中壓配電設(shè)計應(yīng)用解決方案

中壓配電設(shè)計應(yīng)用解決方案【摘要】世界界在發(fā)展，人人口在增加，要要求能源電力力有相適應(yīng)的的增長來滿足足人類日益增增長的物質(zhì)與與精神文明的的需要，尤其其是一個人口口眾多、經(jīng)濟濟基礎(chǔ)薄弱、快快速發(fā)展的后后進(jìn)國家，經(jīng)經(jīng)濟增長對能能源，電力有很強強的依賴關(guān)系系，這一歷史史性規(guī)律短期期內(nèi)不會逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)?！笆晃濉币?guī)劃劃提出的節(jié)能能減排目標(biāo)，是是貫徹落實科科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)構(gòu)建和諧社會會的重大舉措措，是建設(shè)資資源節(jié)約型、環(huán)環(huán)境友好型社社會的必然選選擇。2006年我國單位GDP能耗不降反反升，主要污污染物排放繼繼續(xù)攀升，沒沒有完成能耗耗降低4％的年度目目標(biāo)。因此，實實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃提出的的節(jié)能減排目目標(biāo)，任務(wù)十十分艱巨。電電力行業(yè)是關(guān)關(guān)系到國計民民生的重要基基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公公用事業(yè),它為國民經(jīng)經(jīng)濟發(fā)展提供供能源,并且與社會會發(fā)展、人民民生活密切相相關(guān),安全、穩(wěn)定定和充足的電電力供應(yīng),是國民經(jīng)濟濟健康穩(wěn)定持持續(xù)快速發(fā)展展的重要前提提條件。本文文結(jié)合中壓終終端配電設(shè)計計方案案例,,介紹相應(yīng)節(jié)能能減排技術(shù)及及其實施情況況?！娟P(guān)鍵詞】變變壓器損耗；；線路損耗；；補償；一、建筑電力節(jié)節(jié)能減排的重重要性從建筑方面耗能能來看，建筑筑能耗目前占占我國一次能能源消耗總量量的27.55%以上。建建筑節(jié)能在建建設(shè)節(jié)約型社社會中有著重重要作用。建建設(shè)部規(guī)劃到到“十一五”末，建筑節(jié)節(jié)能實現(xiàn)節(jié)約約1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤煤的目標(biāo)。電力節(jié)能成為建建筑領(lǐng)域節(jié)能能減排關(guān)系成成敗的重要環(huán)環(huán)節(jié)。以20006年為例例，第三產(chǎn)業(yè)業(yè)和居民用電電量占總電力力能源消耗的的22%。中國電量的80％是由燃煤煤電廠提供的的。到2020年，預(yù)計我我國煤電裝機機容量將達(dá)到到6億千瓦以上上，按1千瓦煤電燒3噸原煤計算算，一年需要要18億噸以上的的煤。如果對對這18億噸煤產(chǎn)生生的煙塵、二二氧化硫、氮氮氧化物、二二氧化碳以及及廢水、灰渣渣和其他有害害物質(zhì)處理不不當(dāng)，會對環(huán)環(huán)境造成重大大影響。與發(fā)發(fā)達(dá)國家的平平均情況相比比，我國電力力工業(yè)的環(huán)境境保護(hù)水平較較低。據(jù)測算算，我國單位位發(fā)電量二氧氧化硫排放量量要比發(fā)達(dá)國國家高出2倍左右，煙煙塵排放高出出2～4倍。建筑節(jié)約電能和和提高電能的的利用率，將將有效的緩解解火電項目的的持續(xù)高速增增長及對環(huán)境境的影響。目前，常用的建建筑電力節(jié)能能方案：合理理的選擇電機機啟動和控制制裝置；合理理的選擇低損損耗變壓器；；選擇合適的的電纜截面積積,供電使用半半徑；安裝電電力監(jiān)控和計計算監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)；新能源的的利用（如太太陽能、地源源熱泵等）；；采用高效、節(jié)節(jié)能照明光源源、高效燈具具。