摘要：配電網節能是一個綜合的系統工程，各項節能措施應結合實際情況，經過技術可行性和經濟合理性的論證與評估，綜合配套運用。本文將結合東莞電力系統配電網多年運行經驗和總結，從技術應用、運行管理角度方面，對配電網節能的技術措施進行探討。
　　關鍵詞：配電網；節能管理；技術措施
　　1引言
　　配電網的節能十分重要，有資料表明，配電網損耗大約占整個電力系統損耗的50%以上，配電網點多面廣，線路情況復雜，節能潛力很大。將配電網入口的電能量用W1表示，配電網供給用電設備器具的電能量即電力部門銷售的電能量用W2表示，兩者的差值W=W1–W2就是配電網的能耗。本文從技術應用、運行管理角度，探討配電網節能的若干問題。
　　2配電網的合理布局和配置
　　配電網的布局是指配電網的網絡結構，配電線路的線徑、配電變壓器的安裝地點等。配置是指配電線路型號、導線截面的選用，配電變壓器型號、容量的選用，對配電變壓器運行方式的初規劃等。
　　2.1優化配電網結構及配電變壓器的設置
　　由于配電網的線損主要是由變壓器損耗與電力線路損耗所組成，所以電網改造的節電降耗，也就是對配電網中的所有變壓器和配電線路進行擇優選擇和優化組合。組建成“安全經濟型電網”。因此，調整不合理的配電網絡結構。合理設計、改善配電網的布局和結構；避免或減少配電線路的交錯、重疊和迂回供電．減少供電半徑太大的現象。
　　配變的安裝地點應合理、經濟。針對配變供電情況．應適當將配變安裝在負荷巾心處。可使低壓線路由一路輸出變為幾路輸出，以提高電壓質量，降低配電網線損，這樣才能配電方便，配電線路短。應盡量將10kV電源引至負荷中心，穿越人口、建筑密集區時應盡量采用10kV電力電纜，這樣可以縮短低壓配電線路的長度。一般而言，0.4kV電線路的供電半徑為250m左右，0.22kV配電線路的供電半徑為100m左右，10kV配電線路的供電半徑為5kV左右。如果負荷大而距離較遠，可以考慮采用35kV線路供電，采用35kV/0.4kV配電變壓器。
　　2.2準確計算負荷
　　準確計算負荷是合理配置配電線路和配電變壓器的基礎，沒有準確計算負荷就不可能合理配置。對于改造工程，可以依據實際負荷曲線進行計算；對于新建工程，則要按照總裝機容量、負荷同時率等進行計算。既要準確計算近期負荷，還要盡可能準確計算遠期負荷。
　　2.3配電線路及變壓器選型
　　在準確計算負荷的基礎上并考慮留有一定裕度，按照導線的經濟電流密度對配電線路進行選型，以保證配電線路處于經濟運行狀態。
　　按經濟電流密度優化合理選擇配電電力線路導線截面。導線選擇應按經濟電流密度優化合理選擇并考慮留有一定發展的余度，這樣既可以降低線路損耗又可以減少重復投資。如果配電線路的導線截面過小，線路阻抗大，能耗高，而且在短期內將造成線路過載、甚至過熱，致使需要更換較大截面的導線，影響配電網正常運行并增大投資。如果配電線路的導線截面選擇過大，造成投資不合理、財力和資源的浪費。
　　按照負荷率75％左右的原則選定配電變壓器的容量。變壓器在負荷率75%左右時，處于經濟運行狀態。變壓器的容量不要過大或過小，容量過大則“大馬拉小車”，變壓器損耗所占比例高，能耗大；容量過小則可能過載、甚至過熱，變壓器運行不安全，致使在短期內需要更換較大容量的配電變壓器，影響配電網正常進行并增大投資。
　　3單相變壓器與三相變壓器混合配電
　　配電變壓器是電力系統中進行電能轉換、分配的最重要的電氣設備，運行中產生的有功功率損耗和無功功率需求，變壓器也是功耗最大的系統器件。變壓器是否能夠實現經濟運行對于實現整個供電系統的經濟運行有著重要的意義。
　　3.1單相配電變壓器的應用
　　改用單相變壓器為居民配電，配電線不再縱橫交錯，而且線路短，節能。
　　單相變壓器的接線：10kV配電網大多數為中性點不接地系統（35kV系統也如此），10kV/0.22kV單相配電變壓器的高壓側為一個繞組，其兩端連接于10kV踐路的AB相、或BC相、或CA相，即連接于線電壓低上。10kV/0.22kV單相配電變壓器的低壓側有兩種情況：①低壓側為個繞組，一端為相線（火線），另一端接地并接外殼，為地線，提供一組220V低壓電源。②低壓側仍為一個繞組，繞組中間點抽頭接地并接外殼為地線；繞組兩端引出，形成兩組220V低壓電源。這種10kV/±0.22kV，被稱為單相三線制，兩組220V低壓電源共用一根地線，節約資源與資金。
