1、引言
對于供電部門，電能損耗管理可以說是一個系統(tǒng)工程。它不僅涉及規(guī)劃、設(shè)計、運行和檢修的各個方面，還和線路、變電、用電等部門聯(lián)系密切，電能損耗率的大小與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運行方式、負荷大小、檢修質(zhì)量、用電管理、表記管理、抄表周期、無功補償?shù)榷喾N因素有關(guān)。
在我們負責的供電范圍內(nèi)，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(zhuǎn)供電量在3 000萬kW.h左右。而且隨著區(qū)域的擴建，變配電設(shè)施容量還有增長的趨勢。而對日漸龐大的供電系統(tǒng)，需要采取一定的技術(shù)措施來控制能量的損耗。如果從用電組織設(shè)計出發(fā)，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(jié)能技術(shù)和加強運行管理，將能有效地控制運行和電網(wǎng)建世過程中的無謂的電能損耗。
為此，我們考慮采取的技術(shù)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(shù)，降低線損。
3）路燈同路加裝節(jié)能裝置。
2、變壓器的節(jié)能
電力系統(tǒng)要把電能從發(fā)電站送到用戶，至少要經(jīng)過4～5級變壓器方可輸送電能到低壓州電設(shè)備（380/220v）。雖然變壓器本身效率很高，但因其數(shù)量多，容量大，總損耗仍很大。據(jù)估計，我國變壓器的總損耗占發(fā)電量的10％左右，損耗每降低1％，每年可節(jié)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(jiān)測系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：我區(qū)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(jié)性變化較大，同時區(qū)域內(nèi)的民用建筑多為一、二級負荷，根據(jù)《北京地區(qū)電氣規(guī)程匯編應(yīng)用指導(dǎo)》中有關(guān)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(jù)現(xiàn)有站內(nèi)變壓器臺數(shù)、容量及型號參數(shù)，通過變壓器運行方式的調(diào)整來節(jié)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(wǎng)改造前，運行中的變壓器多是20世紀六七十年代的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品材質(zhì)較差，結(jié)構(gòu)陳舊，導(dǎo)致能耗很大。所以在網(wǎng)改中對變壓器的選型首先淘汰了S7或S9。型號的油變壓器，大部分都更換成了SCB9的十式變壓器。
2）變壓器的經(jīng)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(jié)能的角度出發(fā)，優(yōu)先選擇損耗小的運行方式。通過詳細計算找出變壓器經(jīng)濟運行的投切點，根據(jù)季節(jié)變化投入適當?shù)淖儔浩鬟\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SCB9/6.3 kV的干式變壓器，參數(shù)值如附表所示。
附表
1）變壓器空載時電源側(cè)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(qū)是經(jīng)三級以上變壓的用戶KQ=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(shù)據(jù)得到，當0<S<229 kVA時，投入A變壓器運行；當229 kVA<S<533 kVA時，投入B變壓器運行；當S>533 kVA時，需要投入2臺運行比較經(jīng)濟。而在實際運行中，這2臺變壓器的供電范圍內(nèi)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(jīng)濟運行方式的節(jié)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(jù)并聯(lián)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(jié)約電量
2.5x30x5x24=9000 kW.h
生活區(qū)共有電站13座可以采用改變運行方式的方法進行節(jié)電，所以整個供電范圍內(nèi)的年節(jié)電量粗略估計為
13x9000=11.7x104 kW.h
3、提高功率因數(shù)
（1）提高功率因數(shù)的方法
按照《供電營業(yè)規(guī)則》中的有關(guān)規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡。用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標準設(shè)計和安裝無功補償裝置。在我們的供電范圍內(nèi)均采用在變壓器二次側(cè)安裝集中無功補償裝置的方式提高功率因數(shù)，以達到規(guī)定內(nèi)的要求。
1）補償無功功率 可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計容量，減少投資，例如當功率因數(shù)COSφ=0.8增加到COSφ=0.95時，裝1kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52 kw；反之，增加O.52kW。對原有設(shè)備而言，相當于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無功補償，便可以減少設(shè)計容量，從而減少投資。
