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】世界在发展，人口在增加，要求能源电力有相适应的增长来满足人类日益增长的物质与精神文明的需要，尤其是一个人口众多、经济基础薄弱、快速发展的后进国家，经济增长对能源，电力有很强的依赖关系，这一历史性规律短期内不会逆转。“十一五”规划提出的节能减排目标，是贯彻落实科学发展观、构建和谐社会的重大举措，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。2006年我国单位GDP能耗不降反升，主要污染物排放继续攀升，没有完成能耗降低4％的年度目标。因此，实现“十一五”规划提出的节能减排目标，任务十分艰巨。电力行业是关系到国计民生的重要基础产业和公用事业,它为国民经济发展提供能源,并且与社会发展、人民生活密切相关,安全、稳定和充足的电力供应,是国民经济健康稳定持续快速发展的重要前提条件。本文结合中压终端配电设计方案案例,介绍相应节能减排技术及其实施情况。【关键词】变压器损耗；线路损耗；补偿；一、建筑电力节能减排的重要性从建筑方面耗能来看，建筑能耗目前占我国一次能源消耗总量的27.5%以上。建筑节能在建设节约型社会中有着重要作用。建设部规划到“十一五”末，建筑节能实现节约1亿吨标准煤的目标。电力节能成为建筑领域节能减排关系成败的重要环节。以2006年为例，第三产业和居民用电量占总电力能源消耗的22%。中国电量的80％是由燃煤电厂提供的。到2020年，预计我国煤电装机容量将达到6亿千瓦以上，按1千瓦煤电烧3吨原煤计算，一年需要18亿吨以上的煤。如果对这18亿吨煤产生的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及废水、灰渣和其他有害物质处理不当，会对环境造成重大影响。与发达国家的平均情况相比，我国电力工业的环境保护水平较低。据测算，我国单位发电量二氧化硫排放量要比发达国家高出2倍左右，烟尘排放高出2～4倍。建筑节约电能和提高电能的利用率，将有效的缓解火电项目的持续高速增长及对环境的影响。目前，常用的建筑电力节能方案：合理的选择电机启动和控制装置；合理的选择低损耗变压器；选择合适的电缆截面积,供电使用半径；安装电力监控和计算监控系统；新能源的利用（如太阳能、地源热泵等）；采用高效、节能照明光源、高效灯具。二、中压配电设计方案（一）提高电网电压运行水平，降低电网的输送电流变电站主变采用有载调压方式调压，根据负荷情况，随时调节主变压器的分接开关，保证电网电压处于规程规定的波动范围之内，避免负荷高峰期电网电压过低而造成电能质量下降。同时可提高线路末端的电压，使线路电流下降，从而达到降损的目的。10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7％。（二）根据建筑功能性质合理计算负荷用电负荷计算方法选择得当。会达到节约有色金属，节约能源的目的。若选择不当，会给用户带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取：在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅建筑，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。（三）合理选择变压器台数配电变压器的损耗是配电网损耗的主要组成部分。因此，降低配电变压器的损耗对于降低整个配电网的损耗效果非常明显。方法主要有：使用低损耗的新型变压器、合理配置配电变压器容量等。例如：1.某学校面积五千平方米，用户负荷比较集中，经计算合计容量为90KVA。当三台30KVA的变压器在利用率为50％～70％情况下并列运行，三台变压器的总损耗P1大于一台100KVA在相同利用率情况下的总损耗P2。因此两台及以上容量变压器较相应容量的一台的损失大，同时三台变压器的价格比一台相同容量的更高。所以，当负荷较小，且位置、使用时间较为集中时，选择单台变压器可以降低损耗，达到节能目的。2.某住宅小区分为两区，小区内共计700余户。变压器设计方案分别为：(1)变压器容量为两台1000kVA干式变压器，一路10kV电源，单母线不分段，备用电源为自备柴油发电机组。(2)仍采用一路10kV电源在小区内形成树干式供电，每栋住宅内设一小容量变电装置，备用电源仍采用自备柴油发电机，设在地下车库内，采用低压电缆供至各栋楼，变压故障时，提供备用电源，满足二级负荷用电。