变电站供配电的节能方法研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 06 日 作者简介：黄虹雪（1978），女，汉族，广西兴业人，在职本科，助理工程师，研究方向为变电运行与维护。辛燕妮（1994）女，壮族，广西田东人，大学专科，助理工程师，研究方向为变电运行与维护。-107-变电站供配电的节能方法研究 黄虹雪 辛燕妮 广西百色能源投资发展集团有限公司，广西 百色 533000 摘要：摘要：现阶段，节约能源消耗贯彻可持续发展目标已经成为经济社会关注的重点问题，在电力资源匮乏问题不断加剧的情况下，电力行业对于节能概念的认识不断深入，将节能理念与电气工程设计及应用环节充分融合起来，可有效实现减少电力资源消耗的目的，促进经济可持续发展目标的实现，基于此，本文主要研究了变电站供配电节能方法，以期为相关人员提供参考。关键词：关键词：变电站；供配电；节能 中图分类号：中图分类号：TM63 0 引言 在社会各行各业不断发展的过程中，资源与能源消耗量持续增加，此种情况下，能源消耗所带来的环境破坏问题成为人们广泛关注的问题。电力资源是经济社会开展一切生产活动的基础，各行业对电力资源的需求量越来越多，电力资源匮乏问题凸显出来。因此，变电站运行管理人员需要深入探究供电节能方法，从供电线路、供电设备等各角度入手减少电力资源的效果，发挥供配电节能的价值，为电力行业与经济社会的可持续发展夯实基础。1 变电站供配电组成 变电站在电能传输、电能分配与电能转化中处于关键阶段，具有改变电压、配电、保护电力系统运行及监控电力系统运行的重要价值。变电站供配电系统主要由供电设备及电子元件组成，具有功能全面及协调性特点，其主要包含以下几个构成元素。1.1 高压侧设备 高压侧设备是变电站供配电系统的关键，其主要包含变压器、断路器、隔离开关、电缆及架空线路等相应的保护与监控设备。变压器是变电站供配电系统中最重要的元素，具有将高压输电线路电压转化为低压输电线路适用电压的功能，变电站运行管理人员需要以供电区域实际用电情况为依据选择变压器设备种类与规格，变压器的应用原理在于电磁感应效应，借助铁芯间高压电流传输至低电压区域，以实现降低电压的目的；断路器是变电站供配电系统的重要元素，具有保护变压器等供电设备安全运行的目的，断路器的应用原理在电流经过断路器或电线路短路情况出现时以断开电路的方式停止故障设备的运行，以维护其他电力设备的正常运行；隔离开关可将故障区域与其他供电正常区域进行分离，以减少故障问题的影响范围，隔离开关的应用原理在于断开故障电源电路，保障正常电路的使用状态；保护设备中主要是指继电器、变压器保护设备、电缆保护设备及母线保护设备等，可实时监测变电站运行中所出现的故障问题，在此基础上实施相应的保护措施，避免故障问题对电力设备的影响1。1.2 低压侧设备 低压侧设备详细是指配电变压器、低压断路器、低压隔离开关、低压电缆及架空线路等，具有将对低压电能实施变压操作的目的，以满足电力客户用电需求。配电变压器是低压侧设备中关键，可将高压侧输出值低压范围内电能进行降压，以符合电力客户对电压的要求，变电站技术人员需要以供电区域负荷状态及电力客户需求为依据选择配电变压器规格与功率；低压断路器可在短路或过载电流出现时保护低压电缆及架空线路的安全，与高压侧断路器应用原理相同；低压隔离开关可将低压范围内故障问题与电缆及架空线路隔离开来，避免故障范围延伸，与高压侧隔离开关应用原理相同；低压电缆与架空线路具有向低电压范围内传输电能的功能，且规格与长度可综合考虑电力系统运行状况以灵活调整。1.3 控制系统 中国科技期刊数据库 工业 A-108-控制系统中主要涉及计算机控制系统、变电站运行监控系统、变电站设备保护系统等，具有控制供电状态的目的，且全面监测与电力系统运行相关的参数信息，及时发现与处理故障问题，为变电站供配电系统稳定运行夯实基础。计算机控制系统具有调节电力系统运行状态的功能，详细来讲，计算机控制系统可计算电能输出量、分析供电运行状态、判断供电故障问题；监控系统可实时监测变电站供配电运行，以及时发现故障问题，并将故障信息传输至计算机系统，为计算机系统处理故障问题提供助力；保护系统可在故障问题出现时保障变电站供配电设备的使用性能；信号系统可将变电站运行相关信息反馈给工作人员。