1、烟台市节能监察支队,王树奇 电话：0535-6610106 13001606932 邮箱：,第八节 输配电系统节能技术,一、了解内容 （一）电力系统的基本组成：电力系统是由发电机、变压器、电力线路、用户等组成的供电系统。发电机主要将其他能量转换成电能。升压变压器把发电机发出的低压电能变换为高压电能，输电线路输送电能，降压变压器再把电网的高压电能转换为低压电能，以方便用户使用。一般把输电及配电网络称为电力网络简称电网。,（二）电力系统的基本要求,1.保证发供电的可靠性电力系统对用户系统供电的中断，将使工农 业生产停顿，生活发生混乱，可能会造成严重的 后果和无法挽回的经济损失。2.保证电力系统运行
2、的经济性在保证电力系统安全可靠发电、供电及电能 质量达到一定指标的前提下，应当合理安排各类 发电厂的负荷，力求降低能源消耗以及电网的配电功率损耗，以获得最大的经济效益。3.最大限度地满足用户的用电需要,4.保证良好的电能质量表征电能质量的主要指标是电压、频率和波 形。我国电力系统的额定频率是50Hz，电网容 量在300万kW以上的，规定的允许偏差为 0.2Hz；电网容量在300万kW及以下的，允许 偏差为0.5Hz。我国电力系统的额定电压有： 低压单相为220V，三相为380V；高压为10kV、 35kV、110kV、220 kV、330 kV、500kV。为了 保证用电设备的正常运行和最佳的
3、经济性，必须 要求电力系统的频率及电压值要稳定，不能超出 允许偏差；电压波形的畸变要小，包含的谐波成 分要低。,（三）工厂供电系统：, 工厂供电系统是指工厂所需的电力电源从进厂起到所有用电设备电源入端止的整个线路。工厂供电系统由工厂总降压变电所、高压配电线路、车间变配电所、低压配电线路及用电设备组成。降压变电所的作用是把电力系统供给的高压电能，变成用电设备所需要的较低电能，然后经过配电装置和配电线路将电能送到各车间。,（四）供配电系统节能技术的发展趋势,1.研发新型输电导线，减少输电线路损耗 在铝制导线中加入其它微量元素，可以改变导线的性能。如耐热铝合金导线长期工作温度为150，短期工作温度可
4、达230，比普通铝导线工作温度明显提高。耐热铝合金导线的允许载流量也远远高于铝导线。150时的耐热铝合金导线的疲劳极限和90时硬铝线的大致相等。另外碳纤维复合导线代替普通钢芯铝绞线应用于输电电网中在我国也取得成功。由于碳纤维导线具有重量轻、载流量大、强度高、耐高温、线损低等优点，是最具发展潜力的导线。,2.推广应用节能型电力变压器目前我国使用硅钢铁心变压器，其自身消耗的电能占全国发电量的5%以上，在配电网损耗中，变压器损耗占60% 以上 。非晶态合金是利用快速凝固技术制造的材 料，具有优异的软磁材料，是硅钢片、坡莫合金以及铁氧体的换代产品。与同容量配电变压器的空载损耗相比较，非晶合金配电变压器
5、空载损耗可下降50%60%.,3.普及先进的现代静止无功补偿装置目前，无功补偿装置主要是同步调相机和静止电容器 。同步调相机动态响应速度慢，且成本高，安装复杂。静止电容器方法是维护较方便，装设容量可大可小，在我国是主要的补偿装置。该方法的缺点是无功功率调节性能差。 现代静止补偿装置主要包括静止无功补偿器和静止同步补偿器。静止无功补偿器具有性价比高、技术成熟等特点 。静止同步补偿器具有损耗很小，相应时间短，不会产生谐振，产生谐波含量少，所需电容器、电抗器容量小，能在一定范围内提供有功功率，运行过程中电磁噪声很低。,二、理解要点,供配电系统谐波产生的原因：电力电子装置的广泛应用，使得电力系统中电压