二、中壓配電設(shè)設(shè)計方案（一）提高電網(wǎng)網(wǎng)電壓運行水水平，降低電電網(wǎng)的輸送電電流變電站主變采用用有載調(diào)壓方方式調(diào)壓，根根據(jù)負(fù)荷情況況，隨時調(diào)節(jié)節(jié)主變壓器的的分接開關(guān)，保保證電網(wǎng)電壓壓處于規(guī)程規(guī)規(guī)定的波動范范圍之內(nèi)，避避免負(fù)荷高峰峰期電網(wǎng)電壓壓過低而造成成電能質(zhì)量下下降。同時可可提高線路末末端的電壓，使使線路電流下下降，從而達(dá)達(dá)到降損的目目的。10kV及以下三相相供電電壓允允許偏差為額額定電壓的±7％。（二）根據(jù)建筑筑功能性質(zhì)合合理計算負(fù)荷荷用電負(fù)荷計算方方法選擇得當(dāng)當(dāng)。會達(dá)到節(jié)節(jié)約有色金屬屬，節(jié)約能源源的目的。若若選擇不當(dāng)，會會給用戶帶來來不必要的投投資和能源浪浪費。用電負(fù)負(fù)荷計算方法法宜按下列原原則選取：在在方案設(shè)計階階段可采用單單位指標(biāo)法；；在初步設(shè)計計階段及施工工圖設(shè)計階段段，宜采用需需要系數(shù)法；；對于住宅建建筑，在設(shè)計計的各個階段段均可采用單單位指標(biāo)法和和單位面積法法。（三）合理選擇擇變壓器臺數(shù)數(shù)配電變壓器的損損耗是配電網(wǎng)網(wǎng)損耗的主要要組成部分。因因此，降低配配電變壓器的的損耗對于降降低整個配電電網(wǎng)的損耗效效果非常明顯顯。方法主要要有：使用低低損耗的新型型變壓器、合合理配置配電電變壓器容量量等。例如：1.某學(xué)學(xué)校面積五千千平方米，用用戶負(fù)荷比較較集中，經(jīng)計計算合計容量量為90KVAA。當(dāng)三臺30KVA的變壓器在在利用率為50％～70％情況下并并列運行，三三臺變壓器的的總損耗P1大于一臺100KVVA在相同利用用率情況下的的總損耗P2。因此兩臺臺及以上容量量變壓器較相相應(yīng)容量的一一臺的損失大大，同時三臺臺變壓器的價價格比一臺相相同容量的更更高。所以，當(dāng)當(dāng)負(fù)荷較小，且且位置、使用用時間較為集集中時，選擇擇單臺變壓器器可以降低損損耗，達(dá)到節(jié)節(jié)能目的。2.某住宅小區(qū)區(qū)分為兩區(qū)，小小區(qū)內(nèi)共計700余戶。變壓壓器設(shè)計方案案分別為：(1)變壓器容量量為兩臺1000kkVA干式變壓器器，一路10kV電源，單母母線不分段，備備用電源為自自備柴油發(fā)電電機組。(2)仍采用一路10kV電源在小區(qū)區(qū)內(nèi)形成樹干干式供電，每每棟住宅內(nèi)設(shè)設(shè)一小容量變變電裝置，備備用電源仍采采用自備柴油油發(fā)電機，設(shè)設(shè)在地下車庫庫內(nèi)，采用低低壓電纜供至至各棟樓，變變壓故障時，提提供備用電源源，滿足二級級負(fù)荷用電。（如如下圖）方案一方案二投資及損耗比較較，見下表：：可見，多臺小型型變壓器遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比兩臺變壓壓器總費用節(jié)節(jié)省，損耗也也較低。所以以，變壓器越越大也并不一一定就越經(jīng)濟濟、節(jié)能，單從從變壓器損耗耗看那是可能能的，但負(fù)荷荷越大外端輸輸出電流也越越大，外線線線路線徑就需需要越大，線線纜損耗隨之之增大，初期期造價也相應(yīng)應(yīng)增加。所以在相同負(fù)荷荷情況下變壓壓器選擇需要要考慮一下幾幾點：1.在綜合了解解用戶負(fù)荷前前提下，盡量量根據(jù)變壓器器工作在75％—85％利用率情況況下選擇變壓壓器容量。2.變壓器長期期固定運行情情況下可以考考慮損耗較小小的新型變壓壓器。雖然新新型變壓器初初期價格高，但但是新型變壓壓器和高能耗耗變壓器價格格差一般能在在變壓器2~3年的運行中中得到彌補。3.根據(jù)現(xiàn)場供供電情況，變變壓器安裝應(yīng)應(yīng)選擇在供電電負(fù)荷重心區(qū)區(qū)域。同時盡盡量保證三相相變壓器負(fù)荷荷平衡，減少少負(fù)序電壓損損耗。如果三三相負(fù)荷不平平衡，會增加加線路、配電電變壓器的損損耗。