论文部分内容阅读
摘 要：当今社会电力技术在不断发展，配电网的电器节能设计在电力企业中占有重要地位，它不仅保证了用户用电的稳定性和安全性，而且还使得电力企业大幅度向前发展。在本文中，为达到我国节能减损的基本要求，针对我国配电网管理的现状进行分析，并且提出了合适的配电网电气节能方案，从而达到节能环保的目标。
关键词：配电网；电器节能；设计
1 目前我国配电网的形势
在我国电力企业中，配电网起着关键的分配作用，根据不同要求，对电能进行分配，以供用户使用。从配电网的结构来看，它主要由分配端与接收端组成，分配端由配电所、变压器、架空线路以及电缆组成，而接收端由用户端的设备构成。从其工作步骤来看，在电力网络中，发电厂所发生的电以负电荷为主，而不同发电厂之间距离较远，这不利于电力的运输。从电压等级的角度来看，配电网可分为高压、中压和低压3种类型。从供电区域的角度来看，配电网分为城市、农村和工程。在这样的情况下，配电网可以供更多的设备使用，影响的范围也更加广泛，随着电力系统的不断发展，配电网设备也需要不断更新。
2 配电网电气节能方案设计
2.1 混合系统的治理
高压配电网一般采用两种补偿器，对无功功率过程损耗进行补偿，一种是静止状态器SVC，另一种是分组自动状态的VQC。前者是将电容器与电抗器并联，值得强调的是，电容器需要是固定模式的，而电抗器需要可以调整与控制的。通过调节电抗调节器根据负荷无功的不断变化来实现对无功消耗的动态补偿。无功自动补偿装置的原理是改变铁蕊偏磁来调节电量感，其弊端是高成本，运行原理复杂，维护机制繁琐、给电网安全带来危害等。后者是把电容器进行分组，当无功负荷变化发生巨大变化时会根据自动投切完成跟踪补偿，当无功负荷产生相对较小的无功负荷时其无法完成跟踪补偿，所以这种补偿方式存在着效果不明显、容易出现故障、设备运行效率较低的问题。在对无功功率进行动态补偿的同时也需要对谐波治理加以关心，让两者采用同步的编码开关，智能电容器组由专用开关、电容器、电抗器和互感器组成且都使用了绝缘密封的方式，使体积从大变小、重量从重变轻，安装方法更加便捷，运行体系更加顺畅，实现了节能增容的目标，提高了电压质量，弥补了无功补偿效果不高的现象。
2.2 合理选择运行电压等级
经研究发现，有功损耗与电压之间有着重要的关联，当提高电压时电能损耗就会下降，想要把有功消耗降到节点就需要适当调节运行电压。在中压配电网中，合理降低电压运行，经研究，会出现空载损耗近半数以上、空载损耗量达到80%的情况。针对此类问题，需要结合用户用电需求，对用电的不同时间段进行监测，事先做好高峰和低谷时段的电网供需情况的预判，特别是需要关注用电的高峰时段因为电力系统负荷量过高，而导致供电不足的情况，面对这种情况就需要合理地制定有效的供电方案。合理安排不同时段的电压，在电负荷的高峰期需要提高电压，在电负荷的低谷时期合理降低电压，以此来减少电能损耗，提高负荷率，实现三相平衡的目的。
2.3 滤波器的安装
安装滤波器主要是为了减少谐波分量，因为谐波的产生增加了无功损耗，变压器的铜耗、涡流及磁滞受谐波电流的影响，系统的建立是依附于电抗原理和电磁感应原理滤波补偿，目的是减少谐波电流产生的跳闸、变压器温度过高的问题出现，使谐波对电网的干扰大大减少甚至完全消除。在抑制电流波动、吸收电网谐波的同时也补偿了无功功率，使电力使用率达到最大化。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类，有源滤波器可以消除一定的频段范围内电源线上的谐波干扰，一般适用于多种直流电源线的滤波，比如：电信、医疗等用电功率小且谐波频率较高的单位。而无源滤波器相对有源滤波器来讲在谐波处理能力上来讲会弱一些，由于其价格优势，广泛用于电力、油田、钢铁、冶金、煤矿、石化、造船、电铁、新能源等行业。