　　3.2混合配電方式節能顯著
　　用單相變壓器與三相變壓器混合配電方式，節能效果顯著。這是因為：同等容量情況下，單相變壓器的空載損耗P0和負載損耗Pk都比三相變壓器低相當多；采用單相變壓器后，220V線路大大縮短，也使損耗減小。
　　以單相D14型10kV/0.22kV變壓器與三相S9型10kV/0.4kV變壓器相比較：前者3臺單相50kV變壓器，P0=3×85=255W，Pk=3×660=1980W；后者1臺三相160kVA變壓器，P0=390W，Pk=2850W。兩相比較，以3臺50kVA單相變壓器代替1臺160kVA三相變壓器配電，P0降低了35%,Pk降低了31%。再例如，前者4臺30kVA單相變壓器，P0=4×60=240W，Pk=4×490=1960W；后者1臺125kVA三相變壓器，P0=340W，Pk=2450W；。兩相比較，以4臺30kVA單相變壓器代替1臺125kVA三相變壓器配電，P0降低了29%，Pk降低了20％。
　　
　　4干式配電變壓器
　　配電變壓器容量通常在2500kVA以下，我國10kV/0.4kV配電網中廣泛應用干式變壓器。干式配電變壓器有兩大類型：樹脂澆注干式變壓器（CRDT），以歐洲產品為代表，我國主流產品也屬于此類型；浸漆型干式變壓器（OVDT），以美國產品為代表。當前以及可以預見的未來，樹脂澆注干式變壓器占據全世界主導市場。
　　4.1盡量采用節能環保的新產品
　　干式變壓器在制造生產中，采用了一系列新技術、新材料新工藝。這些創新使干式變壓器與傳統的老式變壓器相比，在節能和環保（運行嗓聲低）等方面具有突出優勢。
　　最新的干式配電變壓器采用了非晶結構的鐵芯和其它一系列的新設計，空載損耗P0和負載損耗Pk都大大降低。例如資料表明：100kVA、250kVA的三相非晶合金配電變壓器與老式配電變壓器相比，空載損耗降低68%左右，負載損耗降低42％左右。SCB10新系列樹脂澆注干式配電變壓器的空載損耗和負載損耗，均低于國家標準。空載損耗比國家標準平均低33%左右，負載損耗比國家標準平均低15%左右。
　　新系列2500kVA干式配電變壓器的噪聲可控制在50dB以下，基本上解決了噪聲擾民的問題。
　　4.2智能化節能型千式變壓器
　　智能化節能型干式變壓器由變壓器、傳感器、變壓器智能終端口（TTU）、監控管理系統四部分組成，它可按多種模式進行。配電部門可按工程實際情況，選擇功能模塊組合成所需的模式。
　　傳感器將變壓器的電流、電壓、功率、溫度等轉變成采集傳輸控制器所能識別的信號，以便實現自動控制。智能終端（TTU）對變壓器的實時數據采集并調控變壓器的運行，包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電網頻率、繞組溫度等數據，還包括高溫報警、依據變壓器溫度控制風機的運行等。通過通信網絡，智能終端（TTU）與配電網自動化系統的控制中心（SCADA）相連，將各種實時數據上送，控制中心（SCADA）進行管理，優化配電方案、提高電壓合格率、降低損耗、負荷預測等。智能化節能型干式變壓器，反應迅速，優化調控及時，節能效果理想。
　　5需求側節能管理
　　需求側節能管理是需求側即電力用戶管理（DSM）的重要組成部分，其引導電力用戶改變用電方式，優化資源配置，提高用電效率。
　　5.1采用高效能電器
　　用高效能熒光燈更換白熾燈，可節電70～80%。用細管熒光燈配電子鎮流器更換傳統熒光燈和電感鎮流器，可節能加20～30%，提高亮度20%。