4.變壓器的選選擇應(yīng)根據(jù)變變壓器損耗和和外接線路的的投資來充分分比較考慮，盡盡量達(dá)到線路路初期投資小小和變壓器損損耗低的優(yōu)化化方案。（四）合理選擇擇節(jié)能型變壓壓器目前國內(nèi)已經(jīng)開開發(fā)出各種節(jié)節(jié)能型的變壓壓器，主要是是顯著降低了了變壓器的空空載損耗，但但因其造價比比傳統(tǒng)配電變變壓器高出30%~880%，而將健康康的高能耗配配變更換為節(jié)節(jié)能變壓器的的經(jīng)濟回收期期一般達(dá)到20年左右。因因此，出于經(jīng)經(jīng)濟成本的考考慮，無論是是專變用戶還還是供電企業(yè)業(yè)，要放棄現(xiàn)現(xiàn)在尚能運行行的S7、S9系列改用S11、S13等系列的配配變的主觀愿愿望基本上是是沒有的。這這在很大程度度上影響了配配電變節(jié)能降降耗改造工作作的進(jìn)度。所所以，再新建建項目方面應(yīng)應(yīng)當(dāng)首選新型型節(jié)能型變壓壓器，長期考考慮。（五）中壓配電電網(wǎng)絡(luò)接線要實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)安全、可靠靠、經(jīng)濟、高高效運行，必必須要有一個個接線簡潔、運運行靈活的中中壓配電網(wǎng)。10kV配電網(wǎng)絡(luò)常常用典型接線線有：單電源源輻射網(wǎng)、"手拉手"環(huán)網(wǎng)、"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)、電纜纜單環(huán)網(wǎng)、電電纜雙環(huán)網(wǎng)等等。在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建建設(shè)改造中，應(yīng)應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化準(zhǔn)則則，以城市中中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)與改造造技術(shù)原則為為依據(jù)，結(jié)合合本地區(qū)配電電網(wǎng)絡(luò)的實際際情況，通過過對供電區(qū)域域的用電性質(zhì)質(zhì)、負(fù)荷密度度的分析與研研究，確定安安全可靠、經(jīng)經(jīng)濟實用的配配電網(wǎng)絡(luò)接線線方式。1.架空線路或或架空電纜混混合線路（1）單電源輻輻射網(wǎng)單電源輻射網(wǎng)是是一種接線簡簡單清晰、運運行方便、建建設(shè)投資省的的配電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)當(dāng)線路或設(shè)備備故障、檢修修時，用戶停停電范圍大，系系統(tǒng)供電可靠靠性較差。單電源輻射網(wǎng)主主干線路一般般要求分3~4段，每段線線路配變裝接接容量應(yīng)控制制在2.5~33MVA，供電半徑徑宜為3~5km（如下圖）。由由于輻射網(wǎng)絡(luò)絡(luò)不存在線路路故障后的負(fù)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，可可以不考慮線線路的備用容容量，每條線線路可滿載運運行，即正常常最大供電負(fù)負(fù)荷不超過該該線路安全載載流量。在條條件允許情況況下，主干線線路分段開關(guān)關(guān)可采用柱上上重合器，盡盡可能快速切切除線路故障障。這種接線線方式只適用用于城郊或農(nóng)農(nóng)村非重要用用戶的架空線線路。（2）"手拉拉手"環(huán)網(wǎng)"手拉手"環(huán)網(wǎng)網(wǎng)是目前城市市（鎮(zhèn)）配電電網(wǎng)絡(luò)中普遍遍使用的一種種接線方式，通通過主干線路路末端之間的的直接聯(lián)絡(luò)，實實行環(huán)網(wǎng)接線線，開環(huán)運行行（如下圖）。這這種接線具有有運行方便、結(jié)結(jié)線簡單、投投資省、建設(shè)設(shè)快等特點；；對于架空線線路，只要在在主干線路上上安裝若干臺臺桿上開關(guān)即即能實現(xiàn)。