绿色节能在变电站设计中的应用

绿色节能在变电站设计中的应用

宋强

（新疆新能咨询有限责任公司新疆乌鲁木齐市830026）

摘要：随着我国经济的发展，国家能源消耗巨大，发展低能耗、低污染、低排放的低碳经济已成为全世界的共识，建设节能环保型的绿色电网，既是建设资源节约型、环境友好型社会的客观要求，也是现代电网本身发展的必然趋势。随着电网的飞速发展，绿色节能变电站越来越成为绿色电网建设的重要组成部分。

关键词：绿色节能；变电站；设计；应用

一、变电站站用电主要损耗来源

1.1通风设备

变电站内使用了大量的风机，除了一部分风机作为事故排烟用外，在主变室、站用变室、电容器室等较大的设备室内，通常会使用风机进行换气降温。而其中主变室的风机功率最大，发热量大的且通风较差的主变室，风机的耗电可占整个站用电的50%或以上。

1.2空调设备

按照某省级电网设计规范，主控室（含继保室）的夏季设计温度为26℃～28℃，蓄电池室夏季设计温度应小于或等于30℃，高压配电室如果继保装置下放的情况，温度也应控制在26℃～28℃。那么，以上的设备室均需配置空调设备，才能满足温度控制要求。

1.3照明设备

因变电站占地面积较大，且室内通常没有通风井用以透光，无论白天黑夜，在室内工作都需要用照明灯具。按照南方某省级电网设计规范，变电站如采用普通光源照明设备，照明设备总功率达24kW，如采用LED光源，则设备功率可降到8kW。

1.4有人值班变电站的办公用电及生活用电

有人值班巡维站除监控电脑外，还需为运行人员配置办公电脑，按照每个巡维站配置20台电脑，每台电脑功耗200W，每台电脑平均每天运行时间12小时计算，每个月耗电1440度。同时，巡维中心的值班办公室、休息室、厨房等房间，也需配置相应的空调、热水器等耗电设备。

二、绿色节能变电站设计要点

2.1变电站的选址

节能设计在建设变电站之前，应该做好选址规划工作。变电站的选址规划主要遵循以下原则：远离居民区，尽可能地避开自然保护区、工业园区、文明古迹等；不能选址于危险的地段或地质结构复杂的地段；尽可能地节约土地资源，减少水土流失。变电站之所以不能在居民区建设，是因为变电站的建设需要进行大量的拆迁工作，会给周围的居民造成影响。同时注意，变电站的外观建设应该与周围环境保持一致，根据电网规划的相关要求，尽可能地靠近负电荷中心，这样能够显著降低在线路建设方面的投资，从而有效降低运行成本，起到节约材料、降低线路损耗的作用。

2.2变压器及其组件的节能设计

2.2.1变压器节能设计

变压器总的电能消耗约占全社会总用电量的10%左右。其中，老旧配电变压器损耗率更高。按照2008年全社会用电量来计算，变压器中的电能损耗相当于3个中等省份用电量之和。

以两台老式的SFzLb-8000/35变压器改造为SFZ10有载调压变压器为例来计算，有载调压精度可达1.25%，变压器平均温升为20℃，比改造前降低15℃，变压器噪音低，平均负载率为75%，比改造前提高25%，相当于增加了16000kV•A供电容量，变压器损耗大大降低，每月节省电费4万～5万元。

2.2.2变压器组件的节能设计

①变压器铁芯旳选择

新型节能型变压器与老式变压器相比，在变压器铁芯的选择上，铁芯迭装采用高质量、低损耗、晶粒取向进口桂钢片，全斜接缝，多阶梯叠积，通过优化设计，均匀铁芯中磁通密度，既降低了空载损耗，同时也降低了噪声和局部过热。

②变压器绕组的选择

节能型变压器内绕组低压釆用自粘性换位导线，其余绕组采用组合导线等单根尺寸小的导线，降低附加损耗。通过优化设计，对绕组的发热和温升进行计算，优化结构，使油流分布均匀，绕组具有良好的冷却，避免局部过热。优化螺旋式绕组换位，饼式绕组中组合导线内部换位，并绕导线换位，从而降低了负载损耗。

