中压配电设计应用解决方案

中压配电设计应用解决方案【摘要】世界界在发展，人人口在增加，要要求能源电力力有相适应的的增长来满足足人类日益增增长的物质与与精神文明的的需要，尤其其是一个人口口众多、经济济基础薄弱、快快速发展的后后进国家，经经济增长对能能源，电力有很强强的依赖关系系，这一历史史性规律短期期内不会逆转转。“十一五”规划划提出的节能能减排目标，是是贯彻落实科科学发展观、构构建和谐社会会的重大举措措，是建设资资源节约型、环环境友好型社社会的必然选选择。2006年我国单位GDP能耗不降反反升，主要污污染物排放继继续攀升，没没有完成能耗耗降低4％的年度目目标。因此，实实现“十一五”规划提出的的节能减排目目标，任务十十分艰巨。电电力行业是关关系到国计民民生的重要基基础产业和公公用事业,它为国民经经济发展提供供能源,并且与社会会发展、人民民生活密切相相关,安全、稳定定和充足的电电力供应,是国民经济济健康稳定持持续快速发展展的重要前提提条件。本文文结合中压终终端配电设计计方案案例,,介绍相应节能能减排技术及及其实施情况况。【关键词】变变压器损耗；；线路损耗；；补偿；一、建筑电力节节能减排的重重要性从建筑方面耗能能来看，建筑筑能耗目前占占我国一次能能源消耗总量量的27.55%以上。建建筑节能在建建设节约型社社会中有着重重要作用。建建设部规划到到“十一五”末，建筑节节能实现节约约1亿吨标准煤煤的目标。电力节能成为建建筑领域节能能减排关系成成败的重要环环节。以20006年为例例，第三产业业和居民用电电量占总电力力能源消耗的的22%。中国电量的80％是由燃煤煤电厂提供的的。到2020年，预计我我国煤电装机机容量将达到到6亿千瓦以上上，按1千瓦煤电烧3吨原煤计算算，一年需要要18亿吨以上的的煤。如果对对这18亿吨煤产生生的烟尘、二二氧化硫、氮氮氧化物、二二氧化碳以及及废水、灰渣渣和其他有害害物质处理不不当，会对环环境造成重大大影响。与发发达国家的平平均情况相比比，我国电力力工业的环境境保护水平较较低。据测算算，我国单位位发电量二氧氧化硫排放量量要比发达国国家高出2倍左右，烟烟尘排放高出出2～4倍。建筑节约电能和和提高电能的的利用率，将将有效的缓解解火电项目的的持续高速增增长及对环境境的影响。目前，常用的建建筑电力节能能方案：合理理的选择电机机启动和控制制装置；合理理的选择低损损耗变压器；；选择合适的的电缆截面积积,供电使用半半径；安装电电力监控和计计算监控系统统；新能源的的利用（如太太阳能、地源源热泵等）；；采用高效、节节能照明光源源、高效灯具具。二、中压配电设设计方案（一）提高电网网电压运行水水平，降低电电网的输送电电流变电站主变采用用有载调压方方式调压，根根据负荷情况况，随时调节节主变压器的的分接开关，保保证电网电压压处于规程规规定的波动范范围之内，避避免负荷高峰峰期电网电压压过低而造成成电能质量下下降。同时可可提高线路末末端的电压，使使线路电流下下降，从而达达到降损的目目的。10kV及以下三相相供电电压允允许偏差为额额定电压的±7％。（二）根据建筑筑功能性质合合理计算负荷荷用电负荷计算方方法选择得当当。会达到节节约有色金属属，节约能源源的目的。若若选择不当，会会给用户带来来不必要的投投资和能源浪浪费。用电负负荷计算方法法宜按下列原原则选取：在在方案设计阶阶段可采用单单位指标法；；在初步设计计阶段及施工工图设计阶段段，宜采用需需要系数法；；对于住宅建建筑，在设计计的各个阶段段均可采用单单位指标法和和单位面积法法。（三）合理选择择变压器台数数配电变压器的损损耗是配电网网损耗的主要要组成部分。因因此，降低配配电变压器的的损耗对于降降低整个配电电网的损耗效效果非常明显显。方法主要要有：使用低低损耗的新型型变压器、合合理配置配电电变压器容量量等。例如：1.某学学校面积五千千平方米，用用户负荷比较较集中，经计计算合计容量量为90KVAA。当三台30KVA的变压器在在利用率为50％～70％情况下并并列运行，三三台变压器的的总损耗P1大于一台100KVVA在相同利用用率情况下的的总损耗P2。因此两台台及以上容量量变压器较相相应容量的一一台的损失大大，同时三台台变压器的价价格比一台相相同容量的更更高。所以，当当负荷较小，且且位置、使用用时间较为集集中时，选择择单台变压器器可以降低损损耗，达到节节能目的。2.某住宅小区区分为两区，小小区内共计700余户。变压压器设计方案案分别为：(1)变压器容量量为两台1000kkVA干式变压器器，一路10kV电源，单母母线不分段，备备用电源为自自备柴油发电电机组。