2 变电站供配电节能价值与影响因素 2.1 变电站供配电节能价值 首先，变电站供配电节能可减少电力资源消耗的基础上，保护生态环境，调整电网布局模式，为电力传输环节的高效开展夯实基础，同时，节能措施应用的过程中，电力系统运行安全程度不断加剧，可保障电力系统运行状态，满足社会各行业对电力资源的需求。其次，在电网调度模式应用背景下，实施相应的变电站供配电节能措施，可丰富电网调度内容，虽然会在一定上影响供电系统运行，但是从发展的角度来看，变电站供配电节能对于促进电力体制改革具有积极作用，且电力行业在我国经济市场中处于主导地位，在电力资源配置不断完善的背景下，电力节能措施的应用可为电力行业的持续健康发展提供支撑。最后，变电站供配电节能措施的应用可以降低供电线路电力资源消耗量的方式，控制用电成本，其根本原因在于受到新能源开发应用成本高昂问题的影响，供电企业借助新能源发电的水平存在差异性，自身经济效益也会随之下降，在激烈电力市场竞争中优势下降，变电站供配电节能措施的应用，可在提升电力资源利用率的基础上，维护电力企业经济效益。2.2 变电站供配电节能影响因素 首先，人为因素。基于变电站运行管理方式的不同，供配电系统运行所消耗的电力资源也存在差异性，如选择电力设备过程中，不同材质横截面导线在电力传输环节所消耗的电能存在差异性，变电站运行管理人员需要以电力输送值、供电设备负荷状态及电压值为依据，综合考虑成本、应用效率及电力资源消耗等多方面的内容选择电力传输导线，以实现降低变电站供配电能源消耗的目的。其次，供电线路及变压器功率。变电站供配电系统运行中输电线路与变压器等设备也会消耗一定数额电力资源，如在输电线路电力荷载状态变化及变压器设备应用时间过长情况下，电力资源消耗量会随之增加，因此，在规划供配电系统中，技术人员需要优先选择无功率补偿设备，以保障输电线路正常运行，减少变压器出现运行效率下降问题的概率，且重视变电站供电设备陈旧问题对电力资源消耗环节的影响，优先选择具有节能特点的新型变电站设备，完善电力服务体系2。3 变电站供配电的节能方法 3.1 优化选择具有节电特点的变压器设备 变压器设备在变电站供配电系统中处于关键地位，具有改变电能传输环节电压值的目的，可满足电力客户用电需求，因此，优化选择具有节电特点的变压器设备在变电站供配电节能中具有现实意义。优化选择具有节能特点的变压器设备要点主要体现在以下几个方面：选择变压器设备过程中加强对变压器设计参数的关注，以改变变压器设计参数的方式，实现提升变压器应用性能，保障电力传输环节效率的目的，从而在此基础上减少电力资源消耗。详细来讲，重点关注变压器组成材料与变压器线圈绕组结构，例如选择具有高导磁率的磁性材料为变压器材料，可缓解磁滞效应，优化电力资源传输损耗；在设计变压器线圈绕组的过程中，优先选择多层绕组及扁平线圈结构，以降低电阻，且结合变压器负载状态选择节能变压器设备，变压站供配电系统中变压器具有承载电力负荷的工作，因此，关注变压器设备额定容量与负载状态也是变电站运行管理人员需要注意的问题，同时，选择与变电站供配电应用相符合容量的变压器设备，变压器容量的合理性可在很大程度上满足电力资源传输环节的要求，从而在此基础上，减少变压器容量对电力资源消耗的影响3。除此之外，结合供电实际情况控制变压器设备负载率，以降低电力资源消耗，维护变电站供配电系统运行效率，例如，在应用节能变压器设备中，需将变压器设备空载损耗降低至原本供配电变电站设备的 1/2 左右，空载电流降低至原本供配电变电站设备 1/7 左右；在节电型变压器设备选择中综合考虑应中国科技期刊数据库 工业 A-109-用成本与后续维护成本相关内容，变压器设备运行效率直接影响整体变电站供配电系统运行状态，因此，在变电站供配电节能中需严格检验变压器应用性能，且优先选择具有应用周期长及维护成本低特点的变压器设备，降低后续变电站设备维护成本，提升变电站供配电系统运行效率。