一、引言
近年來，盡管我國電力事業(yè)的發(fā)展建設(shè)持續(xù)超常規(guī)地增長，但發(fā)生在許多省市的“電荒”問題還相當(dāng)普遍并且嚴重，電力供應(yīng)與用電需求仍存在嚴重矛盾。因此，在電力供應(yīng)能力不可能短時期內(nèi)跳躍增長的現(xiàn)狀下，節(jié)省能源及節(jié)約用電在全社會都將具有重要意義[1]?？赏ㄟ^選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器，有效降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，最大限度地減少無功功率以提高電能的有效利用率，同時采取各種有效節(jié)能的技術(shù)措施，達到供配電系統(tǒng)經(jīng)濟運行的節(jié)電目標。
二、選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器
由于干式變壓器具有高效節(jié)電、安全可靠等許多優(yōu)點，特別是SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，更高程度地具有安全省電、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在我國工業(yè)與民用用電領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
回顧我國供電與用電發(fā)展歷史，由上世紀50年代SJ1型配電變壓器平均kVA空載損耗超過5.0W，負載損耗超過18W的技術(shù)水平發(fā)展到90年代末期S9型配電變壓器平均每kVA空載損耗不足2.0W，負載損耗接近10.0W的水平，而現(xiàn)在使用的卷鐵芯變壓器平均每kVA空載損耗僅僅為1.08W，其負載損耗也下降至低于10.0W的水平。如果我國全部使用新型開發(fā)的SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，相對目前我國發(fā)電裝機容量水平來說，每年將節(jié)約空載損耗至少40.0億KW，干式配電變壓器占全部配電變壓器總數(shù)的15%。如果全部配電變壓器均使用SG（B）11-R系列，我國每年將至少節(jié)約6.0億KWh的電量，將會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益[2]。
三、減少線路損耗
（1）盡量減少導(dǎo)線長度：在輸電電網(wǎng)設(shè)計及施工過程中，低壓箱及配電箱各出線回路應(yīng)盡量走直線，相應(yīng)的變配電所應(yīng)盡設(shè)置在靠近用電負荷的中心位置。一般情況下，低壓線路的供電半徑應(yīng)控制在200m范圍內(nèi)，在負荷密集地區(qū)不應(yīng)大于100m，中等密集地區(qū)不應(yīng)大于150m，少負荷地區(qū)不應(yīng)超過250m，在不同負荷密集地區(qū)通過控制線路的供電半徑，可有效減少輸電電線的長度，實現(xiàn)供電輸電距離最小化。
（2）增大導(dǎo)線有效截面積：對于輸電距離較長的線路，在滿足載流量熱穩(wěn)定，保護配電電壓穩(wěn)定的前提要求下，應(yīng)相應(yīng)加大導(dǎo)線有效截面進行電網(wǎng)設(shè)計。增大輸電電網(wǎng)的導(dǎo)線截面積，短期投資看增加了電網(wǎng)線路的費用，但由于能節(jié)約電能，減少區(qū)域內(nèi)的年運行費用，長期來看還是科學(xué)、劃算的。據(jù)估算統(tǒng)計，區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路因增加導(dǎo)線截面而增加的費用，一般情況下在3～5年內(nèi)即可回收。
（3）在城市高層建筑中，變配電室應(yīng)盡量設(shè)置在靠近電氣豎井的位置，以便有效減少引出主干線（電纜或插接母線）的長度。對于單層建筑面積較大的高層建筑，應(yīng)盡量將電氣豎井盡量設(shè)置在樓面中部或兩端，總之以減少水平電纜敷設(shè)的總長度為原則。
（4）將用電負荷進行有效歸類：除對有計費有要求的用電負荷及消防用電負荷進行歸類外，還可將普通負荷如空調(diào)機、風(fēng)機盤管、冰箱、電熱水器、照明、新風(fēng)機等不同季節(jié)使用的家庭用電設(shè)備改由一條主干電線進行供電，既有便于有消防需求時迅速切除非消防電源，還可在不同的季節(jié)均能實現(xiàn)相對截面積較大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，可有效減少線路損耗，達到節(jié)能省電的目標。
四、提高功率因數(shù)
提高供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，實行輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無功補償，是電氣節(jié)能領(lǐng)域中又一個值得深入研究的重要課題，且正受到人們越來越廣泛的關(guān)注。無功功率過大既會顯著影響供配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也會使得變配電系統(tǒng)的供電容量受到限制，同時也會增加電網(wǎng)中的線損，對供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)臒o功功率補償，能有效改善系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也能一定程度地節(jié)能省電。
