摘　要：文章根據居住小區環境及設備運行的特點，著重分析了供配電系統中線路和主要設備電能消耗的形式，并從降低線損及變壓器和電動機等設備的選擇、經濟運行及管理方面進行探討。提出降低居住小區電能消耗的若干節電技術措施和具體方法，對其他物業管理企業亦有參考價值。

關鍵詞：線損　運行電壓　變壓器　電動機　變頻調速　無功補償　照明　節電措施

1　前 言

隨著我國經濟建設飛速發展，房地產業投資、開發、銷售整體形勢發展越來越好，一個個新興居住小區如雨后春筍般拔地而起，但居住小區的能源利用率卻較低。因為電能在物業管理成本中占有相當比重，如何節約和有效使用寶貴的電能，就看物業管理公司的管理者水平了，既要達到消費電能帶來的享受，又不致過度的浪費。近年來居民小區供暖時間較過去長了，從而導致了鍋爐供暖動力系統耗能的增加。小區路燈照明要由單純的亮變為真正的“靚”，也有個節能降耗問題。因此居住小區的供配電系統的節能降耗問題更顯得重要。

2　降低供配電線路損耗

線損是供配電線路經濟運行的重要指標。居住小區的供電線路一般為10kV或35kV、380V/220V系統。特別是較早規劃設計的居住小區采用架空或電纜供電。隨著電氣負荷的增長，供配電線路并未進行技術改造，從而導致供配電線路在非經濟狀態運行。大量電能損耗在了供配電線路上，致使供電電壓質量下降。為解決上述問題，應采用經濟電流密度確定導線和電纜截面進行技術改造，降低線損。我國規定的經濟電流密度見表1。多年的設計和運行經驗表明：對鍋爐供暖動力系統，用電負荷穩定，即使遇到寒冷的冬季，將備用的鍋爐循環泵投入運行，用電負荷最大值也在原設計計算值范圍之內。加之冬季的環境溫度對導線和電纜散熱好，所以按表1參數選擇導線和電纜截面是可行的。

我國規定的導線和電纜經濟電流密度(A/MM2)表1

如按表1參數選擇給居民住宅樓供配電的導線和電纜顯得裕度較小，還應充分考慮到供電線路的電壓等級、初始投資、安裝施工、用電負荷功率因數以及整個電纜經濟壽命中損耗費用之和達到最小等因素。

隨著人們生活水平的提高，家用電器不斷地涌入家庭，居民用電負荷增長很快，特別是在夏季，居民用電負荷出現高峰，按表1參數選擇給居民住宅樓供電的導線和電纜電流密度時應留有1.5倍的裕量(參見表1括號內數值)。根據北京地區1992年～2000年8年期間居民用電量情況統計分析，居民用電量年平均增長率為16%。居民用電量的增長率遠遠高于其他行業用電量的增長率，居民用電量的增長還有很大空間。居民用電量占全社會用電量的比例目前在12%(北京地區)。中西部地區居民用電量遠低于這個比例，說明居民用電量增長空間極大。根據發達國家的經驗，居民用電量增長到占全社會用電量的30%左右時就會保持在一個相對穩定的水平，應考慮到居民年用電量平均增長率約16%這個重要因素。為降低供配電線路損耗，可采用增設并聯導線和電纜或其它技術手段來實現降低損耗。

現舉一實例，一居民住宅樓3200m2，48戶，1988年設計時按10W/m2計算，計算負荷Pjs=19.2kW,計算電流Ijs=Pjs/×Ue×cosφ=19.2/×0.38×0.9=32A。1999年夏季用電負荷最高峰時日平均最大負荷Pav.max=48kW,日平均最大負荷電流Iav.max=81A,由于年最大負荷利用小時數少于3000小時，取經濟電流密度Jjil=3A/mm.2，導線截面Sjil=Ijs/Jjil=32/3=10.6mm2,實選氯丁橡皮線BXF-3×16+1×6mm2架空線。1999年供配電技術改造時，選取經濟電流密度2A/mm2,導線截面Sji2=Iav.max/Jji2=81/2=40.5mm2，為中遠期居民用電負荷增長留有余地，實選氯丁橡皮線BXF-3×70+1×25mm2取代原供電架空干線。

