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摘要:降低供配电系统的线损及配电损失，最大限度地减少无功功率，提高电能的利用率，是当前建筑电气节电的重要课题之一。
关键词:供配电；节电技术；安全可靠；绿色环保
Abstract: reduce power supply system line loss and distribution loss, minimize the reactive power and increase the energy utilization ratio, is the current building electrical power saving one of the important topics.
Keywords: for distribution; Electricity saving technology; Safe; Green environmental protection
中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展，能源状况显出日益紧张的局面，一方面能源紧张，另一方面工矿企业由于种种原因造成很大的能源浪费，我们也应该看到以国际发达水平相比还存在着很大的差距。仅仅在用电效率这方面，我们与国际先进水平相差10％。用电的差距就是未来我国进行节能工作的一个重要突破口。进行节电技术改造，能够使企业受到实际的收益回报，同时节电技术均附带着保护社会的作用。这样就能够使运行设备既达到节能的效果，又能够延长设备的使用寿命。因此，供配电系统节电具有重要意义。
1、选择及合理使用节电干式变压器
在工业与民用建筑中大都采用干式变压器，因为干式变压器具有许多优点。特别是SG(B)11—R系列卷铁芯干式配电变压器具有高效节电、安全可靠、绿色环保等优点。现将该产品的主要特点介绍如下：
（1）其铁芯为三相三柱环型卷绕，采用0.23mm优质冷轧硅钢片，在铁芯成型机上卷绕成型的。其特点是铁芯不冲孔、无接缝，铁芯是一个密封整体，其过载的抗短路冲击能力比叠片式变压器强很多。
（2）卷铁芯无需消耗接缝的磁化容量，磁路分布均匀，大幅度减少了空载激磁电流，空载电流很小，比叠片式降低了约70％，提高了功率因数，降低了电网的无功损耗。
（3）由于卷铁芯无接缝，在运行中噪声极低(不超过50分贝)，比叠片式低30％，因此，被称为环保型变压器。在高层建筑室内安装无噪音污染。同时，该产品在运行中无有害(有毒)气体产生。变压器线圈可分解回收处理，不会对环境造成任何污染。
（4）该产品的层间和匝间全部采用杜邦NOMEX做绝缘材料，使产品的安全可靠性有了进一步提高。该产品热稳定性好，在1800度温度下可在120％过负荷下长期安全可靠运行；在150％过负荷下可以连续运行3小时，比SC(B)9、SC(B)l0环氧树脂变压器的过负荷能力提高了20％以上。同时还能承受热冲击，在冷热急剧变化的情况下，无绝缘“开裂”的情况发生。
2、减少线路损耗
(1)尽量减少导线长度。在设计及施工中，低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线，少走弯路，不走或少走回头线。变配电所应尽可能靠近负荷中心。低压线路的供电半径不宜超过200m；负荷密集地区不宜超过100m；负荷中等密集地区不宜超过150m；少负荷地区不宜超过250m。这样可以减少电缆(线)长度，实现供电距离最短。如某工程为政府投资的大型工程，该工程为空调冷冻站专门设置了10／0.4kV变电所，内装3x2000kVA+2x1600kVA变压器，变压器负荷率为80％，由4000A、3200A铜质密闭母线馈电。某外资设计公司进行最初设计时，变电所低压配电室距冷冻站的控制室55m，为节约电能，对初步设计进行了调整，把变电所和空调控制室合并设置，使低压馈电距离缩短了55m。经计算，在密闭母线上的线路损耗可节省45kW。以每天冷冻站运行10小时，年运行100天计算，总耗电量为45000kWh，以每kWh0．68元计算，年节约电费3万余元。该工程按70年使用期计算，共可节约电费210万元。
（2）增大导线截面积。对于较长的线路，在满足载流量热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，应加大一级导线截面。尽管增加了线路费用，但由于节约了电能，因而也减少了年运行费用。根据估算，在2～3年内即可回收因增加导线截面而额外增加的费用。所以，加大导线截面的投资是值得的。
（3）要将负荷进行归类。除对计费有要求的负荷及消防负荷外，普通负荷(如空调机、风机盘管、照明、新风机、电热水器等)改由一条主干电缆供电，这样既便于消防切除非消防电源，又可在非空调季节使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减少线路的损耗。
3、提高功率因数
