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電抗器(變壓器)的節(jié)電應(yīng)用策略 引言：智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，進(jìn)一步幫助電網(wǎng)網(wǎng)損率逐步降低。但是在輸變電項(xiàng)目能評(píng)過程中可以看出，電抗器和主變壓器等相關(guān)設(shè)備能耗、既有電網(wǎng)能耗較高等方面仍有可完善之處。
在當(dāng)前我國(guó)終端能源消費(fèi)中占比高達(dá)20%的電力消費(fèi)幾乎完全依靠電網(wǎng)進(jìn)入終端用戶。而作為當(dāng)前我國(guó)最大的電力企業(yè)，國(guó)家電網(wǎng)公司下轄26個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，覆蓋國(guó)土面積的88%以上；其次是南方電網(wǎng)公司，負(fù)責(zé)廣東省、廣西自治區(qū)、云南省、貴州省和海南省5省(區(qū))的電網(wǎng)投資建設(shè)、經(jīng)營(yíng)管理及輸配電業(yè)務(wù)。而除上述兩個(gè)公司外，內(nèi)蒙古電力集團(tuán)公司、陜西省地方電力集團(tuán)公司等電網(wǎng)企業(yè)也參與共同構(gòu)建了我國(guó)電網(wǎng)格局。
而電網(wǎng)內(nèi)各電壓等級(jí)電網(wǎng)則承擔(dān)著不同的輸電功能，1000千伏特高壓交流定位于國(guó)家主干網(wǎng)架建設(shè)和跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)送電；±800千伏直流輸電定位于我國(guó)西部大水電基地和大煤電基地的超遠(yuǎn)距離大容量外送；750千伏電網(wǎng)主要作為西北地區(qū)跨省聯(lián)網(wǎng)送電線路；500千伏電網(wǎng)主要作為除西北地區(qū)以外的區(qū)域和省內(nèi)主網(wǎng)架；330千伏電網(wǎng)主要作為西北地區(qū)內(nèi)的省網(wǎng)主網(wǎng)架；220千伏及以下電網(wǎng)主要承擔(dān)將電力輸送給用戶的任務(wù)。
近年來，伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也得到了迅速發(fā)展。電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓等級(jí)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，截至2011年底，全國(guó)220千伏及以上輸電線路總長(zhǎng)度達(dá)48萬公里，變電容量約22億千伏安，電網(wǎng)規(guī)模躍居世界第一。
在此期間，一大批重大輸電工程開工建設(shè)。其中，海南聯(lián)網(wǎng)、呼遼直流、新疆與西北聯(lián)網(wǎng)以及特高壓交、直流等一批高電壓等級(jí)、長(zhǎng)距離、大容量的輸電工程已建成投產(chǎn)，開啟了我國(guó)大電網(wǎng)時(shí)代，增強(qiáng)了跨區(qū)域電力輸送能力。
我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐加快，特高壓電網(wǎng)工程逐步開展，1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程順利通過國(guó)家驗(yàn)收，標(biāo)志著特高壓已不再是“試驗(yàn)”和“示范”階段。2011年10月，皖電東送淮南-上海特高壓交流輸電示范工程獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，成為繼晉東南—荊門輸電工程后全國(guó)第二條獲準(zhǔn)建設(shè)的特高壓交流輸電項(xiàng)目。目前電網(wǎng)建設(shè)已成為我國(guó)電力建設(shè)的重要方向，“十二五”期間我國(guó)電網(wǎng)投資規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。
6%的網(wǎng)損率
電網(wǎng)電能損耗水平作為一項(xiàng)反映電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行、裝備及經(jīng)營(yíng)管理水平的綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，直接反映了電能的利用效率，同時(shí)影響著電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。通常采用網(wǎng)損率或者電能損耗率來衡量電網(wǎng)的能效水平，世界主要國(guó)家電網(wǎng)網(wǎng)損率如表所示。
A類代表國(guó)：日本、韓國(guó)，網(wǎng)損率最低，電能損耗很小。屬于發(fā)達(dá)國(guó)家或新型經(jīng)濟(jì)體，電網(wǎng)建設(shè)較為完善，平均負(fù)荷密度大，電網(wǎng)輸送距離短，重視電網(wǎng)降損，采用各種降損技術(shù)措施，電源與負(fù)荷分布較為平衡，電源多集中于負(fù)荷中心。
B類代表國(guó)：美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)，網(wǎng)損率較低，電能損耗較小。屬于發(fā)達(dá)國(guó)家，電網(wǎng)建設(shè)較為完善，平均負(fù)荷密度大，電源多集中于負(fù)荷中心，電力主要以就地平衡為主，較早實(shí)行電力市場(chǎng)化改革。
C類代表國(guó)：俄羅斯、巴西、菲律賓，網(wǎng)損率較高，電能損耗較大。屬于發(fā)展中國(guó)家，電網(wǎng)處于發(fā)展階段，平均負(fù)荷密度小，電力輸送距離較遠(yuǎn)。
D類代表國(guó)：印度，網(wǎng)損率很高，電能損耗很大。屬于發(fā)展中國(guó)家，電網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后，平均負(fù)荷密度小，設(shè)備陳舊老化，線路過載嚴(yán)重，配電線路方面缺乏管理，電力管理體制不夠健全，偷電漏電現(xiàn)象比較嚴(yán)重，電力輸送距離較遠(yuǎn)。
