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摘要：从电网送至企业的电能，通过降压后分配到各个用电车间和用电设备，其间经过了变压器、高低线路等电气设备，本文就从厂矿企业的电能输送和配电系统出发，通过对变压器、线路、无功补偿等几个关键环节的如何节能降耗方面进行分析研究，从而对厂用电系统的节能技术有一个全面的了解。从分析结果来看，通过对各个环节采取合适的节能降耗手段，其总的节能效果是非常显著的。
关键词：供配电系统 节能降耗 变压器 无功补偿
引言：自党的十八大提出“能源革命”的战略思想以来，我国能源供需格局不断出现新的变化。能源供给侧，国家不断出台一系列政策调整能源结构、提高可再生能源利用率。需求侧方面，对高耗能企业进行监督，进行节能监测，大量应用节能技术，出台补贴政策淘汰高耗能设备。目前应用在厂矿企业中最为广泛的节能技术有：供暖和空调节能技术、工业燃煤锅炉节能技术、电机系统节能技术、照明节能技术等等，都属于用电设备的节能技术。其实在供电设备上乃至整个供配电系统，也同样有很大的节能空间。在保证安全运行的前提下，一是供电方式要经济合理，二是供电设备的经济运行，也是厂矿企业节能降耗的手段之一。本文就从企业的整个供配电系统出发，从几个关键点，谈谈厂矿企业供配电系统如何节能降耗。
正文：
1.变压器节能
在整个供配电系统网络中，最重要的也是节能降耗空间最大的就是变压器的经济运行。有数据显示，变压器总的电能损耗约占发电量的10%左右。根据变压器经济运行理论：要使变压器达到经济运行的目的，就要使变压器的各种损耗处在一个较低的水平。因此在选择变压器时，应当注意以下几点：1）在设计时，综合考虑负荷大小、负荷特性、接线方式、变压器运行方式等因素，较为合理地选择变压器的台数和容量，尽量避免可能出现的变压器轻载或者过载运行情况的发生； 2）尽量选择低损耗的变压器；3）在负载侧充分考虑负荷的变化规律，进行经济分配；通过调整负荷，提高负载率，提高功率因数，使变压器在经济运行区优选段内工作。
1.1变压器经济运行
在一些大型厂矿企业中，存在接线方式多样、用电受季节、订单的影响较大等较为复杂多样的用电特性，所以在变压器的使用上，也经常出现负载波动大，运行损耗较大的情况。变压器经济运行研究就是如何通过对变压器容量、台数，以及组合运行方式的研究，优化选择配电变压器，在满足使用的情况下，最大限度得将变压器的损耗降至最低。
根据文献1的变压器经济运行理论：变压器的有功功率损耗和无功功率损耗随着负荷的大小变化而变化，并且存在一个损耗最低的点，称为变压器经济负载率运行点；我们不可能让变压器正好在该点运行，于是提出一个经济运行区的概念，即变压器只要在该区间运行，就可认为达到了经济运行。
1.2变压器间负载的经济分配
局限于固定的供电方式，使变压器之间的负载分配不均衡，过高或高低得使用以及没有充分利用好调峰削谷，也造成了一定浪费的现象。因此就要对变压器负载进行空间和时间上的调整，使变压器的损耗损耗达到最小，从而实现变压器负载的经济分配。变压器负载的经济分配主要有以下几个三方式：
1）调整变压器间分配负载。通过文献1中的计算结果，变压器间负载的经济分配是与变压器自身的短路损失成反比的。
2）削峰填谷的负荷经济分配。该负荷调节手段就是将高峰负载时段运行的负载调整到低谷时段运行。这不仅能使电能得到合理充分的利用，而且利用不同时段的电价政策，使部分用电负荷躲过高峰时段的高电价，给社会和企业都带来效益。
3）改变生产班制，提高负载率。一班制生产特点是日负荷曲线波动较大，全天只有8小时生产，且负荷较重，其余16小时负荷较低，相对于三班制全天负荷平均的状况，一班制日平均负载功率与最大负载功率之比即负荷率更小。对于变压器而言，在保持一段时间内总供电量不变的条件下，负荷率越高即负载曲线越平直，其电能损耗越小。
2.无功补偿节能
无功补偿节能是以节约无功为主，企业不仅从节约的电费中得到直接的收益，同时通过对谐波等电能质量的治理，提高设备利用率，降低线损，从而得到综合节能效益。主要有以下三个方面的内容：
1）供电部门对于用电客户功率因数是有考核的，负荷端的功率因数要符合国家有关标准要求，否则会增加无谓的无功电费支出，因此做好无功补偿，也是节约企业成本、提高经济效益的一个手段。
2）无功补偿到位，可降低线损，减少发供电设备的容量。功率因数过低，过大的无功功率挤掉了电网能提供的最大有功功率总量，这不仅浪费了电力设施的供电能力，而且削弱了电网应付冲击负载和意外负载出现的能力；同时也增加了整个供配电网络的线损，使电网整体效益下降。举个例来说：当功率因数由0.8增加到0.92时，装设1kvar电容器就可节省设备容量0.48kW，因此，充分考虑无功补偿就可以一定程度减少设计容量，从而减少投资。