(2)仍采用一路10kV电源在小区区内形成树干干式供电，每每栋住宅内设设一小容量变变电装置，备备用电源仍采采用自备柴油油发电机，设设在地下车库库内，采用低低压电缆供至至各栋楼，变变压故障时，提提供备用电源源，满足二级级负荷用电。（如如下图）方案一方案二投资及损耗比较较，见下表：：可见，多台小型型变压器远远远比两台变压压器总费用节节省，损耗也也较低。所以以，变压器越越大也并不一一定就越经济济、节能，单从从变压器损耗耗看那是可能能的，但负荷荷越大外端输输出电流也越越大，外线线线路线径就需需要越大，线线缆损耗随之之增大，初期期造价也相应应增加。所以在相同负荷荷情况下变压压器选择需要要考虑一下几几点：1.在综合了解解用户负荷前前提下，尽量量根据变压器器工作在75％—85％利用率情况况下选择变压压器容量。2.变压器长期期固定运行情情况下可以考考虑损耗较小小的新型变压压器。虽然新新型变压器初初期价格高，但但是新型变压压器和高能耗耗变压器价格格差一般能在在变压器2~3年的运行中中得到弥补。3.根据现场供供电情况，变变压器安装应应选择在供电电负荷重心区区域。同时尽尽量保证三相相变压器负荷荷平衡，减少少负序电压损损耗。如果三三相负荷不平平衡，会增加加线路、配电电变压器的损损耗。4.变压器的选选择应根据变变压器损耗和和外接线路的的投资来充分分比较考虑，尽尽量达到线路路初期投资小小和变压器损损耗低的优化化方案。（四）合理选择择节能型变压压器目前国内已经开开发出各种节节能型的变压压器，主要是是显著降低了了变压器的空空载损耗，但但因其造价比比传统配电变变压器高出30%~880%，而将健康康的高能耗配配变更换为节节能变压器的的经济回收期期一般达到20年左右。因因此，出于经经济成本的考考虑，无论是是专变用户还还是供电企业业，要放弃现现在尚能运行行的S7、S9系列改用S11、S13等系列的配配变的主观愿愿望基本上是是没有的。这这在很大程度度上影响了配配电变节能降降耗改造工作作的进度。所所以，再新建建项目方面应应当首选新型型节能型变压压器，长期考考虑。（五）中压配电电网络接线要实现配电网络络安全、可靠靠、经济、高高效运行，必必须要有一个个接线简洁、运运行灵活的中中压配电网。10kV配电网络常常用典型接线线有：单电源源辐射网、"手拉手"环网、"网格式"环网、电缆缆单环网、电电缆双环网等等。在配电网网络规划与建建设改造中，应应根据配电网网络优化准则则，以城市中中低压配电网网建设与改造造技术原则为为依据，结合合本地区配电电网络的实际际情况，通过过对供电区域域的用电性质质、负荷密度度的分析与研研究，确定安安全可靠、经经济实用的配配电网络接线线方式。1.架空线路或或架空电缆混混合线路（1）单电源辐辐射网单电源辐射网是是一种接线简简单清晰、运运行方便、建建设投资省的的配电网络，当当线路或设备备故障、检修修时，用户停停电范围大，系系统供电可靠靠性较差。单电源辐射网主主干线路一般般要求分3~4段，每段线线路配变装接接容量应控制制在2.5~33MVA，供电半径径宜为3~5km（如下图）。由由于辐射网络络不存在线路路故障后的负负荷转移，可可以不考虑线线路的备用容容量，每条线线路可满载运运行，即正常常最大供电负负荷不超过该该线路安全载载流量。在条条件允许情况况下，主干线线路分段开关关可采用柱上上重合器，尽尽可能快速切切除线路故障障。这种接线线方式只适用用于城郊或农农村非重要用用户的架空线线路。（2）"手拉拉手"环网"手拉手"环网网是目前城市市（镇）配电电网络中普遍遍使用的一种种接线方式，通通过主干线路路末端之间的的直接联络，实实行环网接线线，开环运行行（如下图）。这这种接线具有有运行方便、结结线简单、投投资省、建设设快等特点；；对于架空线线路，只要在在主干线路上上安装若干台台杆上开关即即能实现。当当主干线路任任一段线路或或环网设备故故障、检修时时，可通过分分段开关切换换，确保非故故障段（非检检修段）正常常供电，大大大提高了系统统供电可靠性性。但该接线线方式要求每每条线路具有有50%的备供能力力，即正常最最大供电负荷荷只能达到该该线路安全载载流量的1/2，以满足配配电网络N-1安全准则要要求；一般每每条线路配变变装接容量不不超过10MVA。"手拉手"环网网需要考虑50%的备供能力力，网络接线线经济性差，但但它对提高配配电网供电可可靠性、简化化配电网络接接线十分有效效。