沙特低壓電網電壓等級改革的經驗研究

吳源昊

（華東建筑設計研究院，上海 200041）

0 引 言

2019 年筆者有幸參與了沙特阿拉伯的工程項目，負責了電氣和通信專業的設計工作。通過和當地的合作工程設計公司（SAUDICONSULT）和業主沙特國家住房公司（National Housing Company，NHC）電氣工程師的交流、合作，并查閱了大量沙特電網（Saudi Electricity Company，SEC）的相關資料，對沙特的電網情況做了了解。

眾所周知，我國的配電網用的是單相220 V/三相380 V，50 Hz 的電壓[1]。而沙特阿拉伯，是少數幾個采用127 V/220 V 單相，220 V/380 V 三相的雙重電壓等級的國家，電壓的頻率為60 Hz。在沙特當地同時存在單相127 V 或者220 V 的兩種插座，為了區分低壓，插座插口形狀是有區別的。在酒店、辦公等場所，常會看到兩種不同電壓等級的電器或設備混用。在當地了解到，從2013 年起，沙特政府開始推行單相220 V/三相380 V 的電壓等級，并逐漸舍棄127 V/220 V 的電壓，從首都利雅得開始逐步改造電網，且修改了沙特電器的認證標志（SASO）。到了2019 年3 月份，沙特政府宣布，全國供電電壓等級統一為單相230 V/三相400 V，從新建項目開始實行，并逐步改造現有電網。

1 沙特電壓改革的原因

沙特阿拉伯是世界上為數不多的在家用電器（照明設備、冰箱、微波爐、電視）和高負荷電器（空調、電梯、水泵）中使用雙重電壓等級（單相127/220 V 三相220/380 V）的國家之一。世界上只有9%的國家使用這種雙配電電壓，而超過70%的國家使用230/380 V電壓。

沙特方面認為電壓等級的改變將給國家、電網公司、電力用戶、進出口貿易帶來多方面積極影響，也有助于按照海灣國家的電氣標準對電氣設備進行標準化。電壓等級的改變會減少配電網和建筑物布線中的電能損耗，能降低電網中的壓降；配電電壓的升高能減少電纜的數量，并減少相同功率容量電纜的截面積，從而降低在建筑物內建立配電網、布線等的成本。

此外，沙特方面認為，繼續使用雙重電壓會帶來如下負面影響。

（1）被國際上采用標準電壓等級230/400 V 的國家孤立，因為230/400 V 逐漸成為國際上各國采用的標準配電電壓等級。

（2）由于家庭中存在127/220 V 的雙電壓，當電器設備插入錯誤電壓時，電氣事故（電擊、電器損壞和電氣火災）的發生率會增加。

（3）需要使用各種不同的適配器將電氣設備連接到電源，由于插頭和插座數量龐大，可能的故障點隨之增多，威脅人們的生命和財產安全。

（4）由于進口設備的額定電壓與沙特使用的額定電壓不同，因此很難申請符合沙特標準規范的合格證書。

（5）向沙特出口的工廠在生產制造127 V 工作電壓的設備時會遇到制造困難（如不同的導體截面和電子元器件），這就需要消費者付出額外的成本。

2 沙特電壓改革的論證過程

沙特方面為了論證電壓變化是否具有可行性，以及與127/220 V 電壓相比，230/40 0V 電壓等級的使用帶來的益處，在沙特水電部的支持下，成立了專門研究小組編寫的一份研究報告[2]，從國家、電網公司、用戶、電器制造商和進出口商的各方面利益出發，做了闡述。

2.1 對沙特國家的好處

（1）提高了電線的安全水平，降低電氣引發的火災的發生率。

（2）與海灣合作委員會國家實現配電電壓的統一，以促進海灣合作委員會國家以及其他阿拉伯國家和世界各國電氣設備規范的標準化。

（3）降低進口電器設備生產成本，促進沙特的電器產品進出口增長，增強外貿的競爭力。

（4）由于電壓的標準化，能允許在海灣合作委員會國家的海關方便地辦理電氣設備進出口手續。

（5）無論是政府部門還是私人組織，能方便的進行電器和電線測試，提高實驗室的性能。

（6）與全球電壓系統集成，從而實現跨國電力傳輸。

2.2 對電力供應商(沙特電網SEC)的好處

（1）降低電表和配電箱的安裝成本。由于電流降低，能使用較小的電表，并從電表中省去電流互感器。

（2）由于電流降低，配電網和設備中的能量損失減少。

（3）克服了配電網電壓下降的問題，從而有助于家用電器的性能提升和安全保護。

（4）在相同的電力容量下，使用的電纜數量減少，電纜的橫截面積減小，從而降低了建立電網的成本。

（5）可減少斷路器容量和配電箱內的銅導體。

（6）增加了可連接到相同電流容量的變壓器的客戶數量。

（7）所有用電客戶類別的低壓標準化。

（8）有利于低壓設備的標準化。

（9）由于設備的標準化，從長遠來看，減少了不同地區電力供應商倉庫中的設備庫存量。

（10）電網培訓、安裝和運行程序的標準化。

2.3 對用戶的好處

（1）避免兩種不同電壓的存在。

（2）電器產品采用國際通用標準，同一種標準降低電器價格。

（3）提高電器的性能效率，額定電壓下工作時的使用壽命增長。

（4）在建筑物中能使用更便宜和更小尺寸的配電箱。

（5）能使用橫截面積較小、成本較低的電線在建筑物的內部布線。

（6）電氣插頭和插座的標準化。

2.4 對家電制造商和進口商的好處

（1）避免兩種不同電壓的存在。

（2）便于進口符合國際標準的制造設備，便于出口電器和設備產品。

（3）消除了在不同電壓標準下運行的生產線，每條生產線用一個標準電壓，降低了成本，同時促進了工廠的技術轉讓，從而使沙特公司生產的產品在國內外銷售價格更低、更有競爭力。

3 沙特電壓的改造過程

沙特會在新建工程中，先全部采用230/400 V 的電氣設備。現有的家庭暫時不會受到影響，但在10 年內會逐步全面改造采用統一新電壓。沙特水電部將與有關電力部門（沙特電網SEC）合作監督并實施這項政策，對于原有已建的民用用戶，電力部門會配合業主單位進行合作改造；對于現有住宅的家庭用戶，SEC 會補貼家庭用戶進行用電改造。

由于127 V 的用電用戶在利雅得以外的地區，特別是沙漠中人煙罕至的地區比較常見，所以這類地區的電網會做一個整體性改造。

對于已采用220 V 用電的街區的建筑，這些用戶的電壓會先保留在原電壓下運行，會另外新建230 V 的電力進線。由于原有SASO 標準從2013 年起就規定所有的單相低壓開關設備、斷路器、照明、插座、家用電器均必須在110～240 V 自適應運行，所以當230 V 電壓取代220 V 時電器使用將不會受影響。電網的220 V 線路和230 V 線路會同時運行，且兩條線路的電力負荷分離，220 V 的負荷逐漸轉移至230 V 負荷，并在最后階段會完全轉換到230 V。

4 結 論

沙特阿拉伯在進行電網改革時，對改變電壓等級對國家、電網、用戶、企業等各方面的影響都做了詳細的論證，并循序漸進地改造電網，這一過程和經驗具有一定的參考意義。