2.4 HVC
为了避免电网出现负荷崩溃的情况，就需要运用到HVC。混杂控制的混合型HVC通过检测电网中的电压和无功功率，以功率因数结合无功功率的判断依据来投切电容器，为了可以从中心的数据网接口进行信息的传输与反馈，需要在系统中配置开关。有了这个系统输电线路中的无功电流就大大减少，有功功率的输送能力大大提高，有效降低了无功损耗，末端电网的质量提高了，从而延长了电容器的使用年限。
2.5 电网改造
影响电能损失的因素有很多，其中输电距离就是比较重要的因素，电源线路供电半径的长短与配电网抗风险能力有着密切的关系，为此需要在前期对电量负荷做出预测，对输电线路做好规划，以确保网络构建的安全性、可靠性、经济性以及合理性；加强城市和农村中低压配电网的建设与改造，不断优化电源分布，为增加变容压容量，缩短供电半径减少供电范围，电源应尽量布置在负荷中心的位置；改造时需对老旧的发电设备进行分析，废除旧的变压器，使用新的节能型变压器；合理安排电源分布，优化输电网络运行方式，从而减少电力网络中电能的损失和污染。
3 结束语
综上所述，在电力能源不断进步发展的今天，人们对电能的需求量越来越大，与此同时对电的质量要求也越来越高。如何优化配电网电气节能管理系统使其大大降低电力系统运行所造成的电力污染与损耗，减少电力企业运行成本、提高电力质量就成为许多电力企业的重要发展目标。电力能源是不可多得的清洁能源，是我国未来能源发展的必然选择，为此我国要大力宣传节能减排，从实际出发提高电能的利用率。
参考文献
[1]韩四化.某城市配电网升级改造方案设计与实施[D].华北电力大学（保定），2014.
[2]史婷.配电网电气节能管理系统设计[J].电子测试，2015，（16）：12-13.
（作者单位：广东欧姆龙电力工程有限公司）
关键词：配电网；电器节能；设计
1 目前我国配电网的形势
在我国电力企业中，配电网起着关键的分配作用，根据不同要求，对电能进行分配，以供用户使用。从配电网的结构来看，它主要由分配端与接收端组成，分配端由配电所、变压器、架空线路以及电缆组成，而接收端由用户端的设备构成。从其工作步骤来看，在电力网络中，发电厂所发生的电以负电荷为主，而不同发电厂之间距离较远，这不利于电力的运输。从电压等级的角度来看，配电网可分为高压、中压和低压3种类型。从供电区域的角度来看，配电网分为城市、农村和工程。在这样的情况下，配电网可以供更多的设备使用，影响的范围也更加广泛，随着电力系统的不断发展，配电网设备也需要不断更新。
2 配电网电气节能方案设计
2.1 混合系统的治理
高压配电网一般采用两种补偿器，对无功功率过程损耗进行补偿，一种是静止状态器SVC，另一种是分组自动状态的VQC。前者是将电容器与电抗器并联，值得强调的是，电容器需要是固定模式的，而电抗器需要可以调整与控制的。通过调节电抗调节器根据负荷无功的不断变化来实现对无功消耗的动态补偿。无功自动补偿装置的原理是改变铁蕊偏磁来调节电量感，其弊端是高成本，运行原理复杂，维护机制繁琐、给电网安全带来危害等。后者是把电容器进行分组，当无功负荷变化发生巨大变化时会根据自动投切完成跟踪补偿，当无功负荷产生相对较小的无功负荷时其无法完成跟踪补偿，所以这种补偿方式存在着效果不明显、容易出现故障、设备运行效率较低的问题。在对无功功率进行动态补偿的同时也需要对谐波治理加以关心，让两者采用同步的编码开关，智能电容器组由专用开关、电容器、电抗器和互感器组成且都使用了绝缘密封的方式，使体积从大变小、重量从重变轻，安装方法更加便捷，运行体系更加顺畅，实现了节能增容的目标，提高了电压质量，弥补了无功补偿效果不高的现象。
