供配电设计中的节能方法和措施分析

武光升 杨民凯 徐庆忠

国网山东省电力公司沂水县供电公司

供配电设计中的节能方法和措施分析

武光升 杨民凯 徐庆忠

国网山东省电力公司沂水县供电公司

随着我国经济的快速发展，各行各业对电力的依赖性日益增强，这就需要更多的能源消耗来产生足够的电能，但是，能源危机和环境污染已成为制约世界工业发展的瓶颈，伴随而来的清洁、低能耗的电动汽车研究开发得到了世界各国的关注，这就增加了对电能的需求。为了促进电力工业的长期可持续发展，作为供配电设计人员，应该着重考虑电力设计中的节能技术，进而提高电能的利用率，进一步推动我国经济的健康、快速发展。

供配电设计；节能方法；措施

1 供配电设计的特点

具体来说，供配电设计具有以下几个方面的特点，需要相关部门予以高度重视：第一，低压配电系统，其作为供配电设计的关键环节，可以分为树干式、混合式以及放射式等几种类型，具体可以依据供配电系统的实际运行情况予以合理选择；第二，断路器，其可以分为真空断路器、气体绝缘断路器以及油断路器等几种类型，随着组合式变电所的发展，前两者在实际应用过程中较为广泛；第三，变压器，其主要可以分为环氧树脂浇筑式、油浸式以及干式等三种类型，前两者具有防火、防潮、噪音小、易搬运等优势，具有较高的使用价值；第四，电力与照明，因国内电力与照明实行不同的电价，为此在供配电系统设计过程中还需要将电力与照明进行分开配电，并依据实际情况，将整个电力与照明系统分为正常电力、事故电力、正常照明以及事故照明等方面，依据其特点的不同对其供配电系统进行设计，确保整个供配电系统设计的经济性与可靠性。

2 供配电线路的设计

2.1 减少电路导线的长度

在供配电装置设计的允许下，尽可能降低导线之间的距离，考虑将变电站安置在线路连接的中心位置，尽量使线路以直线方式拉伸连接，并在低压配电的过程中选择使用无需回路的装置的方式，减少电路导线的长度，提高节能的效率。

2.2 加大电路导线的横截面积

在必须使用很长导线连接的电线上，并具备热量稳定、电流负荷量也较为稳定、电压减少的前提条件，增加电路导线的横截面积，从而达到节能的效果。

2.3 降低导线电阻

应选择电阻数较低的导线来降低导线的电阻，如铜芯导线，从而实现节能的目的。

3 照明节能设计

3.1 节能灯具与灯具控制的选择

在建筑照明中，可以从灯具本身出发，考虑选用高效节能灯具型开关或装置，这是一种有效的节电方法。根据不同工作区域的照明要求，可以适当地增加照明开关个数或者节能灯具的数目，例如：对于卧室等场所可以选择采用可调控亮度的开关，对于楼道可以选择声控灯具等。

3.2 自然光的充分利用

为了让建筑物内得到良好的采光效果，可以充分利用自然光。例如，在条件允许的场所，可以适当地将窗户开大；对于无法打开窗户的场所，应该采用透光强度好的玻璃等。良好的采光条件就间接地减少了电能的利用，从而达到节能的效果。

4 电气设备选择

在设计供配电系统时，电气设备选择要科学、合理，提高用电设备的功率因数，改善电网的电能质量，最终实现供配电系统的节能降耗。在企业的无功功率消耗中，一般70%是异步电动机消耗的，20%的是变压器消耗的，而线路消耗的无功功率大约只占到10%左右。因此在设计时，必须科学选择变压器的容量，可以通过同步电动机或采用带空载切除功能的间隙工作设备来提高用电单位的自然功率因素，达到节能的目的。

提高电动机的运行效率与功率因素可以大大降低电动机的能量损耗，载荷较轻的情况下，异步电动机的功率因数一般较低，而满载时功率因素相对较高，因此在设计时一定要正确选择电动机容量，要让电动机的运行尽可能满负荷，这样会使自然功率因数大大提高，并且在设计时要选用高效节能电动机，要在综合考虑负荷特性、启动次数、调速等方面的因素后，科学、合理选择电动机，避免出现“大马拉小车”的现象。

在工业生产中应用异步电动机的地方非常多，异步电动机运行中的经济指标主要是功率因数与效率，并且二者具有一定相关性。异步电动机的功率因数会随着效率的改变而改变。此外在生产工艺条件允许的条件下，综合比较了技术经济因素后发现，若工艺设备可以采用同步电动机，就尽量采用同步电动机，这样可以借助其过励磁超前运行的优势，使系统的感性无功功率得到充分补偿。

在供配电系统中，经常用到的一种电能传递设备就是变压器，它的主要作用是变换电能的电压等级，电源给变压器提供了有功功率后，经过变压器的能量转换，最终转换成设备所需要的电压等级。在变压器转换能量的过程中，有功功率的消耗主要为绕组电阻上产生的铜损与特芯上产生的铁损。

5 人工无功功率补偿

5.1 补偿方式的平衡性

根据电压线路不同的损耗和电能的流失，要充分保证人工无功功率补偿的平衡性，即高压电容器应向高压部分进行补偿，而低压电容器则向低压部分补偿。

5.2 电路感性负荷补偿

电路感性负荷人工无功功率的补偿，可选择采用并联电力电容设备实现。但是设计人员应注意的是，无论是采用哪一种类型的人工无功功率的补偿形式，都应该以达到最大节能设计为目的。根据不同的电路电线传输电能的承载量和与其相关的设备条件，还可以选择分散补偿或集中补偿等人工无功功率的补偿形式。

结语

电能是当今社会使用最广的一项能源，也是耗损较为严重的能源之一。随着电能在企业发展和日常生活中的用途逐渐广泛，人们对电能的需求量也日益增加，随之而来的浪费现象也越来越严重，而电能也越来越紧缺。因此，供配电设计中的节能设计的发展成为缓解能源紧缺和浪费，实现节能环保理念势在必行的一步。优秀的节能设计方案，不仅能降低电网工程在电路传输过程减少电能的损耗，还可以给企业带来更大的经济效益，因此电路节能设计的应用，在一定程度上起到了电能能源节约的积极作用，为我国国民经济可持续发展带来长久利益。

[1]刘伟.供配电设计中的节能方法和措施初探[J].科技资讯，2013，16：91.

[2]韩贵晶.供配电设计中节能方法与技术措施的运用实践[J].中国新技术新产品，2015，15：169.