提高供配電网络的功率因数，实行无功补偿是建筑电气节能的又一课题，正在受到越来越多人的关注。无功功率既影响供配电网络的电能质量，也限制了变配电系统的供电容量，更增加了供配电网络的线损。对供配电网络实行无功功率补偿，既可改善电能质量，提高供电能力，更能节电降耗。在供配电系统中许多用电设备，如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等均为电感性负荷，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。为此，必须在供配电系统中安装电容器柜(箱)。通过电容器柜(箱)内的静电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到减少整体无功电流，同时又提高功率因数的目的。当功率因数由0.7提高到0.9时，线路损耗可减少约40％。功率因数值的大小应满足当地供电局的要求。当无明确要求时，建议功率因数值高压用户为0．9以上，低压用户为0．85以上。
4、平衡三相负荷
在低压线路中，由于存在单相以及高次谐波的影响，使三相负荷不平衡。三相电压或三相电流不平衡会对供配电网络造成一系列的危害。主要有：
（1）引起供配电网络相线及零线电能损耗加大；
（2）影响计算机正常工作。引起照明灯寿命缩短(电压过高)或照度偏低(电压过低)以及电视机的损坏等；
（3）增大对通信系统的干扰，影响正常的通信质量。为了减少三相负荷不平衡造成的能耗，应及时调整三相负荷，使三相负荷不平衡度符合以下规程规定：“要求配电变压器出口处的电流不平衡度小于等于10％，干线及支线首端的不平衡度小于等于20％，中性线的电流不超过额定电流的25％”以及“三相配电干线的各项负荷宜分配平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的1 15％，最小相负荷大于三相负荷平均值的85％”。
要解决三相电压或三相电流的不平衡度，首先设计时尽量使三相负荷平衡；同时可以采用调节单相电压及采用滤波器抑制谐波的方法。最好的方法是采用省电装置来平衡三相电压或三相电流。该省电装置能使线电压或线电流的不平衡度小于2％，零线上电流极小，使三相电压或三相电流基本平衡，从而大大减少了相线及零线上的电能损耗。
5、抑制谐波危害
供配电系统中的电能质量是指电压频率和波形的质量。电压波形是衡量电能质量的三个主要指标之一。随着各类电力电子设备在工业与民用建筑中日益广泛地应用，由此产生的谐波电流对供配电系统的巨大影响已引起了人们的高度关注及重视。谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗，而且对供配电线路及电气设备也会产生危害，因而人们意识到抑制谐波的重要性及迫切性。为了抑制谐波，通常在变压器低压测或用电设备处设置有源滤波器、无源滤波器，或将有源滤波器及无源滤波器混合使用，或采用节电装置。通过上述措施有效滤除中性线和相线的谐波电流，这样不仅净化了电路，而且降低了电能损耗，提高了供电质量，保证系统安全可靠地运行。
6、高效节电的省电装置
该装置采用一种特殊的电磁结构，它的内部是一个串联电抗器并联接人自耦调压器和外加独立相位调整兼消除高次谐波线圈，一起固定在一个三柱式铁芯上的综合型节电装置。该装置具有以下功能和特点：
（1） 调整电压幅值及稳压
有些用电单位供电电压偏高，导致电气设备用电量增加，使用寿命缩短，同时加大了线路损耗。由于该装置采用了最新的电磁平衡原理来调整用电设备电压的平衡度和稳定性，即在它内部并联了一个自耦固定式调压器，因此，该调压器具有调节电压幅值的功能，可以将较高的电压值调整到合理的范围内。
（2）减少电动机的启动电流
通过磁力作用及节电装置内部串联电抗器，可对电动机启动电流起到一定的抑制作用，一般可将启动电流减少到2—3倍的额定电流。如果有很多台小型电机或群控多台小型电机，其节电效果更为明显。同时还可减少电动机启动时出现的冲击电流对其它电气设备的影响。
（3）降低了线路、变压器及电机绕组的铜耗
谐波高频率上升，高频电流增大，导致交流电阻增大，线损增加。由于该装置平衡了三相电压，抑制了高次谐波，由此降低了线路、变压器及电机绕组等的铜耗。按铜耗公式P=12R计算，减少电流值及电阻值对铜耗有明显的减少。特别是长线路及电流值较大的线路，其节电效果更为理想。
结束语
配电变压器是供电系统应用十分广泛的电力设备，尽管配电变压器已是高效率的设备，但由于其容量和数量都很大，因而其在运行过程中的电能损耗不容忽视，所以对配电变压器的经济运行方式进行分析，并在保证配电变压器处于经济运行状态，对降低配电变压器的运行损耗，节约能源，保护环境，缓解目前电力短缺具有十分重要的意义。
参考文献
【1】】吕维伟．配电系统的自动化分析【J】．民营科技，2010(7)：29．
【2】周杰．浅析供配电系统节电技术措施【J】．民营科技，2009(4)：196．
【3】李学．工矿企业供用电系统全面节电技术【J】．企业平台，2008(4)：38～39．
关键词:供配电；节电技术；安全可靠；绿色环保
Abstract: reduce power supply system line loss and distribution loss, minimize the reactive power and increase the energy utilization ratio, is the current building electrical power saving one of the important topics.
