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摘 要 简要介绍从国内外发展状况来看，工业低压配电网供电以660V代替380V电压，是今后发展的方向。总结采用660V配电系统可以取得显著的经济技术效益。
关键词 660V；经济技术效益；节约投资；节能
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0157-01
1 国内外660V供电的发展概况
1.1 国内660V供电的发展概况
据资料记载1986年11月我国第一座660V供电的阳泉四矿选煤厂建成并投入运行，1988年6月通过由能源、机电两部主持的技术鉴定。1990年原能源部发出在煤炭工业中新建地面上生产系统及选煤厂应采用660V供电的通知，进一步推动了660V供电的发展。据统计继阳泉四矿选煤厂之后，相继有九龙口矿、淮南潘集三矿、大同晋华宫矿等多座选煤厂采用了660V供电并投入运行。在国内，660V供电不仅限于煤矿，也适用于其他工矿企业。如已建成并投入运行的山东晨鸣纸业脱墨车间以及正在建设和设计的白山虹桥纸业造纸车间、废纸浆车间以及自备电站等。
1.2 国外660V供电的发展概况
资料记载德国、芬兰等先进的工业国家，70年代末已开始在铜-镍冶炼厂、化肥、供水站、石油化工、水泥、造纸厂及发电厂等企业中使用660V供电。①原东德：1966年建成第一个使用660V供电的蔡茨（Zeitz）氢气发生站，以后在石油工业、采矿工业、水泥厂等工矿企业采用了660V供电。至1978年，660V供电系统中已安装变压器容量达1000MVA。他们认为，660V供电可节约电气设备投资10%~20%，节约电力4%。②芬兰：1973年建成第一个660V供电的工厂以后，大多数重工业工厂均采用660V供电。据统计1977~1980年期间已生产10000余台660V电动机及其开关等配套设备。芬兰曾对一个有代表性的工厂由380V改为660V供电进行分析，他们认为可以减少电缆投资60FMK
（芬兰马克）/kW。
综上所述，从国内外发展状况来看，采用660V供电既节约了电能又节约了投资成本。
2 经济技术效益
2.1 采用660V供电变压器总损耗降低
扩大供电范围，增加变压器容量，可减少损耗。现在380V变压器的最大容量为2500kVA，而采用660V供电后，变压器的最大容量可以提高到4000kVA。加大变压器容量供电可减少变压器单位输出功率损耗。我们可以比较一下采用380V供电时选用2500kVA变压器与660V供电时选用4000kVA变压器的差额，查变压器参数表得知：2500kVA总损耗为10.66W/kVA， 4000kVA总损耗为9.33W/kVA。总损耗差额=10.66-9.33=1.33 W/kVA。
2.2 采用660V供电节约投资成本
据1978年报道，原苏联有一个冶金工厂原设计采用380V供电，总容量为300MW，设有300个容量为630~1600kVA、10/0.4kV变电站，总容量为285MVA；有170台6kV电机总容量为80MW，均可改为660V供电。6kV电机价格为660V的1.5~2倍，增加电动机价格的投资高于增加变压器的投资。这个工厂10kV配电装置外，还有6个6kV配电站，供82台容量为250~630kW的6kV电动机，总容量为25MW。共有106个馈出开关柜，12个进线柜，12个电压互感器柜，6个分段开关柜。当全部中等容量的电动机采用660V供电时，可以不建6个配电站，而需建12个容量为2.5MVA变电站，仅次一项可节约投资40万卢布（1979年价格）。如计及节省的电缆和损耗，则经济效益更加显著。
1）电线电缆。采用660V配电以后，对于相同的电动机功率，电流可以减少倍，电线电缆截面选择可以减少，因此减少了投资并节约金属铜。
2）电动机。660V电动机在体积上比380V电动机略大，380V与660V电动机本体造价基本一致，但电动机额定电流比380V电动机额定电流减少1/3左右。常用的Y系列三相异步电动机4kW及以上为Δ接法。对于4kW及以上的三相异步电动机可以将定子绕组的Δ接法改为Y接法。若线电压采用AC660V电压，则定子绕组承受的相电压是AC380V，不影响其绝缘配合。电动机绕组的磁极对数不变，其同步转速不变。从电动机功率容量计算公式可以看出:电动机的转矩、转速确定，则电动机功率也确定了，定子相电压提高，运行电流降低；电动机的发热损耗减少；电动机动力支线的导体截面可以减少。