電纜長度102m，忽略感抗影響，電阻R16=0.136Ω，R70=0.032Ω,有功損耗ΔΡ16=3×I2av.max×R16×10-3=3×812×0.136×10-3=2.676kW，ΔΡ70=3×I2av.max×R70×10-3=3×812×0.032×10-3=0.629kW。兩路不同截面的導線有功損耗之差ΔP=ΔP16-ΔP70=2.676-0.629=2.047kW。負荷高峰季100天，平均每天用電20小時，共計2000小時，節電量ΔW=ΔP×t=2.047×2000=4094(kWh)。

由計算結果可知，在相同用電負荷條件下，不同的導線或電纜截面功率損耗差異非常大。此例中把原供電干線截面更換為70mm2，僅一個用電負荷高峰季就可節省電能4094kWh，折合1068元。采用經濟電流密度選擇的電纜，節約電能的價值只需3年就可收回投資。在電纜剩余的壽命期內節約的電費價值便更容易計算了，這就是物業管理公司的利潤啊!一個居住小區供配電干線少則幾十條多則上百條，不同程度的存在著上述現象。目前筆者供職的物業管理公司管理6個居住小區，粗略計算全部改造后每年可節電16萬kWh,折合6.3萬元。上述有功損耗是在用戶電能表與變配電室的低壓配電柜之間的供電干線產生的。而在一些企業，供電部門只查抄變配電室的高壓計量表或低壓計量表，那在供電干線上產生的有功損耗只能由物業管理公司來承擔了。上述計算是有功損耗部分，還有節約了的無功損耗，降低了無功損耗的顯著效益提高了居住小區供配電網的功率因數、減少了負荷電流，從而提高了居民住戶的電壓質量。這都是經濟效益啊!

電纜的有功損耗與截面關系如圖1所示。

3　適當提高供配電線路的運行電壓和功率因數

一些較早規劃設計的居住小區供配電線路仍在較大的用電負荷狀況下運行，用戶終端的電壓質量很差，單相電壓降低到170V，日光燈啟動受到影響，白熾燈發出昏暗的光線。鍋爐引風、鼓風電機啟動也十分困難，產權單位沒有足夠的資金進行技術改造。在這種情況下，可通過合理地選擇變壓器的分接開關，適當地提高配電線路的運行電壓，就可以顯著地降低線損。在帶負載運行的條件下如能采用有載調壓變壓器自動地進行分級調壓就更方便了。適當提高運行電壓，可降低線路功率損耗。見表2。

提高供配電系統的功率因數也是降低線損的有效措施，功率因數提高后，供電干線負荷電流下降，線損可有效地降低。具體方法是：

(1)在住宅樓總配電箱進戶處安裝智能型無功功率因數補償裝置，這種裝置可隨用電負荷的大小、功率因數的高低自動投入和切除電容器。

(2)在鍋爐供暖動力系統22kW以上的電機旁采用末端補償電容器提高功率因數，末端補償可直接向電機提供無功功率，降低了在供電線路上的無功損耗。這是一種比較合理，投資少，見效快的節電措施。

移相電容器在供配電系統中裝設位置、低壓成組補償和分散補償的電壓與電流向量圖。如圖2。

4　電力變壓器容量的合理選擇與經濟運行

在居住小區供配電系統設計時，一般都按計算負荷為依據來選取變壓器容量的。在實際運行中，其運行負荷并不等于計算負荷，而是隨季節而變化的，甚至在24小時內負荷變化也很大。居住小區的運行負荷曲線如圖3所示：