在供配電系統(tǒng)中的許多用電設(shè)備都為電感性負荷，用電過程中會產(chǎn)生滯后的無功電流，它會從電網(wǎng)系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，間接增加了輸電線路的功率損耗。因此，應(yīng)在供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的電容器柜或電容器箱，通過靜電容器產(chǎn)生的超前無功電流抵消用電設(shè)備產(chǎn)生的滯后無功電流進行相應(yīng)的無功補償，從而達到減少系統(tǒng)整體的無功電流，同時提高供電功率因數(shù)的目的。
電網(wǎng)中無功功率補償通常采用的方法有集中補償和就地補償兩種，在具體設(shè)計、安裝時可采用高低柜進行集中補償或采用就地補償?shù)葍煞N方式，可根據(jù)工程的具體情況確定采用何種補償方式較為合理。
五、平衡三相負荷
在供配電系統(tǒng)的低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使電網(wǎng)中長期存在三相負荷不平衡的現(xiàn)象，對供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成一系列危害，主要體現(xiàn)在：
（1）影響電網(wǎng)系統(tǒng)中變壓器、電機的運行安全；
（2）增加供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中相線及零線的電能損耗；
（3）影響用電設(shè)備的正常工作，導(dǎo)致照明燈壽命縮短（電壓過高引起）或照度偏低（電壓過低）以及計算機、電視機等設(shè)備運行不穩(wěn)定等；
（4）對于通信系統(tǒng)，會增大高次諧波的干擾，影響其正常的通信質(zhì)量。
為有效降低電網(wǎng)系統(tǒng)中三相負荷不平衡導(dǎo)致的用電能耗，應(yīng)及時調(diào)整相應(yīng)的三相負荷，使其不平衡度能符合下述相關(guān)的規(guī)程和規(guī)定：“要求配電變壓器出口處的電流不平衡度控制在10％范圍內(nèi)，干線及支線首端的不平衡度控制在20％范圍內(nèi)，中性線的電流強度不宜超過額定電流強度的1/4[3]”，“三相配電干線的各項負荷宜分配平衡，最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115％，最小相負荷不宜小于三相負荷平均值的85％[4]”等，使供配電系統(tǒng)中的三相電壓或三相電流能達到基本平衡狀態(tài)，大幅減少輸電線路上的電能損耗。
六、結(jié)語
在供配電系統(tǒng)中，大力改善變壓器，線路損耗，功率因數(shù)，三相負荷平衡度等方面的節(jié)電技術(shù)，具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。掌握各種先進的節(jié)電技術(shù)，并將其合理應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中的各個方面，是提高節(jié)電效果與電網(wǎng)質(zhì)量的重要技術(shù)保證。
近年來，盡管我國電力事業(yè)的發(fā)展建設(shè)持續(xù)超常規(guī)地增長，但發(fā)生在許多省市的“電荒”問題還相當(dāng)普遍并且嚴重，電力供應(yīng)與用電需求仍存在嚴重矛盾。因此，在電力供應(yīng)能力不可能短時期內(nèi)跳躍增長的現(xiàn)狀下，節(jié)省能源及節(jié)約用電在全社會都將具有重要意義[1]?？赏ㄟ^選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器，有效降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，最大限度地減少無功功率以提高電能的有效利用率，同時采取各種有效節(jié)能的技術(shù)措施，達到供配電系統(tǒng)經(jīng)濟運行的節(jié)電目標。
二、選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器
由于干式變壓器具有高效節(jié)電、安全可靠等許多優(yōu)點，特別是SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，更高程度地具有安全省電、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在我國工業(yè)與民用用電領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
回顧我國供電與用電發(fā)展歷史，由上世紀50年代SJ1型配電變壓器平均kVA空載損耗超過5.0W，負載損耗超過18W的技術(shù)水平發(fā)展到90年代末期S9型配電變壓器平均每kVA空載損耗不足2.0W，負載損耗接近10.0W的水平，而現(xiàn)在使用的卷鐵芯變壓器平均每kVA空載損耗僅僅為1.08W，其負載損耗也下降至低于10.0W的水平。如果我國全部使用新型開發(fā)的SG（B）11－R系列新型卷鐵芯干式配電變壓器，相對目前我國發(fā)電裝機容量水平來說，每年將節(jié)約空載損耗至少40.0億KW，干式配電變壓器占全部配電變壓器總數(shù)的15%。如果全部配電變壓器均使用SG（B）11-R系列，我國每年將至少節(jié)約6.0億KWh的電量，將會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益[2]。
三、減少線路損耗
（1）盡量減少導(dǎo)線長度：在輸電電網(wǎng)設(shè)計及施工過程中，低壓箱及配電箱各出線回路應(yīng)盡量走直線，相應(yīng)的變配電所應(yīng)盡設(shè)置在靠近用電負荷的中心位置。一般情況下，低壓線路的供電半徑應(yīng)控制在200m范圍內(nèi)，在負荷密集地區(qū)不應(yīng)大于100m，中等密集地區(qū)不應(yīng)大于150m，少負荷地區(qū)不應(yīng)超過250m，在不同負荷密集地區(qū)通過控制線路的供電半徑，可有效減少輸電電線的長度，實現(xiàn)供電輸電距離最小化。
