Welche technischen Maßnahmen gibt es zur Reduzierung von Verlusten und zur Energieeinsparung in Verteilersystemen?

1. Vernünftige Nutzung von Transformatoren
Transformatoren sollten nach den Stromverbrauchseigenschaften der Industrieunternehmen mit flexiblen Wicklungskonfigurationen ausgewählt werden. Die Lastanpassung sollte auf der Grundlage des Lastgrads jedes einzelnen Transformers schnell vorgenommen werden, um einen Betrieb unter optimalen Belastungsbedingungen sicherzustellen. Die Dreiphasenlasten an den Transformatoren sollten so ausgeglichen wie möglich gehalten werden; ein ungleichmäßiger Betrieb reduziert nicht nur die Ausgabekapazität, sondern erhöht auch die Verluste. Energieeffiziente Transformatoren sollten eingesetzt werden – beispielsweise haben amorpher Legierungstransformatoren im Leerlauf Verluste, die nur 25%–30% derjenigen von S9-Serie-Transformern betragen, was sie besonders für Anwendungen mit geringen jährlichen Nutzungsstunden geeignet macht.

2. Betonung und vernünftige Umsetzung der Blindleistungskompensation
Während des Betriebs verbraucht ein Transformer Blindleistung, die mehrere bis zu dutzende Male höher ist als seine Wirkleistung. Die Übertragung von Blindenergie durch das Netz führt zu erheblichen Wirkleistungsverlusten. In typischen Verteilnetzen werden Blindleistungskompensationsgeräte auf der Niederspannungsseite (400 V System) der Transformatoren installiert. Es wird allgemein angenommen, dass eine Kompensation des Lastfaktors auf 0,9–0,95 ausreichend ist, während die Blindleistungskompensation für den Transformer selbst – also die Kompensation auf der Hochspannungsseite von 10 kV – oft übersehen wird.

Die vernünftige Auswahl der Methode, des Standorts und der Kapazität der Blindleistungskompensation kann dazu beitragen, die Spannungsebenen des Systems effektiv zu stabilisieren und den Transport großer Mengen an Blindleistung über weite Strecken zu vermeiden, wodurch Wirkleistungsverluste im Netz reduziert werden. Für Verteilnetze wird die Blindkompensation in der Regel durch eine Kombination zentraler, dezentraler und lokaler Ansätze umgesetzt. Automatische Schaltmethoden können basierend auf Bus-Spannungsniveaus, Richtung des Blindleistungstransfers, Größe des Lastfaktors, Laststromgröße oder Zeitplanung erfolgen. Die spezifische Auswahl muss gemäß den Lastcharakteristiken getroffen werden, wobei folgende Aspekte beachtet werden müssen:

(1) In Hochhäusern oder Wohnkomplexen, in denen einhohe Einphasenlasten einen großen Anteil haben, sollte eine schichtweise Einphasenblindleistungskompensation oder eine automatische Phasen-by-Phasen-Blindleistungskompensation in Betracht gezogen werden. Eine Kompensation, die nur auf einer Phase basiert, kann zu Über- oder Unter-Kompensation in den anderen beiden Phasen führen, was die Verluste im Verteilnetz erhöht und den Zweck der Kompensation zunichte macht.

(2) Nach der Installation von Shunt-Kondensatoren ändert sich die harmonische Impedanz des Systems, was bestimmte Frequenzen verstärken kann. Dies beeinträchtigt nicht nur die Lebensdauer der Kondensatoren, sondern verschlimmert auch die harmonische Störung im System. Daher sollten an Orten mit signifikanten harmonischen Verzerrungen, die trotzdem eine Blindleistungskompensation benötigen, harmonische Filterinstallationen in Betracht gezogen werden.

3. Modernisierung von Niederspannungsverteilungsleitungen und Erhöhung der Leiterkapazität
Gemäß den Standardgrundsätzen für Leiterquerschnitte kann der minimale erforderliche Leiterquerschnitt bestimmt werden. Aus langfristiger Perspektive ist jedoch der Einsatz des minimalen Leiterquerschnitts nicht wirtschaftlich. Durch die Erhöhung des Leiterquerschnitts um eine oder zwei Standardstufen lassen sich die Einsparungen durch reduzierte Leitungsschaden in relativ kurzer Zeit die zusätzlichen Investitionen amortisieren.

4. Reduzierung der Anzahl der Verbindungspunkte und Senkung der Kontaktwiderstände
Verbindungen zwischen Leitern sind in Verteilsystemen weit verbreitet, und die große Anzahl von Verbindungspunkten schafft nicht nur Sicherheitslücken, sondern trägt auch erheblich zu den Leitungsschaden bei. Die Bauweise an den Verbindungen muss streng kontrolliert werden, um eine enge Verbindung sicherzustellen, und der Kontaktwiderstand kann durch die Verwendung leitfähiger Verbindungsmittel weiter reduziert werden. Besondere Aufmerksamkeit muss den Verbindungen zwischen unterschiedlichen Materialien geschenkt werden.

5. Einführung energieeffizienter Beleuchtungseinrichtungen
Statistiken zeigen, dass in industriell entwickelten Ländern die Beleuchtung mehr als 10% des gesamten Stromverbrauchs ausmacht. Mit der stetigen Verbesserung der Lebensbedingungen in China und dem steigenden Bedarf an Beleuchtung in öffentlichen Räumen nimmt der Anteil des Beleuchtungsstromverbrauchs kontinuierlich zu. Die vernünftige Anordnung von Lichtquellen gemäß dem Gebäudeaufbau und den Beleuchtungsanforderungen, die Auswahl geeigneter Beleuchtungsmethoden und die Wahl effizienter Lampentypen sind wirksame Wege, um Verluste zu reduzieren und Energie zu sparen. Zum Beispiel bietet eine einzige 20-Watt-Energiesparlampe die gleiche Lichtstärke wie eine 100-Watt-Glühbirne. Die Förderung hoch-effizienter elektrischer Lichtquellen, der Austausch von magnetischen Ballasten durch elektronische Ballasten und die Verwendung von elektronischen Dimmern, Zeitschaltuhren, Lichtschaltern, akustischen Schaltern und Bewegungssensoren anstelle von Umschaltknöpfen in öffentlichen Bereichen wird den Beleuchtungsstromverbrauch und die Leitungsschaden erheblich reduzieren.

6. Lastverschiebung und ausgewogener Stromverbrauch
Passen Sie die Betriebsarten der elektrischen Geräte an, verteilen Sie die Lasten vernünftig, reduzieren Sie die Spitzenlasten im Netz und erhöhen Sie den Verbrauch in Nebenstunden. Modernisieren Sie ineffiziente lokale Verteilnetze, um die Dreiphasenausgleich zu gewährleisten und einen ausgewogenen Stromverbrauch in Industrie- und Bergbaubetrieben zu sichern, wodurch die Leitungsschaden reduziert werden.