浅谈节能技术在工业供配电设计中的运用

2016-12-12刘伟坚

中国新技术新产品 2016年16期

关键词：供配电电能变压器

刘伟坚

（惠州电力勘察设计院有限公司，广东惠州 516001）

浅谈节能技术在工业供配电设计中的运用

刘伟坚

（惠州电力勘察设计院有限公司，广东惠州 516001）

在当今的社会中，资源匮乏是一个严重的全球性问题，因此任何一个生产行业都需要采取节能型的生产模式。对于能源消耗型的工业配电产业来说，采取节能技术的要求则显得更加的迫切。而要实现工业供配电的节能减排，采取合理的工业供配电设计是关键。本文先分析了节能技术在工业供配电系统中应用的必要性和重要性，并提出了相应的应用方法，希望能够为我国工业供配电产业的可持续发展提供一定的参考。

节能技术；工业供配电；供配电设计

经济的发展对工业用电提出了更高的需求，工业用电在总用电量中所占到的比例是最高的。而随着能源资源的日益匮乏，各个产业都面临着节能化生产的要求，对工业供配电产业来说更是如此，要想实现产业的可持续发展，就必须向着节能化生产模式的方向转型，采取科学的节能技术，提高电能的使用率，减少能源的浪费。

1.在工业供配电设计过程中采用节能技术的意义

在节约资源的基础上进行供配电的设计是实现自然资源与社会生产协调发展的重要手段，与此同时，还能进一步提高资源的利用率。将节能技术应用于工业供配电设计中不仅能够最大限度地发挥电能的作用，还能提高资源配置的合理性。因此，节能技术应当贯穿于工业供配电设计整个过程中，并在实际的应用过程中根据实际的情况和需求，进行技术的调整，确保节能技术能够真正发挥提高资源利用率、缓解能源不足问题的作用。

1.1促进企业的结构优化

在供配电设计中进行节能技术的应用能够促进工业企业采用新型的清洁能源，如太阳能、风能、潮汐能、生物能等，从而促进产业结构的转型和优化，实现企业的可持续发展。

1.2控制购电成本的增加

我国当前各个地区的电网差价很大，即使是在耗煤量相同的机组中，也存在较大的电价差异，从而导致企业之间出现严重的利益失衡问题。有一些企业为了扩大生产，不得不购买高价电，从而增加了生产的成本，而采取节能措施能最大限度地发挥现有电能的作用，降低生产的成本。

1.3优化电网的结构

当前我国的电网结构主要是在传统模式下进行了一定的调整，若能够在当前的电网调度中增加节能调度的功能，就能提高电网的性能，促进电网整体结构的优化。

2.在供配电设计总体规划中节能技术的应用

2.1根据实际的情况确定变配电所的方位

在进行供配电的设计时，需要根据供配电系统的性质和特点，合理的选择变电所的位置。通常工业厂区会对供电区采取分区管理的方式，主要分为的区域包括生产区、存储区、卸载区、中转区等。这些区域对电能的需求和消耗的电功率及设备的负载都是存在很大的不同的，在设置变电站时需要考虑到这些区域的用电特点，对于一些用电量较大的区域需要设置专门的配电中心，从而确保变电设备能够得到有效的应用，保障每一个区域供电的稳定性。各个区域之间的配电设备既相互独立又相互联系。通常变配电所的位置是靠近负载中心的，并且需要与电气竖井与电源的位置保持在同一方位，这样就能尽可能地缩短供电线路的长度和供电网的半径，从而减少在输送过程中电能的损耗。

2.2根据实际情况对供电电压和线路进行选择

在其他条件相同的基础上，通常线路中的电压越高，电能的损耗量越小，因此提高线路中的电压时实现减少能源损耗的有效方法。与此同时还要考虑到电气设备的负载以及供电线路的距离等相关的因素，并结合实际情况，对供配电线路的电压进行适当的调整，在确保供电的效率和稳定性的同时，提高供配电的经济性。一般工业生产的供配电系统的电压在36kV以上，而供配电系统的电压每提高1%，电能的损耗量就会减少1.2%。因此，为了达到节能的作用，很多工业企业都会选择110kV或220kV电压来代替传统的35kV电压。而一些中小企业对电量的要求不高，通常只需要采用6kV或10kV电压就可以满足日常的生产要求。在进行工业供配电设计时，应当以降低能耗为主要的考虑因素，在选择导线材料时，也应当使用电阻率较低的铜芯。在导线的布线方面，则应当对线路进行合理的设计，尽量减少线路的长度，从而减少电能在输送过程中的损耗。当线路过长的情况无法避免时，则可以保证供电稳定性的基础上，适当的提高导线的横截面积。