3）变频器。作为一种高效调速节能技术手段，变频调速方案在低功率段（220kW以下）电机装置中得到了广泛的应用，其主要得益于近阶段交流低压变频技术的日益成熟和其性价不断提高，也由此给广大用户带来了良好的节能收益回报。相比较而言，中功率段（220kW~800kW）由于我国电网配电电压等级单一性，加之用电端功率220kW以上电机电压等级一般只有6kV或10kV可供选择。我国电力部门从减少线损、提高效率的角度出发，在大功率电机供电时大多采用6kV或10kV高压供电。然而，高压变频器使用的功率单元和功率器件数量多，移相变压器节点太多，接线复杂，连线多，相应长期使用中必然故障多，维护复杂且工作量大。尤其变压器损坏后维护费用高达变频器造价的45%。另外高压变频器内使用了数量巨大的电容器，每隔3~4年就要更换一次，运行中可维护性相对较差。数额巨大的功率器件，使得高压变频器内使用了大量的与之配套的熔断丝，使系统的稳定性和可维护性变差。高压变频器占地面积大，重量大，安装困难。相应的，低压变频器系统就没有上述的问题。采用模块化设计，个个元件比较便宜。内置双直流电抗器，使得电容不再是易损件。粗略而言，在300 kW左右，380V与660V变频器价格差不多，功率越小660V的比380V相同功率的要贵1.5倍左右，在300kW以上，两种电压的变频器价格差别不大，但到400kW左右时，380V的电动机在性能价格比上已不占优势，如不采用660V，只有采用高压变频器和高压电动机。
因此，在中等功率段（220kW~800kW）电机的变频调速应用中，使用低压660V变频器价格合理，使用可靠，系统效率高，降低了投资和维护费用。
3 结语
世界先进工业国家70年代就开始研究660V供电，到80年代初该项技术有了较大的发展，
至今已是一项成熟的技术，目前国内660V元件已能满足660V供电需要。节能是国家经济和全社会的大计，660V配电既节约电能和投资，又节约金属铜。因此在工业低压配电网中采用660V供电是一项非常值得推广的新技术，具有很好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]顾永辉主编.工矿企业660V供电.煤炭工业出版社,1997,1.
[2]宋玉梅,王书本.690V电压应用于燃煤锅炉房的探讨.区域供热,2010,2.
[3]李道本,轻纺工程660V配电的可行性.电气工程应用,2008,2.
关键词 660V；经济技术效益；节约投资；节能
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0157-01
1 国内外660V供电的发展概况
1.1 国内660V供电的发展概况
据资料记载1986年11月我国第一座660V供电的阳泉四矿选煤厂建成并投入运行，1988年6月通过由能源、机电两部主持的技术鉴定。1990年原能源部发出在煤炭工业中新建地面上生产系统及选煤厂应采用660V供电的通知，进一步推动了660V供电的发展。据统计继阳泉四矿选煤厂之后，相继有九龙口矿、淮南潘集三矿、大同晋华宫矿等多座选煤厂采用了660V供电并投入运行。在国内，660V供电不仅限于煤矿，也适用于其他工矿企业。如已建成并投入运行的山东晨鸣纸业脱墨车间以及正在建设和设计的白山虹桥纸业造纸车间、废纸浆车间以及自备电站等。
1.2 国外660V供电的发展概况
资料记载德国、芬兰等先进的工业国家，70年代末已开始在铜-镍冶炼厂、化肥、供水站、石油化工、水泥、造纸厂及发电厂等企业中使用660V供电。①原东德：1966年建成第一个使用660V供电的蔡茨（Zeitz）氢气发生站，以后在石油工业、采矿工业、水泥厂等工矿企业采用了660V供电。至1978年，660V供电系统中已安装变压器容量达1000MVA。他们认为，660V供电可节约电气设备投资10%~20%，节约电力4%。②芬兰：1973年建成第一个660V供电的工厂以后，大多数重工业工厂均采用660V供电。据统计1977~1980年期间已生产10000余台660V电动机及其开关等配套设备。芬兰曾对一个有代表性的工厂由380V改为660V供电进行分析，他们认为可以减少电缆投资60FMK
（芬兰马克）/kW。
综上所述，从国内外发展状况来看，采用660V供电既节约了电能又节约了投资成本。
2 经济技术效益
2.1 采用660V供电变压器总损耗降低