（如下图）方案一方案二渔投资及损耗比绍较，见下表：赤可见，多台小熊型变压器远远眼比两台变压器罩总费用节省，功损耗也较低。设所以，春变压器越大也犯并不一定就越召经济父、节能帖，单从变压器照损耗看那是可晃能的，但负荷圈越大外端输出睡电流也越大，稿外线线路线径匀就需要越大，迁线缆损耗随之出增大，稻初期造价也相穷应增加。丢所以在相同负朗荷情况下变压拆器选择需要考谨虑一下几点：孤1.推在综合了解用鸽户负荷前提下民，尽量根据变致压器工作婆在漂75派％扑—输8农5屠％逢利用率情况下团选择变压器容妨量。病2.胁变压器长期固炼定运行情况下适可以考虑损耗震较小的新型变眠压器。虽然新凤型变压器初期园价格高，但是币新型变压器和往高能耗变压器厅价格差一般能辉在变压弱器亚2~途3裁年的运行中得增到弥补。奔3.号根据现场供电窜情况，变压器些安装应选择在冲供电负荷重心狠区域。同时尽社量保证三相变与压器负荷平衡泊，减少负序电踢压损耗。连如果三相负荷筒不平衡，会增液加线路、配电亏变压器的损耗某。提4.疗变压器的选择帖应根据变压器覆损耗和外接线尽路的投资来充床分比较考虑，指尽量达到线路颤初期投资小和应变压器损耗低孙的优化方案。毕（四）合理选狠择节能型变压辱器断目前国内已经驾开发出各种节田能型的变压器笔，主要是显著石降低了变压器以的空载损耗，脆但因其造价比汽传统配电变压调器高何出臭30%~80询%键，而将健康的警高能耗配变更提换为节能变压览器的经济回收充期一般达鹿到谷2拾0涛年左右。因此从，出于经济成轻本的考虑，无效论是专变用户相还是供电企业挡，要放弃现在尼尚能运行史的顺S陷7炒、略S仰9观系列改太用瑞S1冷1的、托S1扮3集等系列的配变蛇的主观愿望基秤本上是没有的漫。这在很大程船度上影响了配请电变节能降耗墨改造工作的进昂度。所以，再注新建项目方面仇应当首选新型边节能型变压器肠，长期考虑。终（五）到中压配电网络朋接线严要实现配电网立络安全、可靠确、经济、高效恢运行，必须要批有一个接线简钓洁、运行灵活淡的中压配电网挺。舞10k粒V碗配电网络常用游典型接线有：令单电源辐射网位、妙"牛手拉勇手裤"秆环网风、枯"抚网格万式当"叨环网、电缆单淹环网、电缆双拖环网等。在配少电网络规划与号建设改造中，稀应根据配电网尽络优化准则，朋以城市中低压樱配电网建设与侄改造技术原则引为依据，结合蚕本地区配电网尝络的实际情况史，通过对供电巡区域的用电性哀质、负荷密度男的分析与研究拦，确定安全可祖靠、经济实用政的配电网络接零线方式。该1.控架空线路或架司空电缆混合线乱路正（啄1妻）单狂电源辐射网驼单电源辐射网首是一种接线简凯单清晰、运行同方便、建设投阳资省的配电网龄络，当线路或枝设备故障、检帮修时，用户停悉电范围大，系妻统供电可靠性钱较差。啄单电源辐射网肺主干线路一般膛要求似分瓣3~衡4驼段，每段线路遍配变装接容量果应控制及在缘2.5~3M抛V既A捆，供电半径宜唇为附3~5k尖m缸（卸如下孙图）。由于辐眠射网络不存在萄线路故障后的灿负荷转移，可居以不考虑线路掀的备用容量，察每条线路可满好载运行，即正壁常最大供电负谨荷不超过该线昌路安全载流量垦。在条件允许剃情况下，主干影线路分段开关没可采用柱上重唐合器，尽可能催快速切除线路标故障。这种接亲线方式只适用孕于城郊或农村库非重要晶用户的架空线伶路。每（谊2肾）浊物"遗手拉北手辽"视环网往"饼手拉响手隆"矿环网是目前城炭市（镇）配电撑网络中普遍使纹用的一种接线挤方式，通过主铸干线路末端之览间的直接联络制，实行环网接低线，开环运行底（的如下图理）。这种接线效具有运行方便禾、结线简单、筋投资省、建设确快等特点；对乖于架空线路，江只要在主干线渡路上安装若干齐台杆上开关即积能实现。当主揭干线路任一段静线路或环网设屠备故障、检修究时，可通过分塞段开关切换，辰确保非故障段搂（非检修段）期正常供电，大萝大提高了系统泽供电可靠性。兄但该接线方式产要求每条线路霜具滔有柏50迹%趟的备供能力，块即正常最大供退电负荷只能达幻到该线路安全士载流量津的描1/盗2粘，以满足配电功网诊络回N-征1爹安全准则要求辈；一般每条线眠路配变装接容宰量不超添过吴10MV嫩A砍。阿"沿手拉驾手己"蛇环网需要考鬼虑欧50税%畜的备供能力，馅网络接线经济挨性差，但它对牛提高配电网供移电可靠性、简愁化配电网络接昏线十分有效。堤比较适用于负搁荷密度不高，糖用电增长速度挥较快，配电网血管理水平较低队（如没有实现欣配网自动化）啊的城市（镇）漆配电网络。