當(dāng)當(dāng)主干線路任任一段線路或或環(huán)網(wǎng)設(shè)備故故障、檢修時時，可通過分分段開關(guān)切換換，確保非故故障段（非檢檢修段）正常常供電，大大大提高了系統(tǒng)統(tǒng)供電可靠性性。但該接線線方式要求每每條線路具有有50%的備供能力力，即正常最最大供電負(fù)荷荷只能達(dá)到該該線路安全載載流量的1/2，以滿足配配電網(wǎng)絡(luò)N-1安全準(zhǔn)則要要求；一般每每條線路配變變裝接容量不不超過10MVA。"手拉手"環(huán)網(wǎng)網(wǎng)需要考慮50%的備供能力力，網(wǎng)絡(luò)接線線經(jīng)濟性差，但但它對提高配配電網(wǎng)供電可可靠性、簡化化配電網(wǎng)絡(luò)接接線十分有效效。比較適用用于負(fù)荷密度度不高，用電電增長速度較較快，配電網(wǎng)網(wǎng)管理水平較較低（如沒有有實現(xiàn)配網(wǎng)自自動化）的城城市（鎮(zhèn)）配配電網(wǎng)絡(luò)。（3）"網(wǎng)格格式"環(huán)網(wǎng)"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)網(wǎng)是在"手拉手"環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)礎(chǔ)上增加每一一分段線路與與其它線路的的聯(lián)系，實現(xiàn)現(xiàn)互為備用（如下圖），當(dāng)任一段線路或環(huán)網(wǎng)單元故障、檢修時，均不影響另一段線路正常供電，盡可能縮小停電范圍，提高配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性。這種接線每條線路只需余留1/3或1/4的備用容量，線路負(fù)載率高達(dá)67%或75%，大大提高了配電線路利用率；但由于需要架設(shè)聯(lián)絡(luò)線路，增加線路投資，聯(lián)絡(luò)線路應(yīng)采用就近引接。"網(wǎng)格式"環(huán)網(wǎng)網(wǎng)是配電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)發(fā)展到一定定程度之后的的一種比較完完善的接線方方式，運行方方式高度靈活活、供電可靠靠性高，但網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接線復(fù)雜雜、網(wǎng)絡(luò)擴展展性差。適用用于配網(wǎng)自動動化水平較高高、負(fù)荷增長長緩慢或趨于于飽和的城市市（鎮(zhèn)）配電電網(wǎng)絡(luò)。2.電纜線路（1）電纜單環(huán)環(huán)網(wǎng)電纜單環(huán)網(wǎng)與架架空線路"手拉手"環(huán)網(wǎng)接線方方式一樣，都都通過末端線線路之間的直直接連接，實實行環(huán)網(wǎng)接線線，開環(huán)運行行。其主要特特點接線簡單單、清晰，運運行方便、靈靈活；當(dāng)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)線路中任一一段電纜線路路或環(huán)網(wǎng)單元元故障時，可可通過短時間間的分段開關(guān)關(guān)切換，很快快恢復(fù)環(huán)網(wǎng)單單元供電，大大大提高了配配電網(wǎng)絡(luò)供電電可靠性。為為了滿足N-1安全準(zhǔn)則要要求，當(dāng)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)線路中的一一回進(jìn)線出現(xiàn)現(xiàn)故障時，另另一回進(jìn)線應(yīng)應(yīng)承擔(dān)全部用用電負(fù)荷，正正常運行時，每每條線路應(yīng)留留有50%備用容量，電電纜線路負(fù)載載率較低。電纜單環(huán)網(wǎng)接線線簡單、運行行靈活，有利利于配電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)擴展和配網(wǎng)網(wǎng)自動化建設(shè)設(shè)。