供配电设计中的节能方法和措施研究刘子琦

供配电设计中的节能方法和措施研究刘子琦

刘子琦

合肥工业大学设计院（集团）有限公司安徽合肥230000

摘要：随着社会不断进步，电力能源成为最重要并紧缺的能源之一，生活与工业用电消耗越来越多，出现供不应求的现象。在供配电系统规划与设计过程中，重视应用节能技术方法的，可以极大限度地提高电能利用率，节约电能。作为电气设计人员，要充分认识到节能的重要性，并在供配电设计中，通过节能方法和措施的合理运用，从全局的角度出发，达到节能降耗的目的，从而有效缓解我国当前资源紧缺的的局面，进一步推动国内经济水平的持续前进。

关键词：供配电；设计；节能；措施

引言：

据研究，在世界各国能源消耗总量中，中国位居首位。众所周知，能源对国民经济发展尤为重要，它直接关系着各行各业的发展。为了保证能源充足，降低我国能源消耗，需要我们在供配电设计中加强节能技术的应用。下面我们首先来探讨一下电力设计节能的重要性，然后再从供配电线路设计、照明灯的节能设计、电气设备的选择、人工无功功率补偿等方面来分析电力设计的有效节能措施。

1、电力节能设计的重要性

1.1电力节能设计有助于优化电网结构

实施电力节能措施能够有效的保证电网的安全运行，有助于电网结构的全面优化。目前，电网的网架规划是在当前调度模式下实施的，实施电力节能调度提高了电网的运行要求，加大了系统的运行难度，也就进一步促进了电网改造的实施。

1.2电力节能设计能够促进企业结构优化

实施电力节能可以促进风能、太阳能等新能源的开发利用，有助于企业结构的进一步优化。随着经济的不断发展，电力市场逐步建立，电力资源的配置也逐步扩大，电力节能措施的实施使国家的产业结构也不断被优化，优化了资源配置，对电力企业的长远发展起到了很好的效果。

1.3电力节能设计能够控制购电成本的增加

目前，由于投产时期一些不合理的现象，上网电价千差万别，即使在相同煤耗量的机组中，电价也又多不同。由于一些新能源发电的电价相对较高，这使得企业间存在着一定的利益差距。为此，一些电网企业开始提高购电成本，这也给企业造成了一定的负担。实施电力节能措施有助于提高电能利用率，减少购电成本的提高，进一步降低购电费用的变化幅度。

2、供配电设计的相关要求

2.1安全性

安全问题是各项目建设的基础，所以必须放在重中之重加以解决。在大型供配电系统过程中，要依据实际用电需求采取恰当的措施传输供电，在工程竣工阶段往往忽视其电气设计的重要性，不能合理的依据实际情况加以设计，这样就会导致在工程竣工后，由于电路设计不当与操作过程中因使用不当而出现各种质量问题，严重时会出现人员伤亡等情况，所以，在整个供配电设计过程中，必须全面重视其安全问题，避免出现重大的安全事故及造成不必要的财产损失。

2.2节能性

可持续发展概念的提出，对于供配电系统而言是一个全新的挑战，故此在实施供配电过程中，必须加强对节能设计的重视。将“节能”理念融入其中，这样不仅仅可以做到“低碳环保”，更能节约成本，使其资源得到合理利用。

2.3经济性

从一定意义上而言，在实际工程建设过程中，设计安全问题是必须要考虑的重点问题，但是往往为了追求其经济利益，盲目的进行工程建设，从而导致费用急剧上升，对业主和开发商而言都是非常不利的。就电气工程来讲，一定要在保证质量的前提下进行节约成本，提高整体的经济效益，从而保持工程的经济性。

3、供配电设计中节能技术措施探讨

3.1供配电线路设计

架空线路与电缆线路是电力线路的两种主要形式，这两种线路都是利用金属导线来传输电能的，而金属导线本身就具有一定电阻，因此输电线路本身也会损耗一定电能。输电线路的电阻、电压及功率因数都会影响输电线路的功率损耗，若输电线路的负荷功率一定，输电线路的电阻越大，输电线路的功率损耗就会越大，输电线路的电压与功率因数越大输电线路的功率损耗则越小，因此在设计供配电线路时，要把线路损耗降到最低，最大限度地节约电能，可以通过降低输电线路电阻，增大线路电压等级与功率因数等方法实现，具体如选用电阻率小、截面积大的导线充当输电导线等。

3.2照明系统的节能设计

照明系统的耗电量在供配电系统中所占的比例较大，所以，对于照明系统的节能设计还要重视。

（1）根据我国目前的照明规范，供配电设计时详细的计算照明电量，严谨地审核照明的亮度、功率数等，以达到节能设计目的。

（2）对于选择照明灯具与光源加以重视，例如高压钠灯的节能效果比高压汞灯的节能效果好，而紧凑荧光灯具比普通灯具的寿命要长。

（3）在照明设计中需严格按照三相负荷平衡分配，以防止因分配不均匀，造成变压设备增加与电线损耗等不良现象的发生。

3.3人工无功功率补偿

在进行供配电设计的过程中，为能有效地降低电路传输电能的功率损耗，可以通过对变压设备和电动机的所需负载的电量进行仔细分析，选择与供配电系统相匹配的用电设备，从而有效提高无功功率的因数，电动机和变压设备是供配电系统中占据重要地位的用电设备，提高无功功率就容易达到节能设计的目的。人工无功功率补偿也是无功功率补偿装置，来提高供配电系统的功率因数，但是无功功率大小不一致，那么可供人工无功功率补偿装置也不同，为实现更有效节能，应合理选择适用的人工无功功率补偿装置。如：

3.3.1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。

3.3.2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。

3.4电气设备选择

在供配电设计中，电器设备的合理选择对改善电网的电能质量和提高用电设备的自然功率因数具有十分重要的作用，进而可以有效减少电能资源的损耗。一般情况下，工业企业消耗的无功功率中变压器、异步电动机以及线路所占的比例分别为20%、70%以及10%。在设计中，为了减少线路感抗，利用正确选择变压器的容量和电动机的方法来实现。在功率条件合理的时候，想要提高用电单位的自然功率因数，可以采取有效措施来实现，如运用同步电动机和选择使用间隙工作制设备，前提是该设备具有空载切除功能。在选择电动机的经常负荷时，应尽量高于额定容量的40%；而要使变压器的负荷率高于60%，最好将其控制在75%～85%这个范围内。提高电动机的功率因数和工作效率可以有效减少电动机的能源消耗量。异步电动机空载时的因数还不到0.4，轻载时功率因数大致为0.6，由此可见，异步电动机在空载和轻载运行时，功率因数都不太高。当异步电动机的负荷在70%以上，甚至在满载负荷的条件运行时，其功率因数大概为0.85，这时功率因数相对较高一些。因此，设计时若能选择容量合适并且又能使电动机满负荷运行时，将会使电动机的自然因数得到很大的提高。所以，在设计选型时应将高能耗且效率低的电动机淘汰掉，而应选择稀土永磁电动机、高效节能电动机等工作效率高并且又节约能源的机型。

4、结束语

随着我国经济和科学技术的快速发展，我国电力系统得到快速的发展，文章主要对电气配电系统设计中存在的普遍问题与疑难问题进行分析，从而制定出合理有效的对策，大大的节省了能源，同时也为我国的可持续发展提供了更好的保证。

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