　　在大型的工廠、企業的電動機等控制中，交流接觸器使用廣泛。交流接觸器的電磁鐵采用交流控制電源，電磁系統損耗大。我國生產的交流接觸器，電磁系統損耗的有功功率達到幾十至一百多瓦。若將其交流電磁系統改為直流電磁系統，即以直流電源控制電磁鐵。改進后，電磁系統的損耗可降低80%以上，節能效果顯著。而且，大幅度地降低了電磁系統的溫升和噪聲。
　　5.2就地補償無功功率
　　電力系統中的無功功率，占用了供配電設備容量，又增大了線路的損耗，造成電網電壓嚴重影響電能質量和電網的經濟運行。
　　如果用戶側無功補償不到位，就肯定要由電網來補償，而無功在電網輸送時其損失率大約是20%-30%，因此無功異地補償大約是就地補償投資的1.3倍。其實，無功異地補償的本質是更換了無功補償投資者，不但增大了投資費用，而且犧牲了電壓質量，犧牲了線損，也犧牲了電網的安全。
　　在電力網里大約有75%的無功功率是由電力用戶消耗的。為了減少無功功率在電網的流動，最好的辦法是從用戶開始增加無功補償，提高用電負荷的功率因數，這樣就可以使無功在負荷端就地平衡，減少發電機無功出力和減少輸、變、配電設備中的無功電力消耗，從而達到降低損耗的目的。
　　為使電力系統安全、優質、經濟地運行，需從“無功就地平衡”的原則出發，長距離傳輸無功功率是不經濟的:使得傳輸路徑中的電流增大，增加了有功損耗;沿途會產生壓降，增大了送端與受端的差，嚴重影響供電質量。同時，由于設備傳輸功率中占有較大的無功分量，從而降低了設備的利用率。因此應選擇無功補償最近點，產生無功損耗最小點的位置裝設配置無功功設備，采用集中或分散(就地)設置，經技術方案比較后確定。另外廣泛使用的交流異步電動機（以下簡稱電動機），需要無功功率補償以提高功率因數，節約電能。最好的方法是就地補償，即在電動機處并接匹配的電容器。
　　5.3平衡用電負荷
　　為了提高電力系統的設備利用率，節約資源，節約能源，要求用電大戶平衡用電負荷，即高峰時段少用電，低谷時段（各地略有不同，通常指晚23：00至次日早6：00）多用電。要求用電大戶三班連續生產、或錯開班次生產、錯開休息日等；除了這些行政手段，還有經濟手段，電費分時段計價，低谷時段電價低廉，還有技術手段，如蓄冷技術和蓄熱技術等。
　　蓄冷技術是利用低谷時段廉價的電力將企業所需的空調冷量部分或全部制備好，并以冰的形態儲存起來，到白天用電高峰時段將冰融化提供空調用冷。蓄熱技術是建造蓄熱電鍋爐，利用低谷時段廉價的電力生產熱水，供應全天。蓄冷蓄熱技術是平衡用電負荷的有效方法，在經濟上也是合理的，據測算，通常調峰電廠建設成本為6000元/kW左右，而采用蓄冷蓄熱技術轉移高峰電力平衡用電負荷，成本為2000元/kW左右。
　　6.合理調節配網運行方式
　　充分利用電網現有輸(配)變電設備，在系統有功負荷經濟分配的提下，做到配電網及其設備的經濟運行是降低線損的有效措施。
　　合理制定配電網的運行方式及合理調整配電線路的聯絡方式。配電線路應該采取最佳運行方式，應盡該采取最佳運行方使其損耗達到最小，如通過互為備用，環網線路、并聯線路、雙回線路等是可以達到的。
　　配電網經濟調度是按電網經濟運行的科學理論．以電網安全、穩定運行為基礎，以降低配電網損耗為目標，實施全面配電網經濟運行的調度方式。
　　大力推廣帶電作業工作，減少配電線路停電時間。對雙回線路供電的配電網絡，雙回線路并列運行是最經濟的，如因檢修工作，其中一條線路停電，則負荷電流全部轉由另一條運行的線路通過，使線損大大增加，因此，要盡量利用帶電作業工作，減少雙回線的停電次數與時間。
　　根據配電網的實際潮流變化，及時合理地調整運行方式，做好無功平衡，改善電壓質量。定期組織負荷理論計算同時進行實測對比，根據結論，合理調整配電網的負荷，以提高負荷率及調整三相不平衡電流，使配電網線損與配電網運行方式密切結合，實現配電網運行的最大經濟效益。
　　7結束語
　　由此可見，配電網節能是一個綜合的系統工程，各項節能措施應結合實際情況，經過技術可行性和經濟合理性的論證與評估，綜合配套運用。配電網的損耗是可以通過一些有效的
　　措施來減低，因此，推廣配電網經濟運行降損措，其潛力巨大，經濟效益顯著。只要以科學的態度開展節能工作，就能取得顯著的效果。