熊春媛
摘要:農(nóng)村低壓電網(wǎng)由于分支眾多、搭設(shè)線路過長等因素導(dǎo)致一直以來都是耗能大戶,在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計過程中降低其綜合使用能耗已經(jīng)成了當(dāng)前社會節(jié)能減耗的主要措施之一。首先闡述了農(nóng)村低壓電網(wǎng)綠色節(jié)能設(shè)計的相應(yīng)原則,其次,深入探討了綠色節(jié)能措施在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中的應(yīng)用,其中包括:綠色節(jié)能措施在變壓器當(dāng)中的應(yīng)用、無功補償技術(shù)的應(yīng)用、供配電線路綠色節(jié)能技術(shù)方案、綠色節(jié)能措施在農(nóng)村低壓電網(wǎng)經(jīng)濟運行和改造中的應(yīng)用等,具有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞:綠色節(jié)能;農(nóng)村低壓電網(wǎng);設(shè)計;應(yīng)用
中圖分類號:TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Adoi:10.19311/j.cnki.16723198.2017.28.090
1前言
隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的日益加快,廣大人民群眾的物質(zhì)生活水平得到了較大程度的提高,對于能源的需求量日益加大,能源緊張、能源供需矛盾加劇等已經(jīng)成了困擾經(jīng)濟發(fā)展的重要問題。農(nóng)村低壓電網(wǎng)由于分支眾多、搭設(shè)線路過長等因素而一直以來都是耗能大戶,在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計過程中降低其綜合使用能耗已經(jīng)成了當(dāng)前社會節(jié)能減耗的主要措施之一。但是令人遺憾的是,很多地區(qū)農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計過程中并未考慮到綠色節(jié)能措施,已經(jīng)嚴(yán)重影響到綠色環(huán)保措施、節(jié)能減排工作的貫徹落實,由此可見,綠色節(jié)能在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中的應(yīng)用就顯得尤為重要。本文就綠色節(jié)能在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行探討。
2農(nóng)村低壓電網(wǎng)綠色節(jié)能設(shè)計的相應(yīng)原則
2.1適用原則
在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計過程中,首先,務(wù)必要確保各電氣子系統(tǒng)的動力負(fù)荷能夠保持在正常運行狀態(tài),其次,可基于供電質(zhì)量要求、供電可靠性要求等來對農(nóng)村低壓電網(wǎng)予以優(yōu)化,以此達(dá)到對電能資源進(jìn)行最大化利用的效果。
2.2實際經(jīng)濟原則
農(nóng)村低壓電網(wǎng)綠色節(jié)能設(shè)計方案務(wù)必要與農(nóng)村低壓電網(wǎng)的實際情況相符合,要秉承著“實際經(jīng)濟原則”來對農(nóng)村低壓電網(wǎng)的節(jié)能電氣設(shè)備及相關(guān)材料進(jìn)行選擇。即便是節(jié)能電氣設(shè)備的一次性投入費用高于普通電氣設(shè)備,那么也要力爭在最短的時間內(nèi)通過節(jié)能減耗的方式來抵消增加費用,提高運行的經(jīng)濟性。
2.3優(yōu)化節(jié)能性原則
優(yōu)化節(jié)能性原則是指要對農(nóng)村低壓電網(wǎng)的輸電線路、用電設(shè)備、用電電壓等級等進(jìn)行綜合考慮,切實要采取行之有效的措施是來降低電能損失量。例如,用電負(fù)荷無功優(yōu)化、最優(yōu)分配用電負(fù)荷、布線方式合理優(yōu)化等。
3綠色節(jié)能措施在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中的應(yīng)用
3.1綠色節(jié)能措施在變壓器當(dāng)中的應(yīng)用
3.1.1變壓器型號的合理選擇
(1)變壓器的負(fù)荷率與變壓器的容量存在著較為明顯的反比關(guān)系,隨著變壓器負(fù)荷率的増大,變壓器的容量就會隨之而減小,而變壓器容量的減少又會導(dǎo)致設(shè)備的一次性投入降低。有鑒于此,可按照變壓器最高工作效率時所對應(yīng)的負(fù)荷率來選擇變壓器的容量。