如圖3中負荷曲線所示，在一年四季中負荷率變化從42%～93%。在小區供配電系統設計及運行電氣管理中，應該十分重視變壓器容量的合理選取。

當居住小區的建筑面積大于5萬m2以上時，在供配電系統設計時就應考慮選取2臺560kVA以上的電力變壓器并聯運行，充分發揮變壓器并聯運行時的優勢。由于季節性原因使得居住小區運行負荷發生變化，如何確定單臺還是兩臺并聯運行呢?有如下3種方法：

(1)當變壓器的負荷率低于0.6時，應切除一臺運行比較經濟;

(2)當變壓器的負荷率大于0.8以上時，應投入備用變壓器并聯運行比較經濟;

(3) 由臨界負荷公式確定臨界負荷的數值，查手冊或產品技術資料將有關參數代入公式求出臨界負荷Sj，當變壓器的運行負荷小于臨界負荷Sj，則單臺運行較為經濟，反之并聯運行較為經濟。

式中：

Se——額定容量(kVA)

ΔPo——空載損耗(kW)

ΔPd——短路損耗(kW)

Qo——空載無功損耗(kVar)

Qe——額定負載無功損耗(kVar)

Kq——無功經濟當量系數(kWh/kVarh)

公式中無功經濟當量參數Kq取值范圍0.1～0.15。總之，合理地安排投入運行的變壓器臺數是降低有功損耗和提高節電效益的一項好措施。另外，要特別注意變壓器的并聯運行條件：

(1) 額定電壓與變比相等，否則易產生渦流，導致損耗增加，溫度增高;

(2) 連接組別相同，連接組別不同，導致環流增加，其數值是額定電流的5倍;

(3)阻抗電壓Ud%相等，以利于均等發揮并聯運行時的供電能力。

5　電機節電

居住小區內一般都有數量較多的電機，除了鍋爐供暖系統的熱水循環泵、引風、鼓風電機、爐排傳動電機、電葫蘆電機、輸送帶電機外，還有電梯曳引電機、高壓水泵電機等。要特別重視中小型電機的節電。這些電機大多屬于風機，水泵類負荷，應采用變頻調速技術。筆者所在的物業管理公司目前管理的6個居住小區，電機總裝機容量1200kW,計劃在3年～5年內逐步改造，更換為變頻調速和高效能電機。目前，已采用變頻調速的電機容量335kW，運轉時每小時節電可達33KWh，一個供暖季可節電8萬kWh，折合4.6萬元。只需三個供暖季運行即可收回投資。

另外，其它節電途徑還有按經濟運行選擇合適的電機容量，減少輕載和空載運行時間，保證電機的電源電壓基本正常等措施。

6　照明燈具的節電

選用高效光源和節能型燈具。以往大多數居住小區在設計時，路燈，公共場所等夜間照明采用的是白熾燈、水銀燈，應改造成為緊湊型熒光燈，可節電50%左右。辦公、商業樓照明的老式燈具應改造成帶電子鎮流器和細管徑燈管的節能型熒光燈，節電15%以上，還能延長燈管的使用壽命約60%，光效高達50%，消除了頻閃效應和噪聲。采用節能型熒光燈具運行2年即可收回投資。

優化照明設計和管理。在居住小區照明設計中，除住戶照明外，應對居住小區的道路、公共場所、辦公、商業樓等不同的區域采用不同的照度標準。合理配光，采用節能要求的控制方法，盡量利用天然光束減少照明，實現時間、地點、天氣變化、工作和生活需要靈活地調節照度水平。采用智能化照明管理系統，不僅節電，還能使小區由亮變“靚”，當人們進入小區后，“靚”感給人們的心理和生活極佳的影響。

7　結束語

居住小區的節電是物業管理工作的重要組成部分，它投資少，見效快，周期短，效益高。實施后可顯著地降低物業管理公司的運行成本。總之，居住小區的節電潛力很大，全國2萬多家物業管理企業如能采用1項～2項節電措施，其節電效果和經濟效益將是多么巨大啊!

參 考 文 獻

1　于志勇.北京地區居民用電市場分析預測 電氣 時代雜志社,2000;9

2　建筑電氣設計手冊編寫組.建筑電氣設計手冊, 1994