Keywords: for distribution; Electricity saving technology; Safe; Green environmental protection
中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展，能源状况显出日益紧张的局面，一方面能源紧张，另一方面工矿企业由于种种原因造成很大的能源浪费，我们也应该看到以国际发达水平相比还存在着很大的差距。仅仅在用电效率这方面，我们与国际先进水平相差10％。用电的差距就是未来我国进行节能工作的一个重要突破口。进行节电技术改造，能够使企业受到实际的收益回报，同时节电技术均附带着保护社会的作用。这样就能够使运行设备既达到节能的效果，又能够延长设备的使用寿命。因此，供配电系统节电具有重要意义。
1、选择及合理使用节电干式变压器
在工业与民用建筑中大都采用干式变压器，因为干式变压器具有许多优点。特别是SG(B)11—R系列卷铁芯干式配电变压器具有高效节电、安全可靠、绿色环保等优点。现将该产品的主要特点介绍如下：
（1）其铁芯为三相三柱环型卷绕，采用0.23mm优质冷轧硅钢片，在铁芯成型机上卷绕成型的。其特点是铁芯不冲孔、无接缝，铁芯是一个密封整体，其过载的抗短路冲击能力比叠片式变压器强很多。
（2）卷铁芯无需消耗接缝的磁化容量，磁路分布均匀，大幅度减少了空载激磁电流，空载电流很小，比叠片式降低了约70％，提高了功率因数，降低了电网的无功损耗。
（3）由于卷铁芯无接缝，在运行中噪声极低(不超过50分贝)，比叠片式低30％，因此，被称为环保型变压器。在高层建筑室内安装无噪音污染。同时，该产品在运行中无有害(有毒)气体产生。变压器线圈可分解回收处理，不会对环境造成任何污染。
（4）该产品的层间和匝间全部采用杜邦NOMEX做绝缘材料，使产品的安全可靠性有了进一步提高。该产品热稳定性好，在1800度温度下可在120％过负荷下长期安全可靠运行；在150％过负荷下可以连续运行3小时，比SC(B)9、SC(B)l0环氧树脂变压器的过负荷能力提高了20％以上。同时还能承受热冲击，在冷热急剧变化的情况下，无绝缘“开裂”的情况发生。
2、减少线路损耗
(1)尽量减少导线长度。在设计及施工中，低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线，少走弯路，不走或少走回头线。变配电所应尽可能靠近负荷中心。低压线路的供电半径不宜超过200m；负荷密集地区不宜超过100m；负荷中等密集地区不宜超过150m；少负荷地区不宜超过250m。这样可以减少电缆(线)长度，实现供电距离最短。如某工程为政府投资的大型工程，该工程为空调冷冻站专门设置了10／0.4kV变电所，内装3x2000kVA+2x1600kVA变压器，变压器负荷率为80％，由4000A、3200A铜质密闭母线馈电。某外资设计公司进行最初设计时，变电所低压配电室距冷冻站的控制室55m，为节约电能，对初步设计进行了调整，把变电所和空调控制室合并设置，使低压馈电距离缩短了55m。经计算，在密闭母线上的线路损耗可节省45kW。以每天冷冻站运行10小时，年运行100天计算，总耗电量为45000kWh，以每kWh0．68元计算，年节约电费3万余元。该工程按70年使用期计算，共可节约电费210万元。
（2）增大导线截面积。对于较长的线路，在满足载流量热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，应加大一级导线截面。尽管增加了线路费用，但由于节约了电能，因而也减少了年运行费用。根据估算，在2～3年内即可回收因增加导线截面而额外增加的费用。所以，加大导线截面的投资是值得的。
（3）要将负荷进行归类。除对计费有要求的负荷及消防负荷外，普通负荷(如空调机、风机盘管、照明、新风机、电热水器等)改由一条主干电缆供电，这样既便于消防切除非消防电源，又可在非空调季节使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减少线路的损耗。
3、提高功率因数