3）随着计算通信设备、精密仪器、高端制作业等对电能质量敏感设备的应用，一些大型客户中的整流器、变频调速装置、轧机、感应炉等非线性负荷的增加，谐波等电能质量的问题越来越突出。通过动态的无功补偿，不仅解决城市电网电能质量问题，也可以使变压器和相应电力设施得到充分利用，由此起到节能的效果，提高綜合效益。
我国无功补偿遵循的是“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，集中补偿和分散补偿相结合，就地平衡补偿为主，调压和降损相结合，以降损为主。
3.线路降损节能
在整个企业的供电系统中，变压器等电气设备、线路等产生的功率损耗和电能损耗占总输入电能的百分比，称为线损率。线损率的高低直接反映了企業电力网络输送分配电能的效率。因此，降低线损率是企业节约电能的重要途径之一。主要有以下几个技术措施：
1）在满足设备运行条件的情况下，尽量简化电压等级，对供电网进行升压改造。根据功率损耗计算公式：ΔP=（P2+Q2）R/U2，在负荷功率不变的情况下，将电压升高，则通过元件的电流减小，功率损耗也随之降低。同理，提高运行电压，通过降低电流来减少损耗。假设将运行电压提高α，则功率损耗下降值为：δ=S2R/U2[1-1/（1+α） 2] ，通过计算可得，电压每提高1%，线损可降低11.9%，节能效果显著。
2）提高功率因数，减少线路无功功率。以功率因数等于1为计算基础，功率损耗增加值为：δ=[（1/cos?） 2-1]，可以看出，功率因数越低，功率损耗增加值越大。
3）合理调整负荷，提高负荷率。在用电量相同的条件下，日用电负荷平稳，比日负荷波动线路损耗要小。假设日用电负荷平稳的线路损耗电量为W1=3I2R×24；当日用电负荷不平稳时，前12h负荷电流为I+ΔI，后12h负荷电流为I-ΔI，W2=3[（I+ΔI） 2+（I-ΔI） 2]/2×R×24，因此，当日用电负荷不平稳时，日损耗电量的增加值为ΔW= W2 -W1=ΔI 2，可以看出，负荷波动幅度越大，线损增加越多。
参考文献
1.胡景生.变压器经济运行.北京&中国电力出版社.2007年6月第一版
2.杨彬.大型变压器的节能降耗与经济运行.科技创新和利用.2015年第26期
3.贾振航.企业节能技术.化学工业出版社.2006年3月第一版
关键词：供配电系统 节能降耗 变压器 无功补偿
引言：自党的十八大提出“能源革命”的战略思想以来，我国能源供需格局不断出现新的变化。能源供给侧，国家不断出台一系列政策调整能源结构、提高可再生能源利用率。需求侧方面，对高耗能企业进行监督，进行节能监测，大量应用节能技术，出台补贴政策淘汰高耗能设备。目前应用在厂矿企业中最为广泛的节能技术有：供暖和空调节能技术、工业燃煤锅炉节能技术、电机系统节能技术、照明节能技术等等，都属于用电设备的节能技术。其实在供电设备上乃至整个供配电系统，也同样有很大的节能空间。在保证安全运行的前提下，一是供电方式要经济合理，二是供电设备的经济运行，也是厂矿企业节能降耗的手段之一。本文就从企业的整个供配电系统出发，从几个关键点，谈谈厂矿企业供配电系统如何节能降耗。
正文：
1.变压器节能
在整个供配电系统网络中，最重要的也是节能降耗空间最大的就是变压器的经济运行。有数据显示，变压器总的电能损耗约占发电量的10%左右。根据变压器经济运行理论：要使变压器达到经济运行的目的，就要使变压器的各种损耗处在一个较低的水平。因此在选择变压器时，应当注意以下几点：1）在设计时，综合考虑负荷大小、负荷特性、接线方式、变压器运行方式等因素，较为合理地选择变压器的台数和容量，尽量避免可能出现的变压器轻载或者过载运行情况的发生； 2）尽量选择低损耗的变压器；3）在负载侧充分考虑负荷的变化规律，进行经济分配；通过调整负荷，提高负载率，提高功率因数，使变压器在经济运行区优选段内工作。
1.1变压器经济运行
在一些大型厂矿企业中，存在接线方式多样、用电受季节、订单的影响较大等较为复杂多样的用电特性，所以在变压器的使用上，也经常出现负载波动大，运行损耗较大的情况。变压器经济运行研究就是如何通过对变压器容量、台数，以及组合运行方式的研究，优化选择配电变压器，在满足使用的情况下，最大限度得将变压器的损耗降至最低。
