變壓器、計量裝置、人工抄表造成的計量不同步等等原因。 實施網改后，對變電站和箱變都增加丁尢功補償裝置，功率因數由0.76提高到0.93以上，有的提高到0.96或者更高。改造前這部分電量損失約占40％，即130萬kW.h左右。為計算方便，統一按照功率因數從0.8提高到O.93計算，由于I=P/U×xcosφ，P（有功負荷），U不變，i僅隨cosφ變化：功率因數為φ[SUB]1[/SUB]時，損耗P[SUB]1[/SUB]；功率因數為φ[SUB]2[/SUB]時，損耗P[SUB]2[/SUB]。 P[SUB]2[/SUB]/P[SUB]1[/SUB]=（cosφ[SUB]1[/SUB]/cosφ[SUB]2[/SUB]）[sup]2[/sup] 節約的電量P[SUB]1[/SUB]-P[SUB]2[/SUB]=[1-（cosφ[SUB]1[/SUB]/cosφ[SUB]2[/SUB]）[SUP]2[/SUP]]P[SUB]1[/SUB] 生活區年節約電量130x[1-（0.8/0.93）[SUP]2[/SUP]=33.8萬kw.h。 4、路燈系統加裝節能裝置 在我們的供電區域內共有路燈回路13趟，燈具500套左右，燈型各異，年用電量在70萬kW.h左右。從市場中了解到，某節電產品應用在路燈系統，其年節電量可達到20％。該節電系統運作過程為：裝置以220 V全電壓啟動（t[SUB]0[/SUB]-t[SUB]1[/SUB]）后，幾分鐘（t[SUB]1[/SUB]-t[SUB]2[/SUB]）內緩步達到設定電壓210 v，之后平穩運行（t[SUB]2[/SUB]-t[SUB]3[/SUB]），4 h后（午夜）緩步（t[SUB]3[/SUB]-t[SUB]4[/SUB]）降低到節能電壓200v，持續運行至天亮。如圖1所示。

路燈節電系統全部投入運行后，我們對轄區路燈進行了為期2個月（6月12只～8月14同）的數據跟蹤監測，以刷為單位間隔將裝置進行投退運行，即第一周投入，第二周退出……以此類推，分別記錄運行數據其中東里路燈用電量（度）的監測結果如圖2所示。 [ALIGN=CENTER] 圖2 節電系統投退運行電量對比圖（6.12～8.14）[/ALIGN] 西里路燈的監測電流電壓數據如圖3所示。 [ALIGN=CENTER] 圖3 節電系統投退前后電壓電流對比圖[/ALIGN] 通過對2個月來臨測數據的分析總結，可以得到如下信息。 1）節電系統退出運行28天（6.12～8.14）的用電量為1880kW.h。 2）節電系統投入運行28大（6.12～8.14）的用電量為l520kW.h。 3）節電系統退出時甲均運行電壓223 v，電流28A：投入時前4h平均電壓210 v，電流20.7A。 節電率為 （1880 kW.h-l520 kW.h）/1880 kW.h=360 kW.h/1880kW.h=19.1％ 按照路燈年用電量70萬kW.h計算，全年節約電量 70x19.1％=13.37萬kW.h。 節電系統自今年6月份投入運行至今狀況穩定，未出現任何異常情況。 5、其他措施 在建設轄區內供電系統中我們還采取了一系列其他措施以降低網損，比如中壓變配電站忙置盡量合理：中壓輸電線路盡可能采用新型交聯電纜；增建低壓變電站盡可能設在供電負荷中心；變壓器選用節能新型變壓器；配電設備開關選用節能新型設備開關；采用集中或分散電容自動補償裝置，對低壓線路進行集中或就地補償；低壓供電線路離用電負荷最短；從中壓至低壓各種接頭采用先進正規方法連接，以降低接頭損耗；在用電計量裝置改造上優先選用卡式計量裝置；鼓勵居民使用節能電器產品等。

文章來源于《節能創新2006——首屆全國電氣節能大賽論文集》