提高供配電网络的功率因数，实行无功补偿是建筑电气节能的又一课题，正在受到越来越多人的关注。无功功率既影响供配电网络的电能质量，也限制了变配电系统的供电容量，更增加了供配电网络的线损。对供配电网络实行无功功率补偿，既可改善电能质量，提高供电能力，更能节电降耗。在供配电系统中许多用电设备，如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等均为电感性负荷，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。为此，必须在供配电系统中安装电容器柜(箱)。通过电容器柜(箱)内的静电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流，从而达到减少整体无功电流，同时又提高功率因数的目的。当功率因数由0.7提高到0.9时，线路损耗可减少约40％。功率因数值的大小应满足当地供电局的要求。当无明确要求时，建议功率因数值高压用户为0．9以上，低压用户为0．85以上。
4、平衡三相负荷
在低压线路中，由于存在单相以及高次谐波的影响，使三相负荷不平衡。三相电压或三相电流不平衡会对供配电网络造成一系列的危害。主要有：
（1）引起供配电网络相线及零线电能损耗加大；
（2）影响计算机正常工作。引起照明灯寿命缩短(电压过高)或照度偏低(电压过低)以及电视机的损坏等；
（3）增大对通信系统的干扰，影响正常的通信质量。为了减少三相负荷不平衡造成的能耗，应及时调整三相负荷，使三相负荷不平衡度符合以下规程规定：“要求配电变压器出口处的电流不平衡度小于等于10％，干线及支线首端的不平衡度小于等于20％，中性线的电流不超过额定电流的25％”以及“三相配电干线的各项负荷宜分配平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的1 15％，最小相负荷大于三相负荷平均值的85％”。
要解决三相电压或三相电流的不平衡度，首先设计时尽量使三相负荷平衡；同时可以采用调节单相电压及采用滤波器抑制谐波的方法。最好的方法是采用省电装置来平衡三相电压或三相电流。该省电装置能使线电压或线电流的不平衡度小于2％，零线上电流极小，使三相电压或三相电流基本平衡，从而大大减少了相线及零线上的电能损耗。
5、抑制谐波危害
供配电系统中的电能质量是指电压频率和波形的质量。电压波形是衡量电能质量的三个主要指标之一。随着各类电力电子设备在工业与民用建筑中日益广泛地应用，由此产生的谐波电流对供配电系统的巨大影响已引起了人们的高度关注及重视。谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗，而且对供配电线路及电气设备也会产生危害，因而人们意识到抑制谐波的重要性及迫切性。为了抑制谐波，通常在变压器低压测或用电设备处设置有源滤波器、无源滤波器，或将有源滤波器及无源滤波器混合使用，或采用节电装置。通过上述措施有效滤除中性线和相线的谐波电流，这样不仅净化了电路，而且降低了电能损耗，提高了供电质量，保证系统安全可靠地运行。
6、高效节电的省电装置
该装置采用一种特殊的电磁结构，它的内部是一个串联电抗器并联接人自耦调压器和外加独立相位调整兼消除高次谐波线圈，一起固定在一个三柱式铁芯上的综合型节电装置。该装置具有以下功能和特点：
（1） 调整电压幅值及稳压
有些用电单位供电电压偏高，导致电气设备用电量增加，使用寿命缩短，同时加大了线路损耗。由于该装置采用了最新的电磁平衡原理来调整用电设备电压的平衡度和稳定性，即在它内部并联了一个自耦固定式调压器，因此，该调压器具有调节电压幅值的功能，可以将较高的电压值调整到合理的范围内。
（2）减少电动机的启动电流
通过磁力作用及节电装置内部串联电抗器，可对电动机启动电流起到一定的抑制作用，一般可将启动电流减少到2—3倍的额定电流。如果有很多台小型电机或群控多台小型电机，其节电效果更为明显。同时还可减少电动机启动时出现的冲击电流对其它电气设备的影响。
（3）降低了线路、变压器及电机绕组的铜耗
谐波高频率上升，高频电流增大，导致交流电阻增大，线损增加。由于该装置平衡了三相电压，抑制了高次谐波，由此降低了线路、变压器及电机绕组等的铜耗。按铜耗公式P=12R计算，减少电流值及电阻值对铜耗有明显的减少。特别是长线路及电流值较大的线路，其节电效果更为理想。
结束语
配电变压器是供电系统应用十分广泛的电力设备，尽管配电变压器已是高效率的设备，但由于其容量和数量都很大，因而其在运行过程中的电能损耗不容忽视，所以对配电变压器的经济运行方式进行分析，并在保证配电变压器处于经济运行状态，对降低配电变压器的运行损耗，节约能源，保护环境，缓解目前电力短缺具有十分重要的意义。
参考文献
【1】】吕维伟．配电系统的自动化分析【J】．民营科技，2010(7)：29．
【2】周杰．浅析供配电系统节电技术措施【J】．民营科技，2009(4)：196．
【3】李学．工矿企业供用电系统全面节电技术【J】．企业平台，2008(4)：38～39．