我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，電網(wǎng)處于快速發(fā)展階段；國(guó)土面積大，平均負(fù)荷密度�。浑娏斔途嚯x較遠(yuǎn)。與世界各國(guó)相比，我國(guó)電網(wǎng)電能利用效率處于中游偏上水平。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司提供數(shù)據(jù)，“十一五”末期電網(wǎng)網(wǎng)損率降至6%左右。
低壓輸配網(wǎng)損較重
電能在電網(wǎng)傳輸過程中產(chǎn)生損耗，電能損耗隨著電壓等級(jí)的提高迅速下降。在整個(gè)電網(wǎng)電能損耗中，高壓輸電網(wǎng)電能損耗占少部分，絕大部分是低壓輸配電網(wǎng)電能損耗。2010年我國(guó)330千伏及以上高壓電網(wǎng)損耗約占全部損耗的10%，220千伏及以下中低壓電網(wǎng)損耗約占90%。
電網(wǎng)電能損耗主要包括傳輸損耗(變電站損耗和線路損耗)和自身消費(fèi)(主要是變電站因控制、保護(hù)、空調(diào)、生活等運(yùn)行維護(hù)需要所使用的電力，即變電站站用電)。其中傳輸損耗占電網(wǎng)總電能損耗的90%以上，包含線路損耗和變電損耗兩部分。
變電損耗主要包括變壓器、電抗器、電容器、互感器等元件損耗。其中最主要的是主變壓器損耗、高壓并聯(lián)電抗器和低壓并聯(lián)電抗器損耗，對(duì)于直流輸電工程還包括換流閥、換流變、交流濾波器和平波電抗器等設(shè)備損耗。變壓器損耗主要包括變壓器鐵芯中的鐵損(固定損耗)和變壓器繞組制動(dòng)電阻上的銅損(可變損耗)。
我國(guó)變壓器的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段，上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)政府強(qiáng)制采用S7系列低損耗配電變壓器替代既有運(yùn)行的高能耗變壓器；從1998年開始，我國(guó)政府在全國(guó)推行兩網(wǎng)改造，用S9系列配電變壓器取代S7系列；目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)了比S9系列更節(jié)能的產(chǎn)品，如S10、S11系列等，并已逐步推廣使用。并聯(lián)電抗器損耗是固定損耗，與電抗器的電壓和運(yùn)行時(shí)間有關(guān)。
線路損耗則主要是輸電線路的制動(dòng)電阻損耗、電暈損耗和絕緣子的泄漏損耗。此外，直流輸電還存在接地極損耗。其中最主要的是制動(dòng)電阻損耗。線路電阻損耗主要輸送容量和輸電導(dǎo)線相關(guān)。
為站內(nèi)設(shè)備正常工作、保證電網(wǎng)安全可靠供電的變電站自身用電負(fù)荷，如變電所通風(fēng)冷卻、直流整流設(shè)備和控制、信號(hào)、保護(hù)、照明等設(shè)備用電。變電站站用電水平主要與變電站電壓等級(jí)、規(guī)模及自動(dòng)化程度有關(guān)。
節(jié)能空間仍存
“十二五”期間，我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)繼續(xù)保持上升勢(shì)頭，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，電網(wǎng)網(wǎng)損率也逐步降低，有利于提高電能利用效率，對(duì)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)起到促進(jìn)作用。國(guó)家在對(duì)輸變電項(xiàng)目開展能評(píng)工作后，取得了較大成績(jī)。新建輸變電項(xiàng)目更加重視節(jié)能工作，從節(jié)能角度進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇，采用節(jié)能金具、采取防止電暈措施等，從而降低線路損耗；主變壓器、高壓電抗器、低壓電抗器及站用變壓器等設(shè)備進(jìn)一步采用高效節(jié)能型號(hào)，降低變電設(shè)備損耗；站用空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明等輔助和附屬用電設(shè)備選用達(dá)到國(guó)家I級(jí)能效水平的產(chǎn)品，降低站用電能耗。就目前項(xiàng)目能評(píng)情況來看，電網(wǎng)項(xiàng)目還可以在以下幾方面進(jìn)一步改進(jìn)完善，降低網(wǎng)損，做到最大節(jié)能。
首先，能評(píng)后新建電網(wǎng)項(xiàng)目所采用主要變電設(shè)備能效水平基本已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。但根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，主變壓器等相關(guān)設(shè)備能耗指標(biāo)還有一定的降低空間，國(guó)產(chǎn)變電設(shè)備能耗指標(biāo)與進(jìn)口產(chǎn)品還有一定差距。建議電網(wǎng)類項(xiàng)目在設(shè)備招標(biāo)過程中增加變電設(shè)備能耗指標(biāo)的權(quán)重，優(yōu)先選用能耗更低的變電設(shè)備，同時(shí)促進(jìn)設(shè)備廠商加強(qiáng)節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。
第二，部分既有電網(wǎng)建設(shè)較早，運(yùn)行中的設(shè)備能耗指標(biāo)與現(xiàn)有市場(chǎng)上更先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品有一定差距。建議在加強(qiáng)對(duì)既有電網(wǎng)的節(jié)能改造時(shí)，對(duì)運(yùn)行中的能耗指標(biāo)較高的設(shè)備進(jìn)行更新替換。
第三、促進(jìn)新技術(shù)、新材料、新工藝在電網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用，開發(fā)導(dǎo)電率更高和防止電暈效果更好的鋼芯鋁合金導(dǎo)線、鋁合金芯鋁絞線、中強(qiáng)度鋁合金絞線等幾種較常規(guī)鋼芯鋁絞線。
第四，進(jìn)一步降低站用電水平，主要通過優(yōu)化變電站設(shè)計(jì)和站內(nèi)布置，積極推廣節(jié)能建筑、新型節(jié)能照明光源等。 |
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