6、和电流的波形发生较严重的畸变，产生严重的谐波问题。谐波的危害有四个方面：1.增加了输、供和用电设备的电能损耗。2.影响电力测量的准确性。3.影响继电保护和自动装置的工作可靠性。4.造成通讯混乱、计算机数据处理产生错误。,三、掌握重点,（一）减少输电线路的损耗1.采用高压或超高压输电。对于相同的功率， 电压升高，则电流降低，线路损耗减少。2.减少变压级数。输电电压每经一次电压变 换，大约要消耗1%2%的有功功率，所以减少 输电电压等级可减少损耗。3.合理配置变压器。避免变压器长期轻载、满 载、超载运行，一般变压器容量的选择保证负荷 在65%75%时效率最高。4.安装无功补偿设备，可以提高输、配电
7、系统 的功率因数，降低系统的电能损耗。5.合理选择线路的材质和截面积。,（二）减少输电线路运行中的损耗,1.调整电压。在保证二次电压的前提下，应尽量提高变压器的电压分接档位，以减小铁损。2.使三相负载平衡。如果三相负载不平衡，将增加线损。3.处理好导线接头，减少导线接头的接触电阻，降低线路损耗。4.实施经济调度。应制定各变电所变压器的经济运行曲线，对变压器及时投切，使变压器保持最佳运行状态。,（三）配电变压器的节能措施,1.采用节能型变压器，如S10、S11、S13型。 2.合理选择并联变压器的运行台数 多台变压器并联运行时，合理选择变压器的运 行台数，可使变压器处于经济运行状态。假如是n台变
8、压器，判别运行n台经济还是运行 n-1台经济的临界负荷计算公式为：,式中: SN-单台变压器的额定容量； n-变压器台数； P0变压器空载有功功率； Q0变压器空载无功功率； Kq无功经济当量； Pk变压器额定负载损耗； QN变压器额定负载时的无功损耗。,首先根据并联变压器实际运行状况计算出n台 变压器的总负荷S，然后查阅变压器有关参数，根 据公式求出n台变压器的临界负荷Scr。如果S Scr，则运行n台变压器，如果SScr，则运行n-1 台变压器。 例：某厂变电所装有两台S9-250/10型变压器。 已知变压器参数为：P0=0.56kW，空载电流百分 值I0(%)=2.6，Pk=3.05kW
9、，短路电压百分值Uk （%）=4.0，Kq取0.1。试决定当总负荷S=160kVA 时，应采用几台变压器运行比较经济？,解：根据变压器参数可求得：由于有两台变压器，n=2。经济运行的临界 负荷为：由于经济运行的临界负荷大于实际总负荷 160kVA，所以选用一台变压器运行较为经济。,（四）供电系统无功补偿容量的选择,对电网进行无功补偿，提高系统的功率因数， 可以减少线路损耗。假设配电网年中最大负荷月份 平均有功负荷为Ppj，补偿前的功率因数为 补 偿后的功率因数提高到 ，则补偿容量为：,例题：某用户为两班制生产，最大负荷月份有功用电量为75000kWh，无功用电量为68170kvar.h，求该户的月平均功率因数是多少？若将功率因数提高到0.9，需装电容器组的补偿容量是多少？ 解：根据月无功和有功用电量，其功率因数为：,因为用户为两班制生产，即每日生产16小 时，其有功功率为： （kW）所以该用户总的无功补偿容量为：,（五）抑制谐波的措施,1. 采用无源滤波器无源滤波器是为谐波提供一条低阻抗路径，保 留基波分量，而谐波通过滤波器短路。2.有源电力滤波器一种动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电 子装置，它能够对幅值和频率变化的谐波以及变化 的无功进行补偿。3.采用混合型电力滤波器混合型滤波器就是把无源滤波器和有源滤波器结 合一起实现抑制谐波的装置。,
