淺析港口供電節(jié)能與電壓等級的選擇

1、淺析港口供電節(jié)能與電壓等級的選擇作者：郭掌權(quán)單位：防城港務(wù)集團(tuán)有限公司日期：2008年6月淺析港口供電節(jié)能與電壓等級的選擇防城港務(wù)集團(tuán)有限公司 郭掌權(quán) 2008年摘要：港口電力系統(tǒng)電壓等級的高低與節(jié)約能源關(guān)系密切而提高電壓等級是降低線路報(bào)耗的非常有效的技術(shù)措施之一。在新建和改造港口供配電線路時(shí)應(yīng)對此予以高度重視，盡量簡化電壓等級和變電層次。關(guān)鍵詞：港口 電壓等級 線損 節(jié)能一、 概述目前我國各類港口使用的起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的電壓等級絕大多數(shù)是AC 380V，在少數(shù)港口的個(gè)別碼頭因有大型起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備而使用AC 6KV的電壓，這個(gè)電壓在港口一般習(xí)慣地稱之為高壓依據(jù)港口規(guī)模的不同，大型港口一般是總

2、降壓變電所從地區(qū)電力網(wǎng)接受35KV或110KV的高壓電能，經(jīng)降壓為610KV級，再由配電線送到各前沿變電所，降至和而中小型港口可由一電網(wǎng)供電，經(jīng)中心配電所將同級電壓送至前沿變電所，降至AC 380V和AC 220V。隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，港口貨物吞吐量不斷增加，各種大型、高效的起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備不斷增多，單機(jī)容量相應(yīng)增大。而港口用電設(shè)備的特點(diǎn)是大多分布在港區(qū)的前沿或后方貨場，供電線路長且比較分散，使供電線路上的損耗較大。這一點(diǎn)在新建港口更突出，因?yàn)檫@些新建港口的岸線和后方堆場都比較長。上述供配電電壓等級已不適應(yīng)這種狀況，因此減小線路損耗是很重要的，特別是在新港口建設(shè)和舊港區(qū)改造時(shí)應(yīng)對電力系統(tǒng)的情況給

3、予高度重視。電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都有電能損耗。這些損耗一般可分為兩種：一種是與負(fù)荷功率或電流的平方成正比的可變損耗；另一種是與電壓高低有關(guān)的固定損耗。而供電電壓的高低直接影響線路上的損耗和變壓器的損耗。本文著重討論當(dāng)前港口供配 電電壓等級與節(jié)能方面的一些問題。二、 不同電壓等級下的線路損耗計(jì)算與比較據(jù)有關(guān)資料介紹，如果全國電力部門的平均線損率下降1%，每年就可以少損耗電能約有30×108kWh。在電能輸送過程中，加強(qiáng)線路損耗管理，采取降損措施，降低線損率無疑是節(jié)能的一個(gè)重要方面，也符合當(dāng)前我國實(shí)施的節(jié)能減排要求，這是港口供電系統(tǒng)必須考慮的問題之一。電力網(wǎng)的線損是指一定時(shí)段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)

4、各個(gè)元件上功率損耗對時(shí)問積分值的總和。其計(jì)算方法很多，對一般要求不高的場合，可以采用分散損失系數(shù)法。本文因是作比較，故用這個(gè)方法計(jì)算。對于10KV以下的配電網(wǎng)輸電線路導(dǎo)線中的電阻，線損時(shí)段 T（年、月、日等）內(nèi)的電能損耗可按下式計(jì)算（架空線）：上的均方根電流，A；均方根有功功率，KW;均方根無功功率，Kara；U-對應(yīng)于P、Q處的電壓，KV。對于電纜線路，導(dǎo)線中的電能損耗為：一般電纜線路還應(yīng)計(jì)算介質(zhì)損耗，但這部分損耗所占比例很小。作為比較，在下面的討論中均不予考慮式（1）對于配電線路的末端有一個(gè)集中負(fù)荷的情況是適宜的如果負(fù)荷是沿配電線路分布的，則應(yīng)乘以相應(yīng)的系數(shù)，這比較符合港口情況負(fù)荷分布的類

5、型及其分散損失系數(shù)值如表1所示。在供給負(fù)荷相等、距離相等、運(yùn)行時(shí)間相同的情況下，幾種主要電壓等級用地溝電纜形式供電時(shí)的線損計(jì)算結(jié)果列于表2。 需要說明的是， YZR系列電動(dòng)機(jī)暫無 660V。6KV等級的，作比較時(shí)借用了其它系列異步電動(dòng)機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)以集中負(fù)荷的形式計(jì)算。三、 港口供配電系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)辦法如前所述，當(dāng)前我國港口普遍使用的是低壓配電系統(tǒng)，即將10KV變?yōu)?80V后供給各類起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備。如果采用電纜溝的形式供電，則電纜溝中的電纜數(shù)量多、線路長、截面積大，敷設(shè)不方便，且影響供電范圍的擴(kuò)大。當(dāng)有較大型的起重運(yùn)輸機(jī)械時(shí)，因電動(dòng)機(jī)功率大，故起動(dòng)電流大，線路上的壓降與損耗較大

6、，勢必影響電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)容易損壞。這些都是不利的因素。要改變這種狀況，從改變等級方面著手，可以收到立竿見影的效果，而且不會(huì)增加初投資。減小線路上的損耗來源，將供電電壓等級提高，減少變電層次，無疑是非常有效的技術(shù)措施。這一點(diǎn)從表2中所列計(jì)算數(shù)據(jù)看是很明顯的。同時(shí)對電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況有所改善電機(jī)（目前10KV電動(dòng)機(jī)已經(jīng)很成熟，額定6KV等級的電機(jī)可以升級為10KV等級）。為此，我認(rèn)為:（1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率在150KW以下時(shí)，可將供電電壓由380V改為660V。據(jù)初步計(jì)算，額定電壓采用660V比用380V的電動(dòng)機(jī)綜合投資約低2540%。，有色金屬的消耗量減少5%左右，線路上的損耗減少1/31/

7、5。因此中小型港口的動(dòng)力用電只用660V一個(gè)電壓等級，這樣，小型起重機(jī)械和較大型起重機(jī)的用電均可照顧到，又減少了變電層次。（2）電動(dòng)機(jī)功率在150KW以上，或總裝機(jī)容量很大的起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，宜采用的10KV電壓供電，而不宜用380V電壓。據(jù)計(jì)算，高壓電機(jī)供電電纜的費(fèi)用低于同容量低壓電機(jī)供電電纜費(fèi)用。供電線路越長、容量越大，用高壓電機(jī)的初期投資越低。此外，高壓電機(jī)在線路上的損耗僅為低壓電機(jī)的1/20。大型港口的動(dòng)力用電電壓以660V 和10KV兩個(gè)等級為好。（3）雖然國外港口照明系統(tǒng)有用280V和340V的，但由于各種照明燈具、設(shè)備等統(tǒng)一用220V(低壓除外)，為便于照明設(shè)備的安裝更換與維修，港口照明系統(tǒng)仍用220V電壓。如果港口動(dòng)力用電電壓為660V 和10KV，照明用電電壓為220V，就會(huì)大大有利于港口供配電的管理和節(jié)約電能。另外，港口變電層次應(yīng)盡量