校园配电的节能和运行

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[摘 要]科技的进步,节能减排需要,重要部门的供电系统安全稳定性,在整个配电、节能系统的自动化控制提出更高的要求.

[关 键 词]校园；配电

一、配电的节能

1.首先减少供配电系统的损耗

1.1合理选择并使用变压器

变压器的有功损耗按计算公式为,ΔP等于Po+β2PK,ΔP为变压器的有功损耗(kW),Po为变压器的空载损耗(kW)由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,PK为变压器的短路损耗(kW)是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,多称为铜损,它与流过绕组电流的平方成正比,β为变压器的负载率即变压器实际功率与额定功率的比值.选择节能型变压器主要依据以下指标:(1)空载损耗低的变压器,(2)绕组阻值小,可以采用铜芯变压器,(3)负载率设定合理.另外,单相负荷应作相位选择,使三相尽量平衡.

1.2减少线路的功能损耗

线路损耗是影响配电系统经济运行的重要因素.随着国民经济的发展,用电负荷的不断增加,线路损耗的问题越来越突出,极大地影响了供电企业的经济效益.因此,研究配电系统中降低线路损耗的方法越来越受到普遍的关注和重视.配电网具有闭环设计、开环运行的特点,配电线路中存在大量常闭的分段开关以及少量常开的联络开关,这使得可以通过变换分段开关和联络开关的开合状态来改变配电网络的结构.理论上,存在一个最优结构,使线路损耗达到最小.

当电网输送电能时,在电网中就产生有功损耗,单一线路有功损耗计算公式为,△P等于I*I*R,式中△P为损失功率,I为负荷电流,R为导线电阻.想办法减少导线电阻,电阻计算公式为,R等于ρ×L/S,式中ρ为电导率,L为导线长度,S为导线截面积,所以优先考虑电导率小的导线,铜线是比较好的选择.

其次,在设计中尽量减少导线的长度,尽可能使用直线.

第三,增大导线截面.可按照正常需求的截面,加大一级导线截面,既能减少功能损耗,又能延长使用寿命,并且还能提高用电的安全性.

第四,电阻与周围环境的温度有关,故我们要考虑电源线布埋在墙壁时,应放置深写还是浅些,这要视线槽到墙壁表面的温度,而确定距离.

2.减少照明系统损耗

2.1选用节能灯具和提高自然光的采光性

我们要考虑空间的反射率,利用反射率合理布置照明灯的安装位置,达到用最少的照明灯具,能有最好的照明效果.

在建筑设计中要考虑采光性,比如墙壁、天顶、地面以及家具表面尽量光滑、色彩尽量选用浅色.当然考虑到健康因素屋顶和墙面的光反射系数宜在55%～60%之间,地面宜为15%～35%.还有窗台的方向,太阳照射方向,尽可能利用天然光线减少电灯的使用.

2.2加入智能照明控制

智能照明控制能达到良好的节能效果,延长灯具寿命.节能是照明控制系统的最大优势.传统的楼宇公共区域照明工作模式,只能是白天关灯,晚上开灯.而采用了智能照明控制系统后,我们可以根据不同场合、不同的人流量,进行时间段、工作模式的细分,把不必要的照明关掉,在需要时自动开启.同时,系统还能充分利用自然光,自动调节室内照度.控制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式,在保证必要照明的同时,有效减少了灯具的工作时间,节省了不必要的能源开支,也延长了灯具的寿命.

3.加入太阳能发电

若地理环境允许,我们可以考虑假设太阳能发电.校园建筑多,空旷地方大,受日照时间长,面积大,若在合适的地方,角度,可以一天有很长时间受到日光照射,假装太阳能板产生电能,供整个系统使用,从而减少使用其它电能,达到节能减排作用.

二、配电的运行

学校是重要部门,其供电系统安全稳定性要求很高.

1.稳定性

1.1在设计供电系统时,我们考虑双回路供电的可靠性.即通过两路不同的电源点线路接入校园配网系统,如图

若我们进一步考虑,两条进线供两台变压器运行的模式,假如一条进线突然停电,则该所带的变压器就停运,所带来的是负荷的失压,是很严重的事故,则我们若在“分段”那假如“备自投”设备,若探测到某条线路失压,则自动通过分段向另一台变压器供电,实现负荷不失压.

1.2有人会提出假如双回进线都失压了怎么办?

对于重要部门在设计供电系统时会考虑两种停电：一是某一电源点停电；二是所有电源点都停电,刚才上面介绍是某一电源点停电,现在介绍所有电源点都停电的解决方法.

我们可以在400V侧安装“逆变系统”,“逆变系统”是指交直流相互转换的设备,具体原理是,当正常供电时,交流逆变为直流,存在蓄电池组中,当外部电源停电时,“逆变系统”自动切换把蓄电池组直流逆变为交流电的源供负荷使用,保证供电可靠,常见有奥特迅和泰坦两种型号.

2.安全性

2.1配电网运行管理自动化系统

包括了信息技术应用、自动化系统的组合.信息技术主要用于设备管理、在线状态检测、用电管理等方面.由于安全是现代电力系统运行的重要指标,因此,为保证电力系统的安全运行,必须在运行过程中不断对其进行监测、分析和控制.

配电自动化系统由主站系统层、变电站自动化系统层或配电子站层、通信系统层和站端系统层四个层次组成.（见图2、图3）按硬件和软件分包括以下部分：①智能开关；②通信网络；③监控、监测终端,FTU；④配网自动化SCADA；⑤配网自动化的基本高级应用软件；⑥SCADA与地理信息系统（GIS）的一体化；⑦系统仿真软件；⑧配电工作管理系统（包括网络分析、运行管理、设备检修管理工程设计、施工管理、配电规划设计系统等）；⑨用电管理自动化（包括远程载波抄表系统、客户信息系统、负荷管理系统、用电营业管理系统、用户故障报修系统）；⑩配电网能耗管理系统（如能耗统计分析,配电网在线经济运行和变压器负荷管理）；和其它系统的接口（MIS系统等）.

2.2三相输电线路保护

输电线路在电网中担当着电能运输载体的角色,跨度长、分布广、运行环境差、故障几率高,需要重点保护；为此,出现了各种原理、类型的线路保护；但究其实现方式,他们都离不开故障特征量――电流、电压.所有线路保护,无不都是将电流、电压量进行加工、组合、比较,提炼出判据,驱动于跳闸；加工、组合、比较、跳闸的过程由静态、动态模拟试验来保证,电流、电压接入的正确性,只有靠带负荷测试来保证.

任何线路故障都会带来电流增大、电压降低,由此,电流电压就固定成了线路保护的工作量；把电流电压量进行不同组合,就构成各种原理的线路保护.只用电流,不用电压构成过流保护；；用电流做启动量,电压做闭锁量,构成电压闭锁电流；用电流做启动量,电压电流夹角做方向判别,构成方向过流；用电压电流比值,构成距离保护；用电流电压夹角判别方向,借助通道送来的对侧方向信号,构成纵联保护；从三相电流中计算出零序电流作为启动量,构成零序保护；从三相电流、电压中分别计算出零序电流和零序电压,用零序电流做启动量,零序电压电流夹角做方向判别,构成零序方向保护；把握住电流电压,就把握住了线路保护.

三、结束语

以安全、稳定运行最为重要.同时保证配电系统的节能,必须在配电网络运行过程中不断对其进行监测、分析和控制.随着配电网络建设规模的壮大,将不断有新的技术、科技应用其中.