智能化供配電系統的節能措施探究

牛麗坡

摘要：電力系統的發展對我國的經濟建設具有重要的促進作用，電力系統主要是由發電、輸變電、供配電和用電等環節組成，供配電在其中占有重要的位置，與工業生產及居民的日常用電密切關聯。隨著經濟建設的快速發展，用電需求量逐漸增加，對于供配電系統產生了巨大的壓力，為了積極的響應我國低碳節能的號召，在供配電系統實施節能措施具有重要的意義。文章對于供配電系統中實施的各項節能措施進行了闡述，對于我國電力系統的發展具有重要的意義。

關鍵詞：智能化供配電系統；功能；節能措施

在工程種類和數量繁多的形勢下，電能具備著必須性和普遍性，為更好的利用能源，發揮效益，設計合理的供配電系統都無可爭議的成為重點。實踐證明，智能化供配電系統與常規配電系統最大的區別是具有供配電監控管理系統。而通過分析智能化供配電系統地特點設計合理供配電系統，盡量降低供配電系統的電力損耗，提高電能的利用率，是實現工廠效益最大化的途徑之一。

一、智能供配電系統地主要特點

（一）監測功能

1.運行參數的監測

配電系統對主要運行參數如電壓、電流、頻率、變壓器溫度、有功功率、無功功率、功率因數、有功電能和無功電能等參數，以及直流屏、柴油發電機等其他設備的運行參數均進行自動測量和記錄。在監控計算機的大屏幕監視器上的相應位置顯示出這些參數的實時值，并按要求定時記錄存盤。

2.用電量遠程自動計量

對每個用戶和負荷的用電量進行連續的自動測量和記錄，自動進行分時計費和形成電費報表。為了實現節能，這是十分必要的。用戶和負荷的用電量計量結果可以用表格、負荷曲線或體形圖的形式供工作人員和用戶查詢和分析。如發現某個用戶的用電量異常增多，可立即進行查詢，探明原因，防止電能的損失和浪費。

3.電能質量的監測

（1）監測電網或回路的電壓、電流的諧波總含量和各次諧波的含量；（2）監測和記錄極其短暫的瞬變故障和瞬態過程；電壓凹陷、電壓不平衡度、頻率變化、電壓驟升、電壓中斷、電壓波動、雷電波、放電、浪涌電流或啟動電流等擾動；（3）波形捕捉：根據預設的條件或監控計算機發出的指令，捕捉預先設定的周期數或時間長度的電壓/電流的穩態或瞬態過程波形。

4.故障報警事件的監測

配電系統運行過程中一旦發生故障，按照故障報警處理優先的原則不管監控計算機原來顯示的是什么圖形界面，都應能立即自動切換到出現故障的那幅圖形界面上。

（二）、控制功能

1.斷路器/接觸器的通斷控制。

（1）手動操作。操作人員可通過斷路器的操作手柄（或按鈕）手動接通或斷開斷路器。（2）電動操作。操作人員在配電柜上可直接通過按鈕控制電動操動機構，接通或斷開相應的具有電動操動機構的斷路器。3.遠程操作。操作人員只需在監控計算機的屏幕上點擊或在觸模式操作面板上觸模斷路器接通/斷開的按鈕標即可遠程控制具有電動操動機構的斷路器的通/斷。（4）自動控制。當有自動控制的要求時，斷路器接通或分斷由可編程控制器按照程序的規定自動執行，無需人工干預。

2.進線失電故障的自動應急處理

在400v低壓配電系統中出現進線失電故障時，智能化供配電系統可以自動進行應急處理。（1）雙路供電時進線失電故障的自動應急處理。雙路供電時，若有一路進線失電，延時規定的時間（該時間可事先整定也可通過監控計算機修改）后，系統自動斷開失電的這路進線斷路器，接通聯絡斷路器，自動轉換成單路供電，然后自動檢測該路進線的電流，若電流超過變壓器二次側的額定位，則按照事先設定的用戶優先權順序將優先權低的用戶依次斷開，直至變壓器不超負荷，從而保證了對重要用戶的連續可靠供電。這是用傳統的電氣連鎖控制無法做到的。（2）單路供電時進線失電故障的自動應急處理。單路供電時，系統將自動斷開該路的進線斷路器，然后將另一路進線斷路器自動接通，保證供電的連續性。（3）復雜系統自動投切應急處理。對于由多臺變壓器通過母線聯絡開關連接成的較復雜的低壓配電系統，智能化供配電系統仍可按照規定的連鎖關系自動進行相應的自動投切應急處理。

二、提高工程供配電節能效率的基本思路

工程供配電設計的要求是在滿足用電負荷要求的情況下，選擇最經濟合理的電源系統接線方案。在設計中應遵循安全要求，認真考慮采取節能措施是否實現電氣節能，并按步驟進行設計。首先是向建設部門了解基建規劃，收集原始材料，作好現場勘察，了解供電范圍內的環境條件及電源情況。其次要了解用電設備性質、特征、規模及布局，并列出設備清單，并根據列出的動力、照明等用電設備清單，進行負荷計算，計算得出各部分總的負荷。然后，根據設備位置確定線路走向，經過技術經濟比較，選擇最合理的電源方案及電源引入點，確定變電所、總配電箱、分配電箱的位置及配電線路的走向和鋪設方式，并擬定變配電所的電氣主結線和整個工地的供電系統圖。接著，選擇變壓器型號、容量、臺數以及電氣設備型號、規格和數量，并作變配電所的設計，選擇導線型號、規格，并進行配電線路的設計。最后，繪制施工組織及供電平面布置圖。

三、智能化供配電系統地節能措施

1.變壓器節能

在滿足工程設施使用的條件下，變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短供變壓器配電半徑，減少線路損耗。

2.配電線路節能

設計合理配電線路，節約電能，應盡量做直配線路，不設計迂回線路，不走或少走回頭路，最大限度減少線路長度。而必須有較長距離的大電流供配電線路時，要在安全性前提下，按電流密度合理選擇導線電纜截面，盡量選取大截面導線，在滿足電壓損失和短路熱穩定的前提下，可按導體載流量選擇導線截面，在工廠等用電大戶的變電所之間設置聯絡線，以使節假日變壓器輕負荷或無負荷時退出運行，從而減少損耗。

3.減少配電線路線損

配電線路損耗中包含了線路傳輸有功功率時引起的線損和線路傳輸無功功率時引起的線損，傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必需的，是不變的。而在具體工程中，供配電系統中的某些用電設備，線路上下縱橫交錯，工程線路總的不下萬米，造成電能損耗相當大，所以減少線路能耗必須引起設計人員的足夠重視，那么要減少線損，要么減少線路電阻，通過增大導線截面、滿足載流量、控制熱穩定、以及增大電壓損失所選定的截面等多種方式減少線損。

參考文獻：

[1]中國航空工業規劃設計院，《工業與民用配電設計手冊》，北京中國電力出版社，2005.09.

[2]顧偉駟，《現代電工學》，科學出版社，2005.06

[3]魏立明，《智能建筑電氣技術與設計》，化學工業出版社，2010.02.

（作者單位：國網元氏縣供電公司）