摘要：随着我国节能意识的不断提高，在电力工程建设中加强节能措施建设成为主流趋势。本文将以某地220kV输变电工程建设中采用的节能措施为例，对推动输变电工程节能设计优化措施进行分析。
关键词：220kV输变电工程；节能设计；分析研究
1.系统部分节能设计
1.1年耗电量估算
根据某地实行的评估指南，当地的站用电、主变损耗、线路损耗是该地输变电工程能源消费的主要项目。站外与站内设备是该地输变电工程中主要的能耗设备，其中站外设备能耗主要产生于电阻损耗、220kV线路及110kV电晕损耗。站内设备主要能耗产生于主变损耗、站用电量、站用变损耗、电容器损耗、限流电抗器损耗、测扩建间隔能耗。根据实际情况，本文对该地输变电工程年损耗量的估算主要从站用电、主变损耗以及线路损耗进行。
1）本文主要根据当地《输变电工程电力消费量核算参考表》对站用电进行估算。依据该地输变电工程主变量1×180MVA计算，82万kW·h／年为该地站用电年损耗量。
2）本文参照该地所规定的“N-1”原则为220kV及以上电压等级电网建设要求以及负荷预算情况对主变损耗进行估算。在不考虑过载能力的情况下，以达产时主变负载为50％，可依据公式（1）计算。
（1）
其中，变压器空载损耗为 ；变压器运行时间由T表示；变压器短路损耗为 ;变压器年最大负载率由γ表示；最大负荷损
耗小时率由τ表示。考虑当地功率因数以及该地最大负荷利用小时数，可估算出199.7万kW·h/年为当地工程主变损耗。
3）本文对线路损耗的估算将依照主变损耗原则进行，并根据公式（2）计算。
（2）
其中，线路最大负荷时功率损耗由 表示。根据当地工程
实际情况，2×630mm2架空导线为该地新建220kV工程主要导线，总长度约为48km，按其达产输送电流估算，467.8万kW·h/年为其电晕与电阻损耗电量。300mm2架空导线为该地新建110kV线路工程导线，总长度约为32km，经估算149.5万kW·h/年为该地达产输送电流时的电晕与电阻损耗量。
综合估算，可得出899.0万kW·h为该地输变电工程年耗量。
1.2合理选择主变容量及导线截面设计
当地在对该输变电站工程进行设计时综合考虑了符合预测情况，将工程建设地点与近区110kV电网及变电站接线结合起来，工程建设时，该地预测此工程2015年、2018年带负荷分别可达到94.0MW及107.8MW，因此在工程设计中使用了一台180MWA主变，预计该输变电站在2015年级2018年负载率分别为55.0％与63.0％比较合适。该工程采用2×630mm2导线作为新建220kV线路主要导线，采用300mm2导线作为110kV线路导线。线路输送功率在正常运行方式下处于经济输送容量内，在事故情况下，线路“N-1”时，近区重载220kV变电站可通过单回线路满足其供电需求，为后续负荷及电网发展做好预留工作。
1.4合理配置无功补偿
该地输变电站工程建设中依据无功分层分区就地平衡原则，对该工程主变满载运行的无功损耗、220kV侧、110kV侧间无功缺额、中压出线充电功率进行平衡后，计算出该工程最大感性无功缺额达到39.6Mvar，因此，工程在设计时将设有自动投切装置的5×8Mvar并联电容器组设置在一台主变低压侧。通过应用低压侧无功补偿装置，可以有效补偿该站主变损耗，最大幅度的降低无功传输，降低网损，并且可以保证区内电压可在一定程度上提高，为系统调度优化、设备平稳运行提供了良好的环境保障。
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2.变电站部分节能设计
2.1电气设备节能设计分析
