降低钢铁企业用电损耗问题的探讨

黄美华，刘广莉

（梅山钢铁公司 能环部，南京 210039）

梅山钢铁公司（以下简称“梅钢”）目前共有9所变电站10条架空线以及千余台变压器，2007—2009年平均每年购买电量109.18GWh，每年损失电量约22.3GWh，损失率达2%。梅钢用电系统包括公司内部生产、梅山生活区、27家关联单位、28家外供单位和39家施工建设单位用电。用电特点是：外供用户多，用电量大，损耗大。

目前，用电损耗主要由以下几个方面造成：①变压器固定损耗；②11条架空线路损耗量；③电能表或互感器误差造成的计量失真损耗；④绝缘子被击穿或绝缘子表面污秽等原因导致低压线路漏电或放电；⑤导线、电缆线径偏小，发热造成电能损耗；⑥三相负荷不平衡造成线路和配电变压器损耗；⑦线路中有未装表计的有线电视放大器、宽带等用电设备；⑧老式机械电能表自身的损耗；⑨窃电，生活区居民窃电现象严重。其中变压器损耗、线路损耗为用电损耗主要原因。

1 降低变压器固定损耗

电力变压器损耗分为铜耗和铁耗。铜耗是由于线圈直流电阻和漏磁场在导线、结构件以及油箱壁作用引起的，铁耗主要是变压器铁心的磁滞损耗和涡流损耗、结构件的涡流损耗以及介质损耗。变压器损耗分为有功功率损耗和无功功率损耗2部分。

1.1 合理选用变压器型号

选择技术先进、节能型配电变压器，能最大限度降低损耗。目前国内研制生产的S11系列配电变压器的效率与S9系列相比，在性能参数满足规程要求的前提下，空载损耗下降30%以上。而非晶合金铁心变压器S11系列与S9系列相比，空载损耗平均下降75%，空载电流下降了80%。统计表明，梅钢配电变压器的损耗约占电网总损耗的30%以上，所以选择经济合理的节能型配电变压器，对降低损耗至关重要。

1.2 合理选择变压器容量及台数

变压器容量选择过大，出现“大马拉小车”现象，变压器不能充分利用，空载损耗增加；选择容量过小，会引起变压器过负荷运行，损耗增加，还有可能导致变压器烧毁。所以，配电变压器必须根据平时负荷和最大负荷并结合环境变化的影响进行合理选择。配电变压器位置的选择除满足一般要求外，还要考虑将配电变压器移至负荷中心，使供电半径尽量控制在500m以内。对于负荷密度小的地区，也应尽量将90%的负荷控制在500m以内，极个别小负荷点即使超出供电半径，对低压电网损耗的影响也不大。

1.3 合理分摊变压器损耗

梅钢从南京供电公司购入电量结算表计为高压计量，而大部分外供用户为低压计量，表计读数不包含变压器及其他损耗。将变压器损耗分为有功和无功2部分，合法、合理分摊到各低压外供用户，能够有效减少公司用电损耗、促进用户积极采取节能措施，改变以往损耗由梅钢承担的状况。合理分摊以什么样的方法来计量和计算呢？在外供用户计量处加装无功电量计量表，用高压计量的有功电量减去外供用户有功电量，计算有功供电量。同样用高压计量的无功电量减去外供用户无功电量，计算无功供电量，以变压器的通电时间作为对应变压器的运行小时数。

2 减少线路损耗

梅钢从南京供电公司购电电压等级为220 kV、110 kV，经过变电所和高压配电室降压至35 kV、10 kV、6 kV、3 kV等级的中压，最终通过现场变压器降至可用低压。根据国家规定，线损率要达到以下指标：一次变压线损率＜3.5%；二次变压线损率＜5.5%；三次变压线损率＜7%。梅钢低压用户覆盖面较广，线路上下纵横交错，总的长度不下万米，因此造成的电能损耗相当可观。所以，减少线路损耗必须引起足够重视。

2.1 提高供配电系统的功率因数

在用电期加强功率因数的管理，维持功率因数在0.9以上。提高功率因数一方面可以减少线路无功功率的损耗，另一方面可以减少电力费用支出，从而达到降本增效目的。

安装无功补偿装置是最常用、最有效的提高功率因数、降损节能的装置。这里以长20 km的某线路为例予以说明。该线路的主干线长约6 km，配变64台，总容量5 540 kVA，负荷主要为小企业用电及生活用电，年线损率9%左右，线路月均功率因数0.75～0.80。电网改造后，按照集中补偿的原则进行无功补偿，在配变处安装无功补偿装置，共安装无功补偿设备53台。补偿装置以自动投切为主，投入运行后，降损效果明显。现选择几个代表月数据（2009年12月、2010年1月负荷较小，2010年7、8月负荷较大）进行对比，补偿前后效果见表1。