比较适用用于负荷密度度不高，用电电增长速度较较快，配电网网管理水平较较低（如没有有实现配网自自动化）的城城市（镇）配配电网络。（3）"网格格式"环网"网格式"环网网是在"手拉手"环网的基础础上增加每一一分段线路与与其它线路的的联系，实现现互为备用（如下图），当任一段线路或环网单元故障、检修时，均不影响另一段线路正常供电，尽可能缩小停电范围，提高配电网络供电可靠性。这种接线每条线路只需余留1/3或1/4的备用容量，线路负载率高达67%或75%，大大提高了配电线路利用率；但由于需要架设联络线路，增加线路投资，联络线路应采用就近引接。"网格式"环网网是配电网络络发展到一定定程度之后的的一种比较完完善的接线方方式，运行方方式高度灵活活、供电可靠靠性高，但网网络接线复杂杂、网络扩展展性差。适用用于配网自动动化水平较高高、负荷增长长缓慢或趋于于饱和的城市市（镇）配电电网络。2.电缆线路（1）电缆单环环网电缆单环网与架架空线路"手拉手"环网接线方方式一样，都都通过末端线线路之间的直直接连接，实实行环网接线线，开环运行行。其主要特特点接线简单单、清晰，运运行方便、灵灵活；当环网网线路中任一一段电缆线路路或环网单元元故障时，可可通过短时间间的分段开关关切换，很快快恢复环网单单元供电，大大大提高了配配电网络供电电可靠性。为为了满足N-1安全准则要要求，当环网网线路中的一一回进线出现现故障时，另另一回进线应应承担全部用用电负荷，正正常运行时，每每条线路应留留有50%备用容量，电电缆线路负载载率较低。电缆单环网接线线简单、运行行灵活，有利利于配电网络络扩展和配网网自动化建设设。适用于供供电可靠性要要求高、负荷荷密度较低、用用电增长速度度快的城市（镇镇）配电网络络。（2）电缆双环环网电缆双环网是电电缆单环网的的组合，利用用二回电缆线线路，通过同同一开闭所的的不同母线，形形成"手拉手"供电网络，实实行双环网接接线。这种接接线具有很高高的供电灵活活性和可靠性性，能最大限限度地确保向向用户连续供供电，满足重重要用户双电电源供电要求求。在双环网网线路中，当当任一段电缆缆线路或环网网单元故障、检检修时，可以以通过环网单单元负荷开关关的切换和同同一开闭所不不同母线之间间的负荷转移移，能确保非非故障段或非非故障单元用用户正常供电电。由于重要要用户实行了了双电源供电电，在同一开开闭所不同母母线之间可以以转移负荷，大大大提高了双双环网电缆线线路的负载率率。电缆双环网具有有接线完善、运运行灵活、供供电可靠性高高、建设投资资大等特点，一一般适用在城城市（镇）市市中心区繁华华地段、双电电源供电的重重要用户或供供电可靠性要要求较高的配配电网络。（六）合理选择择导线截面由于配电线路有有电阻，有电电流通过时就就会产生功率率损耗，其公式为：ΔΡΡ=3I²R··10ˉ³式中：ΔΡ---三相输电线线路的功率损损耗(KW)I-线电流(AA)R-线路相电阻阻(Ω)其中“R”线路路电阻在通过过电流不变时时，线路长度度越长则电阻阻值越大。如如果在一个工工程中由于线线路上下纵横横交错，一般般工程线路总总的不下万米米，大工程更更是不计其数数，造成电能能损耗是相当当可观的,所以减少线线路能耗必须须重视。在具具体工程中，线线路上电流一一般是不变的的，那么要减减少线损，只只能尽量减少少线路电阻。而而线路的电阻阻R=ρL/S,即与导线电电阻率ρ、导线长度度Ｌ成正比，与与导线截面ＳＳ成反比。要要减少电阻值值应从以下几几个方面考虑虑：(1)尽量选选用电阻率ρ较小的导线线，如铜芯导导线较佳，铝铝线次之。(2)尽可能能减少导线长长度，在设计计中线路应尽尽量走直线少少走弯路。(3)增大导导线截面积，对对于较长的线线路，在满足足载流量，热热稳定，保护护配合及电压压降要求的前前提下，在选选定线截面时时加大一级线线截面。这样样增加的线路路费用，由于于节约能耗而而减少了年运运行费用，综综合考虑节能能经济时还是是合算的。（七）合理进行行无功补偿功率因数提高了了可以减少线线路无功功率率的损耗，从从而达到节能能目的。由于于无功补偿对对电网的安全全、优质、经经济运行具有有重要的作用用，合理选择择无功补偿方方案和补偿容容量，有效的的提高系统的的电压稳定性性，保证电网网的电压质量量，提高发输输电设备的利利用率，降低低有功网损和和减少发电费费用。1.变电站集集中补偿变电站集中补偿偿装置包括并并联电容器、同同步调相机、静静止补偿器等等，主要是平平衡输电网的的无功功率，改改善输电网的的功率因数，提提高系统终端端变电所的母母线电压，补补偿变电站主主变压器和高高压输电线路路