（2）增大導(dǎo)線有效截面積：對于輸電距離較長的線路，在滿足載流量熱穩(wěn)定，保護配電電壓穩(wěn)定的前提要求下，應(yīng)相應(yīng)加大導(dǎo)線有效截面進行電網(wǎng)設(shè)計。增大輸電電網(wǎng)的導(dǎo)線截面積，短期投資看增加了電網(wǎng)線路的費用，但由于能節(jié)約電能，減少區(qū)域內(nèi)的年運行費用，長期來看還是科學(xué)、劃算的。據(jù)估算統(tǒng)計，區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路因增加導(dǎo)線截面而增加的費用，一般情況下在3～5年內(nèi)即可回收。
（3）在城市高層建筑中，變配電室應(yīng)盡量設(shè)置在靠近電氣豎井的位置，以便有效減少引出主干線（電纜或插接母線）的長度。對于單層建筑面積較大的高層建筑，應(yīng)盡量將電氣豎井盡量設(shè)置在樓面中部或兩端，總之以減少水平電纜敷設(shè)的總長度為原則。
（4）將用電負荷進行有效歸類：除對有計費有要求的用電負荷及消防用電負荷進行歸類外，還可將普通負荷如空調(diào)機、風(fēng)機盤管、冰箱、電熱水器、照明、新風(fēng)機等不同季節(jié)使用的家庭用電設(shè)備改由一條主干電線進行供電，既有便于有消防需求時迅速切除非消防電源，還可在不同的季節(jié)均能實現(xiàn)相對截面積較大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的電流，可有效減少線路損耗，達到節(jié)能省電的目標。
四、提高功率因數(shù)
提高供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，實行輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無功補償，是電氣節(jié)能領(lǐng)域中又一個值得深入研究的重要課題，且正受到人們越來越廣泛的關(guān)注。無功功率過大既會顯著影響供配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也會使得變配電系統(tǒng)的供電容量受到限制，同時也會增加電網(wǎng)中的線損，對供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)臒o功功率補償，能有效改善系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，也能一定程度地節(jié)能省電。
在供配電系統(tǒng)中的許多用電設(shè)備都為電感性負荷，用電過程中會產(chǎn)生滯后的無功電流，它會從電網(wǎng)系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，間接增加了輸電線路的功率損耗。因此，應(yīng)在供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的電容器柜或電容器箱，通過靜電容器產(chǎn)生的超前無功電流抵消用電設(shè)備產(chǎn)生的滯后無功電流進行相應(yīng)的無功補償，從而達到減少系統(tǒng)整體的無功電流，同時提高供電功率因數(shù)的目的。
電網(wǎng)中無功功率補償通常采用的方法有集中補償和就地補償兩種，在具體設(shè)計、安裝時可采用高低柜進行集中補償或采用就地補償?shù)葍煞N方式，可根據(jù)工程的具體情況確定采用何種補償方式較為合理。
五、平衡三相負荷
在供配電系統(tǒng)的低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使電網(wǎng)中長期存在三相負荷不平衡的現(xiàn)象，對供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成一系列危害，主要體現(xiàn)在：
（1）影響電網(wǎng)系統(tǒng)中變壓器、電機的運行安全；
（2）增加供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中相線及零線的電能損耗；
（3）影響用電設(shè)備的正常工作，導(dǎo)致照明燈壽命縮短（電壓過高引起）或照度偏低（電壓過低）以及計算機、電視機等設(shè)備運行不穩(wěn)定等；
（4）對于通信系統(tǒng)，會增大高次諧波的干擾，影響其正常的通信質(zhì)量。
為有效降低電網(wǎng)系統(tǒng)中三相負荷不平衡導(dǎo)致的用電能耗，應(yīng)及時調(diào)整相應(yīng)的三相負荷，使其不平衡度能符合下述相關(guān)的規(guī)程和規(guī)定：“要求配電變壓器出口處的電流不平衡度控制在10％范圍內(nèi)，干線及支線首端的不平衡度控制在20％范圍內(nèi)，中性線的電流強度不宜超過額定電流強度的1/4[3]”，“三相配電干線的各項負荷宜分配平衡，最大相負荷不宜超過三相負荷平均值的115％，最小相負荷不宜小于三相負荷平均值的85％[4]”等，使供配電系統(tǒng)中的三相電壓或三相電流能達到基本平衡狀態(tài)，大幅減少輸電線路上的電能損耗。
六、結(jié)語
在供配電系統(tǒng)中，大力改善變壓器，線路損耗，功率因數(shù)，三相負荷平衡度等方面的節(jié)電技術(shù)，具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。掌握各種先進的節(jié)電技術(shù)，并將其合理應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中的各個方面，是提高節(jié)電效果與電網(wǎng)質(zhì)量的重要技術(shù)保證。