β=βm=1R=P0Pk
式中:β——變壓器的負(fù)荷率;βm—— 變壓器最高工作效率時所對應(yīng)的負(fù)荷率,取值通常為0.7~0.8;Pk——變壓器繞組上的電阻損耗,R——變壓器損耗比;P0——變壓器的空載損耗。
變壓器的額定容量:
Se=Pjsβ×cosφ
式中:Pjs——設(shè)計前的有功功率,cosφ——平均功率因數(shù),通常大于0.9。
(2)節(jié)能狀況下的負(fù)荷率。
βj=P0TbPkτ=βmTbτ
式中:τ——每年的變壓器最大負(fù)荷損耗時間,取值通常為2300~4500h;Tb——每年的變壓器投運時間,取值通常為7000~7500h,βj——節(jié)能狀況下的負(fù)荷率,取值通常為1.3~1.8;βm——節(jié)能狀況下變壓器最高工作效率時所對應(yīng)的負(fù)荷率,取值通常為0.65~0.9。
由此可見,當(dāng)變壓器的負(fù)荷率處于0.65~0.9時,會取得最小的有功電能損耗率。這種方法無疑適宜不同用電環(huán)境,且能夠取得較好的節(jié)能的效果。若要讓變壓器型號選擇適宜,那么就需要讓變壓器的年電能損耗處于最小狀態(tài)且一次性投入及日常運行維護(hù)費用處于最低狀態(tài)。
3.1.2變壓器經(jīng)濟運行方式的優(yōu)化
通過對變壓器的三種功率損耗進(jìn)行研究,只有讓變壓器損耗處于最小狀態(tài),才能夠?qū)ふ页鲎罴训?、最?jié)能的變壓器經(jīng)濟運行方式。高層住宅樓電氣節(jié)能技術(shù)要對無功率節(jié)能、有功率節(jié)能的特性予以同時考慮,最終選擇最小綜合功率損耗時的節(jié)能經(jīng)濟運行方式。與此同時,務(wù)必要在農(nóng)村的季節(jié)性用電要求進(jìn)行掌握的基礎(chǔ)上來科學(xué)選擇變壓器容量,變壓器容量通??刂圃趦杀冻惺茇?fù)荷,并且還要選擇“字母變”的方法來對用電負(fù)荷存在著較為明顯峰谷差異的農(nóng)村地區(qū)予以供電。
3.1.3變壓器間負(fù)載的經(jīng)濟分配
農(nóng)村低壓電網(wǎng)的供電通常都會由多臺變壓器來實現(xiàn),變壓器總損耗=全部變壓器的無功功率損耗+有功功率損耗?;诖罅康膶嵺`經(jīng)驗與理論經(jīng)驗來看,即便用電總負(fù)荷與變壓器運行方式不變,變壓器總損耗也會隨著負(fù)載量在變壓器間分配的變化而變化。所以,為了能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村低壓電網(wǎng)的綠色節(jié)能,務(wù)必要對變壓器間的負(fù)載進(jìn)行經(jīng)濟分配,以此來讓變壓器達(dá)到最優(yōu)經(jīng)濟節(jié)能運行模式,并且還會讓變壓器總損耗降低到最低值。
3.2無功補償技術(shù)的應(yīng)用
無功補償技術(shù)是農(nóng)村低壓電網(wǎng)綠色節(jié)能設(shè)計中最為重要的措施之一,既可讓農(nóng)村低壓電網(wǎng)中有功功率的傳輸能力得以提高,又可降低有功功率的損耗率,還能夠明顯降低供電設(shè)備容量。要實現(xiàn)無功補償技術(shù)的有效應(yīng)用,應(yīng)該明確無功補償?shù)娜萘糠植肌⒀a償量、補償方式。通常而言,無功補償?shù)难a償方式主要包括變壓器的低壓補償、配電線路的固定補償、用電設(shè)備的隨機補償、變電站的集中補償?shù)?,而無功補償?shù)难a償量要基于電壓提高措施、線損降低方式、功率影響因素、補償當(dāng)量等來確定。值得注意的是,為了確保農(nóng)村低壓電網(wǎng)能夠與無功補償技術(shù)進(jìn)行有效地貼合,還需要采取無功補償箱的方式來安裝公用配電變壓器,由此可見,無功補償技術(shù)的應(yīng)用前景較為廣闊。endprint
3.3供配電線路綠色節(jié)能技術(shù)方案
在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計設(shè)計過程中,務(wù)必要基于農(nóng)村地區(qū)用電實際情況、負(fù)荷容量、供電距離、負(fù)荷分布等來合理、科學(xué)布線。農(nóng)村低壓電網(wǎng)的整個供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)務(wù)必要做到“可靠”、“清晰”、“簡單”,配電級數(shù)通常要不超過三級。農(nóng)村低壓電網(wǎng)電能輸送載體通常是供配電線路,無論是動力支線線路,還是動力干線線路均為長度較長的交叉性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),需要消耗大量的電能,因此,供配電線路節(jié)能技術(shù)方案是農(nóng)村低壓電網(wǎng)綠色節(jié)能技術(shù)的主要內(nèi)容之一。