表1 补偿效果对比表

无功补偿装置投入运行后，平均功率因数由0.79提高到0.90，线损率也由原来的8.9%降到6.8%左右。年电能降损率为23%，即线损率降低了9×23%=2.7%。该线路供电量按8GWh计，可少损失电量8GWh×2.7%=0.216GWh，电价按0.45元/kWh计算，折合电费0.216GWh×45万元/GWh=9.72万元。补偿装置投运后，效果明显，效益可观。无功补偿装置能实现无功就地平衡，对降低供电线损、提高负荷功率因数、加强电网供电能力有重大意义。公司应根据实际情况，在电力技改或新一轮扩建中，充分发挥无功补偿的作用。

2.2 准确选用计量设备

梅钢外供用户较多，合理计算不但关系到公司的利益，还关系到正确认识和利用能源，公平对待消费的问题。通过正确选择计量设备，能保证它的误差长时间保持在准确度内，有效降低线损。电能计量装置主要由电能表和互感器构成，电能表和互感器的准确度很重要，如果电能表和互感器选择不当，就会增加线路损耗。选择电流互感器时应充分考虑额定一次电压、额定一次电流、额定二次电流、互感器型号、准确等级和额定二次容量是否满足要求。选择一次电流时，应考虑实际运行电流在20%～120%额定电流范围内。在电流互感器中，一定的准确等级与一定的容量相对应，当二次侧负荷过大时，则互感器的准确等级下降，电能计量用的互感器，其准确等级应为0.2～0.5级，因此，选择电能计量用电流互感器时，二次负载总和应小于其0.2～0.5级下的额定容量。电压互感器二次回路电压降，对Ⅰ、Ⅱ类计费用电能计量装置，应不大于额定二次电压的0.2%，其他电能计量装置应不大于额定二次电压的0.5%。

2.3 采用负荷中心供电降低线损

降低线路损耗的重要前提条件，就是选择好变电所的位置。也就是变电所要接近负荷中心,而这种接近是相对的，并无准确界线。

（1）现状描述

现阶段公司大部分的10/0.4 kV高压配电室的位置选择欠佳，变电所的位置大多设在厂区的一侧，谈不上接近负荷中心。且单台变压器容量选用的是2 000 kVA或2 500 kVA，并且多台集中在1个变电所内，低压供电线路长、供电线路的损耗大的现象比较突出。新扩建的变电所、配电房，虽然在设计规范中早有明确规定变电所应位于负荷中心，但在实际工程中，考虑在厂房、车间设置车间变电所占去了一块场地面积就觉得不划算，往往难以实施，结果造成远距离送电，要多付电费，而且电能质量不高，使设备精度降低、易发热、寿命短。

（2）解决措施

在设计、规划上多花力气，增加投入，减少一些先天的不足。一个工厂整体布局的先天不足，光靠后期努力是很难挽回的。设计审查、审批、审图单位的作用就更显重要。高质量的设计，是提高质量、降低能耗、提高竞争力的重要保证。应当及早认识到这一点，做好工程设计工作。新增的变电所采用负载中心供电法，将电源引入负载中心，相当于缩短了电源与等效负载间的距离，同时部分负载电流改变方向，使原干线段上的电流分配趋于平衡，其作用与减小电流及线路电阻等效。因此采用负载中心供电法既能节能降耗，又能节省资金。建议梅钢新一轮发展建设中采用负荷中心供电法。视负载中心区域的分布情况，可将变压器分散设置，使供电干线尽量以变压器为中心向四周辐射；对采用干线、支线及分支线三级放射式供电的线路，应基本保证前级向后级的供电点在后级的负载中心处；对于单端供电的直线及环路布设的线路，可断开原电源，将其重新接入负载中心处即可。

3 生活区用电分级管理

梅钢公司供生活区用电力每年产销差在40%以上。2009年，公司大力开展生活区降损增效活动，整顿用电秩序，降低线损，节能减排。一是深入现场全面开展用电普查，有针对性地制定整改措施，减少“跑、冒、滴、漏”现象；二是加速推进表计专项改造工作，投入资金计划性地对生活区表计进行整改更换，做到电能表统一集中管理；三是开展节电宣传工作，利用各种平台向职工宣传各种规章制度。

［1］ 周绍敏.电工基础［M］.北京：高等教育出版社，2006.