③变压器油箱的选择

节能型变压器油箱上铺设磁屏蔽，通过优化设计，计算屏蔽的厚度、高度和截面积，降低杂散损耗及避免局部过热。

④变压器制作工艺的选择

节能型变压器在某些位置如支板、夹件、拉板等部位釆用非导磁材料，在硅钢片的剪切过程中减少毛刺，并采用不迭上铁辄等工艺，减少主变损耗。此外，为了降低变压器散热器的损耗，优先选用效能高、功率小、噪声低的风扇组，把辅助损耗降到最小。

2.3水暖节能设计

空调、风机、水菜能耗均是变电站的主要能耗。现在变电站水暖设备的使用存在诸多不规范，以空调使用来举例说明，在迎峰度夏期间，一旦站内空调开启，不管外界环境温度如何变化、屋内人员流动，空调温度都恒定设定在一个较低温度。

2.3.1空调节能

由于变电站自身工艺和布置等方面的特点，不同房间的人员流动及节能要求不同，因此，建议在空调设备选择上本着因地制宜的原则，根据工程所在地、工程布置和运行使用等具体情况进行选择。

对于空调选型，则应该在同类型产品中优选品牌影响力大、售后服务好和制冷效率高的产品。变频空调是最新型的节能环保空调，与普通空调相比，变频空调在节能上有非常明显的优势：变频空调刚开机时，压缩机高速运转，制冷量或制热量很大，使室内温度快速达到所设定的温度，此时空调的耗电量很大。当室内温度达到所设定的温度后，压缩机进入低速运转阶段，维持室内温度不变。此后空调一直处于低功率运行，耗电量很小。

2.3.2通风机节能

为达到节能降耗的要求，变电站通风机应选用高效电机，电机与风机直接连接，提高电能的利用效率。建议建议采用t35-11系列轴流式风机。该系列与老式风机相比，具有流量大、运转平稳、耗电省、效率高、风量大、噪声低等优点。节能型变电站选用中空百叶窗作为吸热表面来促进立面内的空气对流、遮阳效果好、散热好。另外，同时使用中空百叶窗节能效果更加明显。

2.3.3水泵

节能水泵是一种高耗能设备，在其建设过程中需要消耗大量的钢材、混凝土、土方、水资源等。对资源的消耗巨大。建议采用节能型水果，水泵的功率在满足需求的前提下越小越好，在某些不需要水泵的变电站，不建议建水泵。

2.4供电照明节能设计

绿色照明主要是指利用科学合理的照明设计，使用高效率、低耗能、寿命长的照明设备进行安装使用，从而在保证人们生活和生产环境和质量的同时实现节能减耗的目的，保证照明设备的绿色节能效果，最终提高人们生活和生产环境的舒适度等。

变电站对于绿色照明工程的推广和使用具有以下几个方面的要求：保证照明灯具正常的光线和亮度；实现照明系统的全方位照明，没有死角，有利于后续对照明设备的检修和维护；保证照明设备的使用寿命和操作的简单性；照明设备一旦出现紧急的情况必须能够及时的对照明设备进行检修，排除故障。绿色照明工程要根据变电站的实际情况、特点、电力系统运行等各个方面进行分析，保证照明设备具有一定的稳定性、安全性、可靠性、节能环保等特点。

结语

总而言之，将绿色、环保的设计理念引入变电站的建设中是切实可行的，变电站的建设能够降低变电站的电能损耗，减少对环境的污染。因此，根据我国的节能政策及电网企业急需降低成本的现状，在变电站实施相应的节能措施是很有必要的。

参考文献

[1]付振强，王舒，张健.变电站节能设计方案的研究与实现[J].东北电力技术，2015.

[2]周圣然.温和地区变电站建筑的节能设计[J].科技创新导报，2015.

作者简介

宋强（1982.5-），男，新疆乌鲁木齐人，单位：新疆新能咨询有限责任公司