扩大供电范围，增加变压器容量，可减少损耗。现在380V变压器的最大容量为2500kVA，而采用660V供电后，变压器的最大容量可以提高到4000kVA。加大变压器容量供电可减少变压器单位输出功率损耗。我们可以比较一下采用380V供电时选用2500kVA变压器与660V供电时选用4000kVA变压器的差额，查变压器参数表得知：2500kVA总损耗为10.66W/kVA， 4000kVA总损耗为9.33W/kVA。总损耗差额=10.66-9.33=1.33 W/kVA。
2.2 采用660V供电节约投资成本
据1978年报道，原苏联有一个冶金工厂原设计采用380V供电，总容量为300MW，设有300个容量为630~1600kVA、10/0.4kV变电站，总容量为285MVA；有170台6kV电机总容量为80MW，均可改为660V供电。6kV电机价格为660V的1.5~2倍，增加电动机价格的投资高于增加变压器的投资。这个工厂10kV配电装置外，还有6个6kV配电站，供82台容量为250~630kW的6kV电动机，总容量为25MW。共有106个馈出开关柜，12个进线柜，12个电压互感器柜，6个分段开关柜。当全部中等容量的电动机采用660V供电时，可以不建6个配电站，而需建12个容量为2.5MVA变电站，仅次一项可节约投资40万卢布（1979年价格）。如计及节省的电缆和损耗，则经济效益更加显著。
1）电线电缆。采用660V配电以后，对于相同的电动机功率，电流可以减少倍，电线电缆截面选择可以减少，因此减少了投资并节约金属铜。
2）电动机。660V电动机在体积上比380V电动机略大，380V与660V电动机本体造价基本一致，但电动机额定电流比380V电动机额定电流减少1/3左右。常用的Y系列三相异步电动机4kW及以上为Δ接法。对于4kW及以上的三相异步电动机可以将定子绕组的Δ接法改为Y接法。若线电压采用AC660V电压，则定子绕组承受的相电压是AC380V，不影响其绝缘配合。电动机绕组的磁极对数不变，其同步转速不变。从电动机功率容量计算公式可以看出:电动机的转矩、转速确定，则电动机功率也确定了，定子相电压提高，运行电流降低；电动机的发热损耗减少；电动机动力支线的导体截面可以减少。
3）变频器。作为一种高效调速节能技术手段，变频调速方案在低功率段（220kW以下）电机装置中得到了广泛的应用，其主要得益于近阶段交流低压变频技术的日益成熟和其性价不断提高，也由此给广大用户带来了良好的节能收益回报。相比较而言，中功率段（220kW~800kW）由于我国电网配电电压等级单一性，加之用电端功率220kW以上电机电压等级一般只有6kV或10kV可供选择。我国电力部门从减少线损、提高效率的角度出发，在大功率电机供电时大多采用6kV或10kV高压供电。然而，高压变频器使用的功率单元和功率器件数量多，移相变压器节点太多，接线复杂，连线多，相应长期使用中必然故障多，维护复杂且工作量大。尤其变压器损坏后维护费用高达变频器造价的45%。另外高压变频器内使用了数量巨大的电容器，每隔3~4年就要更换一次，运行中可维护性相对较差。数额巨大的功率器件，使得高压变频器内使用了大量的与之配套的熔断丝，使系统的稳定性和可维护性变差。高压变频器占地面积大，重量大，安装困难。相应的，低压变频器系统就没有上述的问题。采用模块化设计，个个元件比较便宜。内置双直流电抗器，使得电容不再是易损件。粗略而言，在300 kW左右，380V与660V变频器价格差不多，功率越小660V的比380V相同功率的要贵1.5倍左右，在300kW以上，两种电压的变频器价格差别不大，但到400kW左右时，380V的电动机在性能价格比上已不占优势，如不采用660V，只有采用高压变频器和高压电动机。
因此，在中等功率段（220kW~800kW）电机的变频调速应用中，使用低压660V变频器价格合理，使用可靠，系统效率高，降低了投资和维护费用。
3 结语
世界先进工业国家70年代就开始研究660V供电，到80年代初该项技术有了较大的发展，
至今已是一项成熟的技术，目前国内660V元件已能满足660V供电需要。节能是国家经济和全社会的大计，660V配电既节约电能和投资，又节约金属铜。因此在工业低压配电网中采用660V供电是一项非常值得推广的新技术，具有很好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]顾永辉主编.工矿企业660V供电.煤炭工业出版社,1997,1.
[2]宋玉梅,王书本.690V电压应用于燃煤锅炉房的探讨.区域供热,2010,2.
[3]李道本,轻纺工程660V配电的可行性.电气工程应用,2008,2.