適用于供供電可靠性要要求高、負(fù)荷荷密度較低、用用電增長速度度快的城市（鎮(zhèn)鎮(zhèn)）配電網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。（2）電纜雙環(huán)環(huán)網(wǎng)電纜雙環(huán)網(wǎng)是電電纜單環(huán)網(wǎng)的的組合，利用用二回電纜線線路，通過同同一開閉所的的不同母線，形形成"手拉手"供電網(wǎng)絡(luò)，實實行雙環(huán)網(wǎng)接接線。這種接接線具有很高高的供電靈活活性和可靠性性，能最大限限度地確保向向用戶連續(xù)供供電，滿足重重要用戶雙電電源供電要求求。在雙環(huán)網(wǎng)網(wǎng)線路中，當(dāng)當(dāng)任一段電纜纜線路或環(huán)網(wǎng)網(wǎng)單元故障、檢檢修時，可以以通過環(huán)網(wǎng)單單元負(fù)荷開關(guān)關(guān)的切換和同同一開閉所不不同母線之間間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移移，能確保非非故障段或非非故障單元用用戶正常供電電。由于重要要用戶實行了了雙電源供電電，在同一開開閉所不同母母線之間可以以轉(zhuǎn)移負(fù)荷，大大大提高了雙雙環(huán)網(wǎng)電纜線線路的負(fù)載率率。電纜雙環(huán)網(wǎng)具有有接線完善、運運行靈活、供供電可靠性高高、建設(shè)投資資大等特點，一一般適用在城城市（鎮(zhèn)）市市中心區(qū)繁華華地段、雙電電源供電的重重要用戶或供供電可靠性要要求較高的配配電網(wǎng)絡(luò)。（六）合理選擇擇導(dǎo)線截面由于配電線路有有電阻，有電電流通過時就就會產(chǎn)生功率率損耗，其公式為：ΔΡΡ=3I2R··10ˉ3式中：ΔΡ---三相輸電線線路的功率損損耗(KW)I-線電流(AA)R-線路相電阻阻(Ω)其中“R”線路路電阻在通過過電流不變時時，線路長度度越長則電阻阻值越大。如如果在一個工工程中由于線線路上下縱橫橫交錯，一般般工程線路總總的不下萬米米，大工程更更是不計其數(shù)數(shù)，造成電能能損耗是相當(dāng)當(dāng)可觀的,所以減少線線路能耗必須須重視。在具具體工程中，線線路上電流一一般是不變的的，那么要減減少線損，只只能盡量減少少線路電阻。而而線路的電阻阻R=ρL/S,即與導(dǎo)線電電阻率ρ、導(dǎo)線長度度Ｌ成正比，與與導(dǎo)線截面ＳＳ成反比。要要減少電阻值值應(yīng)從以下幾幾個方面考慮慮：(1)盡量選選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線線，如銅芯導(dǎo)導(dǎo)線較佳，鋁鋁線次之。(2)盡可能能減少導(dǎo)線長長度，在設(shè)計計中線路應(yīng)盡盡量走直線少少走彎路。(3)增大導(dǎo)導(dǎo)線截面積，對對于較長的線線路，在滿足足載流量，熱熱穩(wěn)定，保護(hù)護(hù)配合及電壓壓降要求的前前提下，在選選定線截面時時加大一級線線截面。這樣樣增加的線路路費用，由于于節(jié)約能耗而而減少了年運運行費用，綜綜合考慮節(jié)能能經(jīng)濟時還是是合算的。（七）合理進(jìn)行行無功補償功率因數(shù)提高了了可以減少線線路無功功率率的損耗，從從而達(dá)到節(jié)能能目的。由于于無功補償對對電網(wǎng)的安全全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)經(jīng)濟運行具有有重要的作用用，合理選擇擇無功補償方方案和補償容容量，有效的的提高系統(tǒng)的的電壓穩(wěn)定性性，保證電網(wǎng)網(wǎng)的電壓質(zhì)量量，提高發(fā)輸輸電設(shè)備的利利用率，降低低有功網(wǎng)損和和減少發(fā)電費費用。1.變電站集集中補償變電站集中補償償裝置包括并并聯(lián)電容器、同同步調(diào)相機、靜靜止補償器等等，主要是平平衡輸電網(wǎng)的的無功功率，改改善輸電網(wǎng)的的功率因數(shù)，提提高系統(tǒng)終端端變電所的母母線電壓，補補償變電站主主變壓器和高高壓輸電線路路