3.在供配电设计中对节能技术的应用

3.1对高效节能电气设备的选择

为了在工业供配电设计中充分发挥节能技术的作用，系统的设计人员应当多种因素进行综合全面的考虑。首先，在电气设备的使用上应当尽可能选择高效节能的设备。变配电系统中有很多设备本身就属于耗电量较多的设备，如变压器，因此在选择变压器时必须对其相关的性能和型号进行合理地选择。若选择的变压器型号不恰当显著的增加电能的损耗。工业企业的生产过程中消耗的无功功率主要是由变压器和异步电动机产生的，其中异步电动机所占的比例高达70%，变压器占到20%，剩余的10%则是在电线上损耗的。因此，选择合适的变压器和电动机可以起到良好的节能作用。当前，大多是企业采用的10kV或35kV的节能变压器，当线路中的电功率控制在一定限度时，无功功率的比例就会降低，自然功率因素就会得到提升。此外，还可以采用同步电动机与间隔性工作方式的结合来起到节能的目的。但在使用同步电动机时必须去除其空载的功能。在选择电工机的负载时，通常需要将其参数控制在40%左右，当要求变压器的负载达到60%上时，参数控制在75%～85%左右为宜。但无论采用的是那种供电方式，工业企业都要采取变压器功率回收的方式来降低能源的损耗，从而实现对生产成本的有效控制。在选择对点攻击时，应当先制定电动机的年运行标准，通常是3000h。此外，发电机应当选择节能型的单机，并在运行过程中保持低负载的状态。

3.2对供配电中功率因数的提升

提升功率因数也是提高工业供配电系统节能效果的有效方式。一般工业企业会采用补偿的方式来提高功率因数，也就是对电压较低位置的无功功率使用低压电容器进行功率的补偿。而对于电压较高的位置则采用高压电容器来补偿无功功率。具体的补偿方式包括就地补偿、集中补偿、分散补偿等形式。在补偿方式的选择上，应当以节能的效果最为主要的考虑因素，并根据无功功率的特点对几种补偿方式进行综合应用。

3.3对供配电中抑制谐波的应用

抑制谐波也是降低供配电过程中能源损耗的重要途径。所谓的谐波就是指会对供配电系统供电效率产生较大影响的事物。谐波的存在不仅会产生极大的能源消耗问题，还会对接入系统中的设备产生较大的破坏，因此必须对供配电系统中的谐波进行及时有效的处理。通常会采用滤波器来处理谐波，在实际应用中将有源和无源结合起来能够起到更好的处理效果。此外，还可以采用在变压器的低压范围内安装滤波器的方式来处理谐波。

除了上述的这些主要因素外，在供配电的过程中，线路的设计、相关设备的选用等都会对能源消耗率产生影响，在采取节能措施时可以综合这些因素进行科学有效的处理。

3.4照明系统的节能设计

照明设备也是工业生产过程中重要的能源来源，选择节能型的灯具能够起到良好的节能效果。当前市场上已经有很多节能效果较好的灯具设备，如LED灯具、半导体灯具等，此外通过充分利用自然光源、设置自动光源、光照亮度的调节、缩小照明区域大小等方式也可以起到更好的节能效果。照明系统所耗费的电能在整个工业生产中占到了很大的比例，因此必须对其进行合理地节能控制。具体的方法包括以下几个方面。首先，对供配电系统中所需要的照明设备数量进行科学的计算，并按照我国的照明设备使用标准、照明功率、亮度等参数进行照明设备的选用和安装；其次，在进行照明设计的载重分配时应当根据三相载重的方式进行分配，确保分配的合理与均衡，从而防止电能在电线上的过量损耗；最后，在照明系统的设计时要注重照明灯具与光源的选择，新型的T5与T8灯具在节能效果上要远高于传统的白炽灯，而紧凑型的荧光灯具则比传统灯具具有更长的使用寿命。高压钠灯的节能效果要高于汞灯。设计人员在设计照明系统时应当充分考虑到这些因素，充分发挥节能灯具的优势。

3.5人工无功功率补偿

人工无功功率补偿是指通过在系统中装配无功功率补偿设备来提高功率因数。无功功率的损耗情况不同，所采取的补偿方式也有所不同，当前常用的补偿方式包括并联电力电容器、分散补偿、集中补偿的方式等。无论采取哪一种补偿方式，都要以达到最佳的节能效果为目标。