根据文献1的变压器经济运行理论：变压器的有功功率损耗和无功功率损耗随着负荷的大小变化而变化，并且存在一个损耗最低的点，称为变压器经济负载率运行点；我们不可能让变压器正好在该点运行，于是提出一个经济运行区的概念，即变压器只要在该区间运行，就可认为达到了经济运行。
1.2变压器间负载的经济分配
局限于固定的供电方式，使变压器之间的负载分配不均衡，过高或高低得使用以及没有充分利用好调峰削谷，也造成了一定浪费的现象。因此就要对变压器负载进行空间和时间上的调整，使变压器的损耗损耗达到最小，从而实现变压器负载的经济分配。变压器负载的经济分配主要有以下几个三方式：
1）调整变压器间分配负载。通过文献1中的计算结果，变压器间负载的经济分配是与变压器自身的短路损失成反比的。
2）削峰填谷的负荷经济分配。该负荷调节手段就是将高峰负载时段运行的负载调整到低谷时段运行。这不仅能使电能得到合理充分的利用，而且利用不同时段的电价政策，使部分用电负荷躲过高峰时段的高电价，给社会和企业都带来效益。
3）改变生产班制，提高负载率。一班制生产特点是日负荷曲线波动较大，全天只有8小时生产，且负荷较重，其余16小时负荷较低，相对于三班制全天负荷平均的状况，一班制日平均负载功率与最大负载功率之比即负荷率更小。对于变压器而言，在保持一段时间内总供电量不变的条件下，负荷率越高即负载曲线越平直，其电能损耗越小。
2.无功补偿节能
无功补偿节能是以节约无功为主，企业不仅从节约的电费中得到直接的收益，同时通过对谐波等电能质量的治理，提高设备利用率，降低线损，从而得到综合节能效益。主要有以下三个方面的内容：
1）供电部门对于用电客户功率因数是有考核的，负荷端的功率因数要符合国家有关标准要求，否则会增加无谓的无功电费支出，因此做好无功补偿，也是节约企业成本、提高经济效益的一个手段。
2）无功补偿到位，可降低线损，减少发供电设备的容量。功率因数过低，过大的无功功率挤掉了电网能提供的最大有功功率总量，这不仅浪费了电力设施的供电能力，而且削弱了电网应付冲击负载和意外负载出现的能力；同时也增加了整个供配电网络的线损，使电网整体效益下降。举个例来说：当功率因数由0.8增加到0.92时，装设1kvar电容器就可节省设备容量0.48kW，因此，充分考虑无功补偿就可以一定程度减少设计容量，从而减少投资。
3）随着计算通信设备、精密仪器、高端制作业等对电能质量敏感设备的应用，一些大型客户中的整流器、变频调速装置、轧机、感应炉等非线性负荷的增加，谐波等电能质量的问题越来越突出。通过动态的无功补偿，不仅解决城市电网电能质量问题，也可以使变压器和相应电力设施得到充分利用，由此起到节能的效果，提高綜合效益。
我国无功补偿遵循的是“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，集中补偿和分散补偿相结合，就地平衡补偿为主，调压和降损相结合，以降损为主。
3.线路降损节能
在整个企业的供电系统中，变压器等电气设备、线路等产生的功率损耗和电能损耗占总输入电能的百分比，称为线损率。线损率的高低直接反映了企業电力网络输送分配电能的效率。因此，降低线损率是企业节约电能的重要途径之一。主要有以下几个技术措施：
1）在满足设备运行条件的情况下，尽量简化电压等级，对供电网进行升压改造。根据功率损耗计算公式：ΔP=（P2+Q2）R/U2，在负荷功率不变的情况下，将电压升高，则通过元件的电流减小，功率损耗也随之降低。同理，提高运行电压，通过降低电流来减少损耗。假设将运行电压提高α，则功率损耗下降值为：δ=S2R/U2[1-1/（1+α） 2] ，通过计算可得，电压每提高1%，线损可降低11.9%，节能效果显著。
2）提高功率因数，减少线路无功功率。以功率因数等于1为计算基础，功率损耗增加值为：δ=[（1/cos?） 2-1]，可以看出，功率因数越低，功率损耗增加值越大。
3）合理调整负荷，提高负荷率。在用电量相同的条件下，日用电负荷平稳，比日负荷波动线路损耗要小。假设日用电负荷平稳的线路损耗电量为W1=3I2R×24；当日用电负荷不平稳时，前12h负荷电流为I+ΔI，后12h负荷电流为I-ΔI，W2=3[（I+ΔI） 2+（I-ΔI） 2]/2×R×24，因此，当日用电负荷不平稳时，日损耗电量的增加值为ΔW= W2 -W1=ΔI 2，可以看出，负荷波动幅度越大，线损增加越多。
参考文献
1.胡景生.变压器经济运行.北京&中国电力出版社.2007年6月第一版
2.杨彬.大型变压器的节能降耗与经济运行.科技创新和利用.2015年第26期
3.贾振航.企业节能技术.化学工业出版社.2006年3月第一版