2.2 合理选择运行电压等级
经研究发现，有功损耗与电压之间有着重要的关联，当提高电压时电能损耗就会下降，想要把有功消耗降到节点就需要适当调节运行电压。在中压配电网中，合理降低电压运行，经研究，会出现空载损耗近半数以上、空载损耗量达到80%的情况。针对此类问题，需要结合用户用电需求，对用电的不同时间段进行监测，事先做好高峰和低谷时段的电网供需情况的预判，特别是需要关注用电的高峰时段因为电力系统负荷量过高，而导致供电不足的情况，面对这种情况就需要合理地制定有效的供电方案。合理安排不同时段的电压，在电负荷的高峰期需要提高电压，在电负荷的低谷时期合理降低电压，以此来减少电能损耗，提高负荷率，实现三相平衡的目的。
2.3 滤波器的安装
安装滤波器主要是为了减少谐波分量，因为谐波的产生增加了无功损耗，变压器的铜耗、涡流及磁滞受谐波电流的影响，系统的建立是依附于电抗原理和电磁感应原理滤波补偿，目的是减少谐波电流产生的跳闸、变压器温度过高的问题出现，使谐波对电网的干扰大大减少甚至完全消除。在抑制电流波动、吸收电网谐波的同时也补偿了无功功率，使电力使用率达到最大化。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类，有源滤波器可以消除一定的频段范围内电源线上的谐波干扰，一般适用于多种直流电源线的滤波，比如：电信、医疗等用电功率小且谐波频率较高的单位。而无源滤波器相对有源滤波器来讲在谐波处理能力上来讲会弱一些，由于其价格优势，广泛用于电力、油田、钢铁、冶金、煤矿、石化、造船、电铁、新能源等行业。
2.4 HVC
为了避免电网出现负荷崩溃的情况，就需要运用到HVC。混杂控制的混合型HVC通过检测电网中的电压和无功功率，以功率因数结合无功功率的判断依据来投切电容器，为了可以从中心的数据网接口进行信息的传输与反馈，需要在系统中配置开关。有了这个系统输电线路中的无功电流就大大减少，有功功率的输送能力大大提高，有效降低了无功损耗，末端电网的质量提高了，从而延长了电容器的使用年限。
2.5 电网改造
影响电能损失的因素有很多，其中输电距离就是比较重要的因素，电源线路供电半径的长短与配电网抗风险能力有着密切的关系，为此需要在前期对电量负荷做出预测，对输电线路做好规划，以确保网络构建的安全性、可靠性、经济性以及合理性；加强城市和农村中低压配电网的建设与改造，不断优化电源分布，为增加变容压容量，缩短供电半径减少供电范围，电源应尽量布置在负荷中心的位置；改造时需对老旧的发电设备进行分析，废除旧的变压器，使用新的节能型变压器；合理安排电源分布，优化输电网络运行方式，从而减少电力网络中电能的损失和污染。
3 结束语
综上所述，在电力能源不断进步发展的今天，人们对电能的需求量越来越大，与此同时对电的质量要求也越来越高。如何优化配电网电气节能管理系统使其大大降低电力系统运行所造成的电力污染与损耗，减少电力企业运行成本、提高电力质量就成为许多电力企业的重要发展目标。电力能源是不可多得的清洁能源，是我国未来能源发展的必然选择，为此我国要大力宣传节能减排，从实际出发提高电能的利用率。
参考文献
[1]韩四化.某城市配电网升级改造方案设计与实施[D].华北电力大学（保定），2014.
[2]史婷.配电网电气节能管理系统设计[J].电子测试，2015，（16）：12-13.
（作者单位：广东欧姆龙电力工程有限公司）