2）降低線損由公式△P％=[1-（COSφ1/cosφ2）2]x100％得出。其中COSφ2為補償后的功率因數(shù)，COSφ1為補償前的功率因數(shù)，則COSφ2>cosφ1，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了。減少設(shè)計容量．減少投資，增加電網(wǎng)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(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。
提高功率因數(shù)，可以有兩個途徑，一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，即不采取任何補償裝置時的功率因數(shù)；二是采取人工補償?shù)姆绞绞箍偣β室驍?shù)提高。
對于提高自然功率因數(shù)，采用如下方法。
1）合理選擇電動機的型號和規(guī)格 首先在滿足使用要求的情況下，選用功率因數(shù)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(fù)短時丁作制的設(shè)備，可以考慮使用空載切除的裝置。
2）對于用人丁補償?shù)姆椒绞教岣吖β室驍?shù)已經(jīng)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(shù)，可以通過計算獲取應(yīng)補償?shù)臒o功容量。比如某電站計算負荷為800 kW，平均功率因數(shù)為0.85，若提高到0.95，需補償?shù)臒o功容量為
TanA=tan（arccos0.85）=0.62
TanB=tan（arccosO.95）=0.33
補償容量Qcc=0.75x800x（0.62-0.33）=174kvar
（2）功率因數(shù)提高后的節(jié)能效果
區(qū)域內(nèi)總的電量損失3000xO.ll=330萬kW.h；電量損失包括各個環(huán)節(jié)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(wǎng)改后，對變電站和箱變都增加丁尢功補償裝置，功率因數(shù)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(tǒng)一按照功率因數(shù)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(shù)為φ1時，損耗P1；功率因數(shù)為φ2時，損耗P2。
P2/P1=（cosφ1/cosφ2）2
節(jié)約的電量P1-P2=[1-（cosφ1/cosφ2）2]P1
生活區(qū)年節(jié)約電量130x[1-（0.8/0.93）2=33.8萬kw.h。
4、路燈系統(tǒng)加裝節(jié)能裝置
在我們的供電區(qū)域內(nèi)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(jié)電產(chǎn)品應(yīng)用在路燈系統(tǒng)，其年節(jié)電量可達到20％。該節(jié)電系統(tǒng)運作過程為：裝置以220 V全電壓啟動（t0-t1）后，幾分鐘（t1-t2）內(nèi)緩步達到設(shè)定電壓210 v，之后平穩(wěn)運行（t2-t3），4 h后（午夜）緩步（t3-t4）降低到節(jié)能電壓200v，持續(xù)運行至天亮。如圖1所示。
路燈節(jié)電系統(tǒng)全部投入運行后，我們對轄區(qū)路燈進行了為期2個月（6月12只～8月14同）的數(shù)據(jù)跟蹤監(jiān)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(shù)據(jù)其中東里路燈用電量（度）的監(jiān)測結(jié)果如圖2所示。
圖2 節(jié)電系統(tǒng)投退運行電量對比圖（6.12～8.14）
西里路燈的監(jiān)測電流電壓數(shù)據(jù)如圖3所示。
圖3 節(jié)電系統(tǒng)投退前后電壓電流對比圖
通過對2個月來臨測數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，可以得到如下信息。
1）節(jié)電系統(tǒng)退出運行28天（6.12～8.14）的用電量為1880kW.h。
2）節(jié)電系統(tǒng)投入運行28大（6.12～8.14）的用電量為l520kW.h。
3）節(jié)電系統(tǒng)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(jié)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(jié)約電量
70x19.1％=13.37萬kW.h。
節(jié)電系統(tǒng)自今年6月份投入運行至今狀況穩(wěn)定，未出現(xiàn)任何異常情況。
5、其他措施
在建設(shè)轄區(qū)內(nèi)供電系統(tǒng)中我們還采取了一系列其他措施以降低網(wǎng)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(lián)電纜；增建低壓變電站盡可能設(shè)在供電負荷中心；變壓器選用節(jié)能新型變壓器；配電設(shè)備開關(guān)選用節(jié)能新型設(shè)備開關(guān)；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(guī)方法連接，以降低接頭損耗；在用電計量裝置改造上優(yōu)先選用卡式計量裝置；鼓勵居民使用節(jié)能電器產(chǎn)品等。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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