3.2 优化变电站供配电线路布局 优化变电站供配电线路布局在降低变电站供配电系统电力资源消耗中具有积极作用。在供配电线路规划阶段，综合考虑变电站供电容量、配电线路荷载状态及供电线路长度等多方面因素布置供电线路，以减少变电站供配电系统运行所消耗的效率资源，维护供电系统运行环节的稳定性，如在经济较为发达的区域需增加变电站数量与供电设备数量，以满足电力负荷需求，保障电力资源传输环节的效率，且将输电线路所连接的变压器数量控制在 5 台以下，在配电线路布局优化中可适当应用智能技术，借助智能计算技术与仿真模拟技术计算变电站供配电线路布局精准性，并在此基础上优化线路布局模式，实时监测电力系统运行相关参数信息，以调整线路布局与荷载状态的方式，实现在最大程度上提升供电效率的目的，同时，智能化技术的应用可打造输电线路自动化控制系统及故障检测系统，以降低供电故障问题出现概率，保障供电环节稳定性与安全性4。除此之外，基于能源管理在变电站供配电运行管理中的重要性，技术人员需研究相应的能源管理措施，以进一步减少供配电系统运行所消耗的电力资源，例如，开发利用新能源资源，并在此基础上控制电力系统负荷状况，防止电力线路过载问题，且在设计供配电线路中优先选择具有高效节能特点的电力设备与线路材料，以降低输电成本。3.3 强化供配电系统功率 强化供配电系统功率的要点主要在于以下几个方面：首先，设备更新，设备更新对提升变电站供配电运行效率具有积极作用，在科学技术不断发展的过程中众多具有高效特点的电力设备逐渐涌现出来，其在供配电系统中应用可有效提升输电环节效率，平衡电力资源分配体系，例如，更新高压侧设备可优化电能传输质量，减少电力资源效果；更新变压器设备可拓展变电站供配电系统容载量，从而满足电力客户用电需求，从而提升变电站供配电运行效率。其次，技术更新。在智能化技术与数字化技术应用范围不断延伸的过程中，变电站供配电系统管理能力与控制效果随之优化，详细来讲，变电站供配电系统中所应用的监控系统、自动化电力设备与控制系统等，可及时发现与处理供电系统运行中存在的故障问题，并以智能方式管理供配电荷载状态，控制客户用电行为，从而提升电力资源利用率。最后，优化管理方式。优化管理方式主要涉及配电网结构优化、配电网布局模式优化、电力资源分配体系优化等，如协调变电站设备、供电线路之间的关系，可在缩短输电距离减少输电环节中供电线路能源消耗量的基础上，提升变电站供配电系统功率。3.4 选择节能的照明设备 照明设备的应用在变电站供配电系统建设中具有重要作用，在选择节能型照明设备的过程中需要综合考虑电力客户的视觉感官，重视电力客户的视觉体验感与照明设备的应用效率，从根源入手，减少照明设备所消耗的电力资源，实现变电站供配电节能目标，同时，发挥自然资源的照明价值，将自然光与照明系统有机融合起来，详细来讲是指在设计照明系统中参考建筑光线条件，打造自然光与照明设备为一体的照明系统，以减少照明设备所消耗的电力资源，且设置具有多种灯光效果的照明设备及具有节能特点的照明设备控制系统，在满足电力客户照明需求的基础上，降低能源消耗5。4 结束语 综上所述，变电站供配电系统具有为社会生产生活提供电力资源的重要资源，在电力资源匮乏的社会背景下，供电行业相关人员需要明确掌握变电站供配电系统组成结构，认识变电站供配电节能价值与影响变电站供电系统能源消耗的因素，在此基础上，从线路布局、变压器设备选择及照明设备选择等角度入手，降低供配电系统运行所消耗的电力资源，满足电力客户用电需求，减少电力资源消耗对生态环境的影响，从而实现促进电力行业可持续发展的目的。中国科技期刊数据库 工业 A-110-参考文献 1马树敏.变电站照明智能控制系统节能设计策略J.光源与照明,2023(09):71-73.2陶仁海.电气工程及其自动化供配电系统节能控制分析J.科技创新与应用,2022,12(36):189-192.3陈巍.供配电系统中电气自动化技术的应用J.中国高新科技,2021(19):62-63.4陆尧.浅析变电站供配电线路关键技术J.农村电气化,2021(04):28-30.5章晶.电网供配电自动化系统及技术的应用研究J.大众标准化,2021(03):40-42.