试论变电所电气节能设计方法

试论变电所电气节能设计方法

杨立文

哈尔滨中电供电设计有限公司

摘要：变电所是电力系统中对电能和电压进行变换集中以及分配的场地，这个装置的应用对于电力系统的稳定运行具有非常重要的影响作用。为了让电力系统在运行过程中可以最大限度的节约电能上的使用，文章针对变电所电气节能设计方法进行了相应的研究得出的结论可以给相关工作人员的工作开展带来帮助。

关键词：变电所；电气设计；节能；措施

节能减排保护生态环境是当前社会发展的一项重要的战略国策。电能的普及让我们的现代生活变得越来越丰富，但是也让我们生活的环境变得更加恶劣。所以在变电所的系统运行中加入节能减排上的设计，可以让电能在使用过程中得到最大限度的节约。

1、变电所电气节能介绍

变电所工程的动力节能设备主要包括电动机本身、变压器等。电动机的主要性能指标是指它的效率以及功率，高效率和高功率的电动机可以在一定程度上减少变电所装置中的电能损耗。与普通的电动机相比，同样的条件下高效电动机更能实现节能降损的功能。此外高效发动机还有一个重要优势，就是具备交流变频调速装置，这也是高效电动机可以有效降低能源损耗的核心所在，在变电所中使用高效电动机，可以及时调控电动机的电压以及功率，进一步实现高效节能的目的，总之，高效电动机设备是其必备的节能设备。减少变压器的损耗也是节能的一个重要的措施，在设计中不能采用高损耗的变压器，变压器应采用10型及以上节能环保型、低损耗、低噪音，接线组别为Dyn11的变压器。

1.1合理计算用电负荷

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位指标法等。用电负荷计算方法宜按下列原则选取:在进行可行性研究和方案设计阶段可采用单位指标法、单位面积功率法和单位产品耗电量法,在初步设计阶段和施工图设计阶段,宜采用需要系数法、利用系数法,对于住宅建设,在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。

1.2变压器的经济运行、台数和容量的选择

po为空载损耗,即铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,其值与铁心材质等有关,而与负荷大小无关,它的大小取决于硅钢片的性能及铁芯的制造工艺。所以在新建或扩建工程应选用SL7、SLZ7、S9等节能变压器。与老产品相比,SL7、SLZ7无励磁调压变压器的空载损失和短路损失,10KV系列分别降低41.5%和13.93%;35KV系列分别降低38.33%和16.22%。S9系列与SL7系列比,其空载和短路损耗又分别降低5.9%和23.33%,平均每千伏安较SL7系列年节电9KWh。

Pk为变压器短路损耗,变压器的铜损与负荷电流平方成正比,负载电流为额定值时的铜损又称短路损耗。因此,变压器的铜损取决于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流的大小,它与负载率β的平方成正比。在设计时,应选用阻值较小的绕组,采用铜芯变压器。考虑到初装费、变压器、高低压柜、土建的投资、各项运行费用及当地供电部门的要求,又要使变压器在运行期间预留适当的容量,在确定变压器容量时,变压器的负载率应在75%-85%之间比较合适。

应根据负荷情况合理选择变压器容量、台数。民用建筑应按经济运行原则灵活选用变压器数量及投切方式,对于负荷系数长期偏低的变压器,应该考虑换用较小容量的变压器,若变压器选择容量过大,长期低于经济运行的负荷率,会造成有功损耗的上升,为其铁损并没有减少,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。如果运行条件许可,两台(或两台以上)并列运行的变压器,可考虑在负荷低时切除一台,或者采用负荷变化自动调整运行台数的装置。改建工程中,当负荷率低于30%时,应予调整或更换。当负荷率超过80%并通过计算不利于经济运行时,可放大一级容量选择变压器。

在同等情况下,电压等级越高,其损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了节能目的,可以选择10(6)KV的设备。

2、变电所系统运作上的节能措施实施

2.1提高系统的功率因数

在新系统运作过程中，提高系统的功率因数可以有效将线路以及变压器在电能上的损耗。电能在管线中的传输上主要分为有用功率和无用功率。有用功率是是在能源消耗上真正被电器设备所使用的电能，而无用功率则是指那些整流器中所存在的一些电流以及电压。为了让这两个功率因数可以在使用过程中得到最大的程度的降低。超前功率因数技术方法使用，可以将这些问题得到良好的解决，主要的原理是超前无用功率可以从系统上对电压进行由高向低地整理，将电压与电流上的损耗降到最小。

2.2智能建筑控制系统的应用

变电所在系统的运行过程中，主要是由一个管理系统对系统中的各个构件进行管理。智能化系统的应用可以满足节能以及绿色上的要求。这种装置的加入，可以让变电所的效率得到相应的提升，与此同时，也大大减轻了操作人员的工作负担。智能装置投入到变电所中以后，可以满足现代化智能办公楼以及其他电能用户对于系统上的要求。与此同时，这种装置也可以对变压器的工作原理进行相应的调整，让变压器在使用过程中可以更加的稳定。对于电压上的改变要求可以进行最大限度的满足，将电能上的电压以及电流进行随意上的切换。

2.3减少导线长度

变电所在实际应用过程中同等的状况下电压等级越高损耗就会越小，所以在对电气设备的电压等级进行规划时应该使用一些大型或是特大型的集中处理设施，来对这些电气设备中的电压进行集中化的管理，减少线路中的电能损耗。在一个电路规划的实际工程中，经常会出现下线路长且作错综复杂的情况，这些消耗较大的线路都会对系统总处理器产生能量上的消耗。所以为了对这些问题进行实际性的解决，操作人员应该选用导线长度在一定规划范围之内的，线路进行工作上的安排，减少线路中存在的电能损耗。

适当增大导线截面S,对于比较长的线路,除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,可以适当再加大一级导线截面,这样可以延长导线的使用寿命,减少线路的损耗,减少火灾发生的危险性。减少配电导线长度L,以减少线路上的电能损失。大型或建筑单体比较分散、建筑之间距离较远的工程可设置两个或多个变配电所,既可满足供电半径的要求,又可减少大量的低压配电线路

3、结语

通过以上对变电所电气节能设计上的措施与方法论述，我们可以从中了解到想要变电所中的，电能损耗达到最大跨度的减小，就必须采用各种各样的方法，从源头上对这些店能上的损耗问题进行解决。同时，智能化的装置加入也会让变电所中的工作效率变得更高，在一定程度上也可以减少电能上的损耗。工作人员必须在实际工作中总结经验，开发出更多节能减排上的技术，让变电所的工作变得越来越符合当前生态可持续发展上的战略要求。

参考文献

[1]郝伶.民用建筑中电气照明节能设计方法分析[J].科技与企业.2016(05)

[2]刘建新.电气低压配电中的接地系统分析[J].神州.2014(18)

[3]张振军,李武宁,申耀克.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].科技与企业.2014(05)

[4]秦虎.浅议绿色公共建筑星级评价体系下的建筑电气设计要点[J].科技创新与应用.2013(22)