拖（副3摇）降弦"稍网格燃式柏"绍环网株"较网格吨式勿"奔环网是悠在驶"熄手拉狗手纸"肚环网的基础上睡增加每一分段椅线路与其它线弄路的联系，实祝现互为备用（虫如下图劳），当任一段变线路或环网单江元故障、检修染时，均不影响卖另一段线路正斩常供电，尽可众能缩小停电范皆围，提高配电跃网络供电可靠拿性。这种接线龙每条线路只需导余胜留帜1/锅3燃或泽1/浇4窗的备用容量，贡线路负载率高庸达沿67代%核或衡75秋%舰，郊大大提高了配杜电线路利用率星；但由于需要尤架设联络线路毒，增加线路投关资，联络线路织应采用就近引短接。谊"配网格刘式桶"刻环网是配电网赵络发展到一定刚程度之后的一系种比较完善的芬接线方式，运替行方式高度灵提活、供电可靠炊性高，但网络罗接线复杂、网糠络扩展性差。舞适用于配网自垫动化水平较高饺、负荷增长缓做慢或趋于饱和括的城市（镇）意配电网络。2.电缆线路崭（室1惧）浆电缆单环网叔电缆单环网与晨架空线狱路消"窃手拉司手扣"小环网接线方式报一样，都通过贤末端线路之间哑的直接连接，习实行环网接线小，开环运行。滩其主要特点接吓线简单、清晰横，运行方便、稳灵活；当环网悟线路中任一段睡电缆线路或环烘网单元故障时坦，可通过短时臂间的分段开关棕切换，很快恢圣复环网单元供只电，大大提高逃了配电网络供汁电可靠性。为彼了满属足怠N-坑1棕安全准则要求罩，当环网线路竖中的一回进线仔出现故障时，挪另一回进线应款承担全部用电换负荷，正常运坊行时，每条线悄路应留冶有畅50斑%埋备用容量，电融缆线路负载率段较低。硬电缆单环网接摊线简单、运行泽灵活，有利于级配电网络扩展挂和配网自动化季建设。适用于雅供电可靠性要奶求高、负荷密物度较低、用电变增长速度快的集城市（镇）配鲜电网络。厦（浆2牛）斯电缆双环网醉电缆双环网是葵电缆单环网的俘组合，利用二号回电缆线路，踪通过同一开闭残所的不同母线件，形郑成桶"亏手拉辨手拘"钟供电网络，实额行双环网接线草。这种接线具蚕有很高的供电倚灵活性和可靠铁性，能最大限幅度地确保向用耐户连续供电，联满足重要用户延双电源供电要筑求。在双环网怀线路中，当任虹一段电缆线路焰或环网单元故鱼障、检修时，唐可以通过环网叮单元负荷开关罢的切换和同一驶开闭所不同母僻线之间的负荷警转移，能确保体非故障段或非愉故障单元用户范正常供电。由雾于重要用户实纹行了双电源供献电，在同一开砍闭所不同母线字之间可以转移际负荷，大大提傲高了双环网电浙缆线路的负载艳率。浪电缆双环网具慨有接线完善、迎运行灵活、供纲电可靠性高、黑建设投资大等烦特点，一般适页用在城市（镇啦）市中心区繁岗华地段、双电糕源供电的重要呈用户或供电可挑靠性要求较高辽的配电网络。领（六）合理选逆择导线截面锦由于配电线路际有电阻，有电梢流通过时就会财产生功率损耗容，品其公式为：掩Δ缠Ρ线=3鞠I²R·1剥0裁ˉ输³翁式中：绘ΔΡ乡-朗-形三相输电线路互的功率损暂耗夜(KW照)锻义I掀-拖线电规流蒸(购A)睁R铸-贯线路相电盟阻仆(伙Ω眼)祸其虑中宰“滋R丰”旧线路电阻在通际过电流不变时围，线路长度越拘长则电阻值越地大。如果在一百个工程中由于套线路上下纵横巾交错，一般工肌程线路总的不寺下万米，大工父程更是不计其锐数，造成电能碗损耗是相当可希观冷的浸,禾所以减少线路既能耗必须重视珠。在具体工程挡中，线路上电取流一般是不变途的，那么要减立少线损，只能啦尽量减少线路赖电阻。而线路挪的电锅阻贱R暮=膀ρ鸽L/S流,扎即与导线电阻奇率昼ρ兵、导线长度Ｌ期成正比，与导画线截面Ｓ成反田比。要减少电滤阻值应从以下收几个方面考虑肥：丑(1)帅常尽量选用电阻猎率个ρ顾较小的导线，易如铜芯导线较均佳，铝线次之务。间(2)雕式尽可能减少导别线长度，在设派计中线路应尽林量走直线少走敢弯路。盈(茅3)震增大导线截面誉积，对于较长钳的线路，在满纳足载流量，热诵稳定，保护配蛙合及电压降要要求的前提下，宣在选定线截面抵时加大一级线陶截面。这样增廉加的线路费用叠，由于节约能隐耗而减少了年唉运行费用，综氧合考虑节能经抓济时还是合算虾的。墙（七）合理进予行无功补偿掏功率因数提高拌了可以减少线讽路无功功率的躁损耗，从而达鹰到节能目的。六由于无功补偿倘对电网的安全窃、优质、经济喷运行具有重要拦的作用，合理芒选择无功补偿丙方案和补偿容础量，有效的提蛙高系统的电压慌稳定性，保证蔬电网的电压质瓜量，提高发输衫电设备的利用规率，降低有功跑网损和减少发条电费用。谨1.岔临变电站集中补肠偿户变电站集中补墨偿装置包括并扇联电容器、同污步调相机、静灾止补偿器等，询主要是平衡输级电网的无功功侦率，改善输电歌网的功率因数统，提高系统终酿端变电所的母框线电压，补偿细变电站主变压吗器和高压输电惧线路的无功