变电所节能方案

变电站节能方案

一、节能背景

电能是资源利用最节能、最清洁、最便利、效率最高的方式之一。提高电力在终端能源中的比重，是我国终端能源结构优化的发展方向。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须经变电站把电压升高，变为高压电，到用户附近把电压降低到用户端所需要的电压等级。而变电站建筑面积大、变配电设备和各种仪器仪表对环境要求高，能耗大。因此，变电站的节能减排对于供配电企业降低运营成本来说有着十分重要的意义。

二、变电站的能耗分析

变电站能耗主要为电能和水资源。变电站电能损耗主要包括变压器、电抗、电容等元件损耗及变电站站用电。其中最主要的是变压器损耗和电抗器损耗。变电站用水主要为生活用水、消防用水。

（一）变压器损耗

变压器损耗是变电站电耗的最重要组成部分，变压器损耗主要包括变压器铁芯中的铁损（固定损耗）和变压器绕组电阻上的铜损（可变损耗）。变压器铁损是铁芯的磁滞损耗和涡流损耗，变压器只要通电即存在铁损，与通过的功率无关，主要与变压器的容量和电压有关；变压器铜损与电阻和通过电流有关。

（二）电抗器电耗

电抗器主要作用是吸收无功功率限制电压升高，提高输电能力。电抗器因能抵抗电流的变化，也被用来限制电力系统的短路电流。电抗器损耗是固定损耗，与运行电压有关。（三）电容器电耗

电容器的主要作用是为电力系统提供无功功率，提高电力系统运行的稳定性，达到节约电能的目的。在远距离输电中利用电容器可明显提高输送容量。

（四）站用电

站用电指为站内设备正常工作、保证电网安全可靠供电的变电站自身用电负荷，主要包括站内辅助生产设施及附属生产设施耗电，分为生产系统、暖通系统、照明系统、给排水系统用电等，包括主变冷却器、空调、照明灯、水泵、风机等设备。站用电水平主要与变电站电压等级、规模及自动化程度有关。

（五）变电站用水

变电站用水主要为生活用水。生活用水为站内值守人员用水，用水量与项目所在地用水定额和值守人员数量成正比。变电站值守人员数量由变电站规模、项目所在地经济水平等因素决定。

三、节能措施

从变电站的耗能特点来看，节能减排重点应在如何减少电能消耗方面下功夫。可从管理措施与技术手段方面实现节能减排。管理措施方面主要建立健全能耗计量、管理、调度、考核制度。措术手段应从变电站的设计、建设、运营等阶段充分引入节能理念与节能技术。在设计与建设阶段应考虑电力线路的输送路径、电压等级、负荷大小、设备容量与型号、变电站选址、建筑面积、通风保暖措施、运营管理方案等因素。在运营管理阶段应对变电站的总体能耗水平进评估考核分析，对于能效低能耗大的设备设施进行节能改造或替换。归纳起来主要有以下几个方面：

（一）接入系统方案

在设计阶段，应考虑接入系统方案。接入系统方案决定了变电站在电网中的作用与地位，在地区电力负荷中心附近进行变电站选址，选择合理的接入系统方案有助于优化电网电能输送路径，减少电网能耗损失。

（二）变压器选型

按照在电网所处的位置与功能，变压站可分主变压器与配电变压器。主变压器是变电站、乃至电网的主要能耗设备，其电能损耗约占电网总损耗的25%~30%。市场上，变压器能效指标是变压器的主要参数之一。

开发低损耗变压器的主要手段是采用新材料，应用新结构和新工艺，有发展前景的新材料之一是非晶合金。目前生产采用的S15 型非晶合金变压器的空载损耗可比用硅钢片铁芯S11 型节能型变压器下降约60~70%，空载电流下降约80%，节能效果突出。在经济条件允许下，选用空载损耗更低的变压器，能够有效地减少电能损耗。

（三）站用电及站用变压器

在站用变压器容量的选择上，应严格按照变电站的实际用电负荷并考虑同时率计算站用变的负荷。正常运行状态下，站用变压器大多工况条件下不能满载运行，降低空载损耗将获得明显的节能效果。一般变压器经常性负荷配置在接近35%额定容量时，变压器能获得较高的运行效率。变电站内辅助生产设施及附属生产设施，如空调、照明灯具、水泵等的选型也是非常重要的。选用满足国家相关标准规范中1级或同类能效水平的设施，能够减少变电站站用电，达到节约电能的效果。

1、淘汰老化落后的设备

设备老化是一个拟人的概念，是对设备陈旧程度的形象化表述，具体表现为设备使用达到经济寿命年限、技术上已被先进的新型设备所代替、社会上已不再生产原型号设备等。设备老化不仅存在巨大的安全隐患，老化设备一般能耗也更严重。根据某供电公司的统计数据，变压器老化能耗会明显升高。

表1 变压器能耗比较

对于设备老化的情况，应及时进行设备技术改造，采用新技术、新技术改造老设备，进行局部更新，延长使用寿命，或者直接更换。

2、变压器经济运行

变压器经济运行是在保障供电负荷的情况下，使变压器功率损耗为最小的运行方式。变压器经济运行不需追加投资，只要加强供电、用电管理，即可达到节点和提高功率因素的目的。根据理论计算公式，功率因数增大能提高主变效率，使损耗降低。日常运行中应加强对主变运行的监控，提高功率因数，确保电压、无功的管理达到规定的范围。目前，开始广泛推广的智能变压器、智能变电站也旨在通过调整变电站内电气设备运行，达到节约能源的目的。

（四）设计节能

变电站可行性研究及设计阶段对变电站的设计要考虑节能，从设计、施工源头上将节能纳入变电站设计中能够达到事半功倍的效果。设计节能可以从设备选型、总平面布置、建筑设计等方面考虑节能。

变电站选址时需合理确定站址的坐标、方位和场地标高，减少拆迁还建工程量、土石方工程量、地基处理工程量以及施工难度，节省工程投资。合理的布置变电站内的各种电气设备，充分利用站内场地，能提高土地利用率，可节约土地资源。同时，站内遵行国家电网公司“两型一化”采用碎石满铺场地，可大大降低对水资源的消耗，同比节省用水量可达85%以上。

变电站内主要的建筑物为主控楼、电气设备室等。建筑设计中建筑物尽量采用南北方向布置，充分利用阳光天然能源及自然通风；建筑物屋面、外墙、门窗合理选用环保型建筑材料及降低层高等措施，加强了建筑物围护结构保温隔热性能，可减少空调、通风的能耗，达到节能的效果。

（六）节能管理措施

变电站的照明是站内损耗的主要指标，长期以来对变电站长明灯缺乏有效的监督和治理，时常造成灯炮越换越大，损耗越来越多。因此，必须因地制宜，充分有效地采用自然光，正确合理地选用高效节能光源，提高照明利用率，以期获得最大的社会效益和经济效益。变电站的照明用电占用电量的1/2以上，变电站内照明是主要损耗，积极推广“绿色照明”采用智能灯光节电器和电器附件是变电站节电工作的主要内容。根据变电站各工作场所选择合理