在相同的电气参数条件下，为达到节能降耗目的，电力设备选择应优选低损耗产品。
（1）该地区变电站在建设中共安装了五台180MVA自然油循环风冷有载调压低损耗主变压器。以满足各电压侧短路水平限制在规定值为前提，为有效降低主变空载损耗及负载损耗，变压器阻抗不宜过高。
（2）工程设计应确保站用电量计算精准并选择合理站用变，在工程中所使用的电气设备应确保操作、运行能耗较小。
（3）在变电站设计时，照明方面应注意将集中照明与分散照明相结合，以分散照明满足巡视需要。另外，在照明设备上应选用高光效的节能型灯具。
2.2总布置节能设计
在工程设计中，为减少站址占地，达到良好的节能效果，可以采取以下措施提高总布置节能设计。
（1）工程设计应对整个变电站进行合理设置，以满足电气安全距离为标准，进行紧凑化设计，有效节约占地面积。
（2）工程设计可以采用联合建筑方式，在楼内集中布置变电站所需设施。该地变电站工程总建筑面积为3273.7m2，其中配电装置楼面积为1151.5m2，有效避免了占地面积因条块分割而增加的情况出现。
2.3站内建（构）筑物节能设计
考虑到该地处于南方地区，考虑到地理位置与气候环境的影响，在该地输变电站工程建设过程中应着重考虑夏季空调，对冬季取暖采取兼顾态度。另外在工程实时应考虑南方气候特点，加大对保温隔热措施的重视。变电站建设可以采取以下几种措施降低建筑能耗。
（1）在变电站建设过程中，应在考虑站址实际情况基础上，尽量利用天然资源，设置配电装置楼为南北走向，有效改善建筑物室内热环境。
（2）外门窗的耗能占比在建筑物总耗能比例中比较大，因此，在变电站建设中应尽量缩小建筑物外门窗面积以减少外门窗散热量，在保证日照、采光、通风、瞭望的基础上提高外门窗的气密性及隔热性，尽量减少空调外渗；为改善外门窗隔热性能，变电站可以使用中空玻璃；为减少阳光直射时间，变电站可以在窗口处设置水平或垂直方向的遮阳板。
3.送电线路部分节能设计
在送电线路部分节能设计中应着重注意对金具及导地线的选择，变电站可以采取以下措施加强对金具及导地线的选择质量。
（1）在该地输变电工程建设中采用稀土钢芯铝绞线，相较于铝合金绞线，稀土钢芯铝绞线具有更高的导电率，有效减少线损，大幅提高能源利用率。
（2）分裂导线载流量与常规单根导线载流量在导线材质相同、截面相同的条件下，其背书与分裂根数有关。应用两根的倍数为1.189，可提高载流量19％。应用四根的倍数为1.414，可提高载流量41.4％。通过增加相导线分裂导线，可以有效满足可听噪声与无线电干扰限制要求。该地变电站建设子导线分裂间距为600mm，在提高导线输送能力的同时，有效减少了导线表面电位梯度。
（3）变电站的导线悬垂线夹可以采用铝合金材质的防晕线夹，并将均压环安装在绝缘子串上，以降低电晕与涡流损失。变电站所需的防振锤质量应符合220kV线路要求。
4.结语
在变电站工程项目中采取节约能源和减少能耗的措施，有利于养护和综合利用资源。在国家和社会发展的战略需求方面，提高节能设计质量有利于促进电力传输项目减少能源消耗。这是推动电力企业平稳、可持续发展的重要举措，也是所有人的社会责任。
参考文献
[1]张殿生．电力工程高压送电线路设计手册［Ｍ］．北京:中国电力出版社,2012
[2]熊信银，张步涵.电气工程基础［Ｍ］．武汉：华中科技大学出版社，2005
论文作者:李宾
论文发表刊物:《知识-力量》2019年12月61期
论文发表时间:2020/3/26
标签：导线论文; 变电站论文; 工程论文; 节能论文; 输变电论文; 线路论文; 措施论文; 《知识-力量》2019年12月61期论文;