节能型降压变电所技术探讨

谢蔚蔚 邵阳学院 湖南邵阳 422000

【文章摘要】

车站降压变电所传统的两种接线方式各有优缺点。本研究提出一种新方法，其优点主要体现在经济效益和技能减排方面。其核心是主接线依旧采用当前主要形式，但是把分列运行的两台变压器分开放在车站负荷中心，然后用电缆将母线连接起来。

【关键词】

节能减排；能耗；电缆；工程造价；降压变电所；接线方式

随着工业时代的发展，人类对电力需求量越来越高，尤其是对于电量的可靠性、持续性和稳固性。然而这三种性质需要是由变电所的合理设计和配置决定的。城市轨道交通是城市用电量最大的地方。对于华北城市来说，地下线路消耗所用的电量巨大，而远近照明系统大概占线路总电量的37%，49%。而系统的造价占工程总造价的13%，以上可以推出在燃煤消耗上和产品制造所损耗的能量也是相当大的。

据调查汇总发现，我国车站内的降压变电所所采用的主接线形式主要有两种方式，分别为：一是，中、低压单母线用于分段，然后用低压母线作为分段的开关；二是， 中、低压母线用于分段，然后分别设定分段的开关。多年来车站内的降压变电所主接线的形式变化微乎其微，而据我所知供电系统的造价在总工程的造价中所占比例高于10%，因此降低制造供电系统中的造价环节必将实现工程造价的降低， 建设成为低投入高产出的节能型变电所。

1 传统的车站降压变电所接线方式

1.1 单一降压变电所

这是国内采用最多的方案。这种方案有几个明显的特点：只适用于小型车站，变压器负载率较高或合理，电缆用量较多，线路能耗也比较大。

1.2 双降压变电所

适用于大规模的车站，变压器容量大于等于630 千伏安，变压器负载率偏低， 虽然中间的低压电缆数量减少了，却增加了两回中压的电缆。在节能效果上此种方案在技能方面优于前者。但在工程造价上前者优于此种方案。综合这两种方案，现提出另外一套在经济效益和技能方面都优于前两种的方案。达到节能的前提

应该保证用电的负荷需求, 应该保持优良的实用性, 应该降低电缆的使用量, 应将电路能耗降到最低, 应该保证施工的正常进行。

1.3 实施计划

首先应查阅资料书籍，打好理论基础。然后对于前期的理论工作以及软件硬件进行一个初步的调查。完成初步的方案。最终完成设计，实施计划。

1.4 设计要求

在保证安全运行的前提下，还要考虑变电所的经济性。设计方案应该符合国家规定的现行政策。依据国家标准以及有关规定。按照规定不能使用残次产品，采用新技术和新设备。技术指导选择标准车站单座降压变电所，主接线依旧用当前形式，但要把分列运行的两台变压器分开放在车站负荷的中心，用电缆将中低压母线连接起来。此种方案首先满足了用电的负荷需求，其次在电缆的用量上有了大幅度的减少，从而减少了工程的造价，然后车站中间的电缆量的减少将施工的空间大幅度增加了。操作应尽可能简单明了，电气接线应尽可能的清晰，操作简便，尽可能使操作步骤简单，可以使操作者容易掌握操作技术。复杂的接线不但使操作复杂，而且可能会导致操作人员误操作，或者操作不当引发严重的后果。但是如果接线过于简单的话也可能会产生不良的影响，也许会导致运行方式不能满足需要，从而造成运行的障碍，进而可能造成车站不必要的停电。

应考虑到扩建的可能，因为我国高速发展，车站可能扩建。地铁车站中的电气设备具有数量多、分布广、容量大的特点，低压供电相对比较复杂，而且低压供电相当困难，在建和开通的项目中具有低压电缆电压损失、开关级差配合、电缆通道拥挤、电缆截面积过大等许多问题。为了解决这些问题，对车站低压供电的方式进行系统和全面的分析，应该全面考虑系统的可靠性、工程造价、运行费用、设计施工管理的便利等多个方面，进而提出合理、可靠的低压配电方案。从电缆数量和规格及造价方面上分析以上两种单座降压变电所（下面将第一种方案称为甲方案，新型方案称为乙方案）由于两台变压器分别位于车站两端点，在某端的二级三级负荷电源的电缆长度比甲方案要短，而且有些低压电缆的截面积相对变小。本期造价造价分析参照了2010 年4 月某市地铁线路一期工程中的标价。经计算表明乙方案在电缆造价方面节省了16 万元，增加了一套电源装置，增加9 万元。总而言之乙方案节省了7 万元从而实现了低投高产的目标。从节能效果上分析

由于在计算低压系统中单台变压器的运行方式用时间较短而且是非正常工作故不计算在内。由于有些电缆的长度和规格在两种方案中相同，这里只计算不同规格和不同长度电缆的线路损耗。在系统运行中会产生谐波，而谐波所产生的能耗计算起来比较复杂，故暂时不考虑这方面产生的影响。电缆的电阻值参照配电设计手册。从计算有功损耗中得知，甲方案低压线路能耗为52kw 乙方案为38kw，而按低压线路能耗所占的百分比算，甲方案占26.7%，乙为19.5%。以上数据表明乙方案的能耗少于甲方案。节能和减排是息息相关的，能耗少了，排放量也会相对减少。（在燃煤方面，每度电燃煤量为0.404kg, 而排放每立方米二氧化碳需要标准煤0.2143kg）经过分析，乙方案在能耗和节能方面大幅度优于甲方案；从工厂造价方面节省了原材料，响应了国家节能减排的号召；即使在两端用电负荷不相同的时候，也可以分别使用两种不同容量的变压器。

2 目的和意义

结合我国的电力需求和现状，为车站提供可靠、廉价的电能，此方案既考虑了电能的可靠性、安全性和实用性，还考虑到了节能减排对我国环境的影响，且结合我国的现状，地铁车站日益增多，为考虑到车站对于的电力的需求，燃煤产生的电能需求也将日益增多，进而排放量也将是一个不容忽视的问题，此次探讨的方案也将尽可能改变此现状，对于环境问题的改善也将具有重大意义。

节能减排意义非常，虽然煤炭资源虽然巨大，但煤炭是不可再生的能源，终有一天有消耗完的一天，对于大肆浪费煤炭而换来的快速发展是不可取的，对于中国可持续发展战略相背迟。虽然提高了人民的生活水平，可是代价却是用环境收到了严重污染，使人民得绝症的几率大大提升，所以此方案既保证了人民的生活水平的提高，而且对于燃煤量的控制对环境也会有所改善。

3 结论

在城市交通电力系统电量日益增加的时下，乙方案更能保证节能减排，而对于车站照明和供电系统在节能减排方面应在改进技术方案和降低能源消耗方面继续努力，争取更进一步的偏重于节能减排。综上所述，现提出将乙方案设置为以后设计的其中一种选择。

【参考文献】

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[4] 任元会．工业与民用配电设计手册[M]．3 版．北京: 中国电力出版社， 2005．

[5] 于松伟，杨兴山，韩连祥，等．城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M]．成都: 西南交通大学出版社， 2008．

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