3.3.1導(dǎo)線類型的合理選用
基于技術(shù)經(jīng)濟性角度來看,供配電線路的導(dǎo)線適宜選擇電導(dǎo)率較小的新型材質(zhì)導(dǎo)線。通過大量的工程實踐來看,電纜材料若選擇銅芯,那么可以取得最佳的傳輸電能效率,但是由于銅芯價格比較高,因此,為了達(dá)到節(jié)能和節(jié)約建設(shè)成本的效果,一類、二類建筑的電纜材料可選用銅導(dǎo)線,主要原因在于:一類、二類建筑的用電負(fù)荷容量較大。而對于用電負(fù)荷容量較小建筑的電纜材料可選用鋁芯導(dǎo)線。
3.3.2減少輸電線路長度
在規(guī)劃設(shè)計變配電所在位置時,務(wù)必要讓變配電所的位置與負(fù)荷中心位置盡量靠近,且要讓建筑物強電豎井位置與變配電所的低壓配電室位置接近,以此來最大限度地將線路中電能損耗進(jìn)行降低,進(jìn)而達(dá)到最佳的節(jié)能降耗效果。
3.3.3增大線纜截面
在設(shè)計農(nóng)村低壓電網(wǎng)的過程中,必然會存在著有些機電設(shè)備與饋電系統(tǒng)間隔較遠(yuǎn)的情況,針對這種情況,所選擇的線纜除了要符合基本功能條件(如線路保護(hù)配合、載流量、電壓降、動熱穩(wěn)定等),還可適當(dāng)增大線纜截面。基于大量工程實踐經(jīng)驗來看,若饋電線纜的總長度大于100m,那么其截面面積要大一級,只有這樣,才能夠獲得較佳的節(jié)能經(jīng)濟效果。
3.3.4采取就地?zé)o功補償措施
若無功功率需求較大,且供電點較遠(yuǎn),那么為了能夠最大限度地將線路無功傳輸損耗降低,還需要采取就地?zé)o功補償措施,以此來達(dá)到降耗、節(jié)能的目的。
3.4綠色節(jié)能措施在農(nóng)村低壓電網(wǎng)經(jīng)濟運行和改造中的應(yīng)用
在農(nóng)村低壓電網(wǎng)經(jīng)濟運行和改造中,合理應(yīng)用綠色節(jié)能措施能夠較好地降低損耗率。主要優(yōu)化方式是合理調(diào)整負(fù)荷與電壓,讓供電電壓隨著用電負(fù)荷的變化而變化,使之能夠始終處于可接受的范圍以內(nèi)??蓪θ嘭?fù)荷的配置進(jìn)行調(diào)整和科學(xué)分配,也是綠色節(jié)能措施的一大調(diào)整重點,通過對三相負(fù)荷的平衡分配,有利于降低電能損耗,實現(xiàn)綠色節(jié)能效果、
與此同時,要注意優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在農(nóng)村配電網(wǎng)輸配電時,配電網(wǎng)的輸送容量通常不會有較大的變化,而配電網(wǎng)運行電壓平與電能損耗就會出現(xiàn)較大的變化,隨著農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的日益加快,當(dāng)前很多地區(qū)的農(nóng)村配電網(wǎng)在線纜截面、供電容量等方面都不能滿足農(nóng)村電力負(fù)荷的需求,因此,可通過多種措施來降低配電網(wǎng)網(wǎng)損,如配電網(wǎng)線纜截面的更換、運行電壓的提高等,而配電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟電流密度會直接決定配電網(wǎng)線路的經(jīng)濟截面,從目前來看,原有的配電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟電流密度已經(jīng)不能滿足需要,那么在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中就強烈需要采用新推薦的經(jīng)濟電流密度值。舊的推薦值:經(jīng)濟電流密度為1.15A/mm2,導(dǎo)線截面為95 mm2;新的推薦值:經(jīng)濟電流密度為0.60A/mm2,導(dǎo)線截面為180 mm2,假設(shè):農(nóng)村地區(qū)某條10k V的配電線路(長度為10km),最大負(fù)荷損耗小時數(shù)為2200h,配電網(wǎng)最大電流為100A,農(nóng)網(wǎng)電價按照0.6元/度,那么年節(jié)能經(jīng)濟效益可以達(dá)到44231元。由此可見,若在農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)計中采用新的推薦值,必然會帶來較佳的節(jié)電節(jié)資效益。
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