供配電設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的方法和應(yīng)用

施逢源　郭建慧

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，能源的消耗在世界范圍內(nèi)持續(xù)增長，能源問題日益突出，并已成為全球共同關(guān)注的問題。據(jù)資料顯。示：我國電網(wǎng)產(chǎn)生的總損耗占發(fā)電量的5.32%，在這樣的形勢和背景下，節(jié)能作為我國可持續(xù)發(fā)展的一項長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略和基本國策被提到重要的位置上。供配電設(shè)計應(yīng)該充分認(rèn)識到節(jié)能的重要性，并在供配電設(shè)計中，從全局的角度出發(fā)，通過節(jié)能方法和措施的合理運用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

供配電設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的重要性

在供配電的設(shè)計中加入節(jié)能技術(shù)，主要是從節(jié)約資源的角度出發(fā)，以處理好資源和環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)友好發(fā)展的關(guān)系，從而為人類營造更好的生活環(huán)境。節(jié)能技術(shù)在供配電設(shè)計中的使用，可以有效提高單位電量的使用率，從而不斷提高電能的優(yōu)化配置率。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國電能的使用率在逐步提高。近年來，為提高我國的發(fā)電能力，為減少對已有資源的過度開采和使用，在不斷的開發(fā)新能源，采用新技術(shù)。而在供配電設(shè)計中采用節(jié)能技術(shù)，減少能源的浪費和過度使用，會對經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮出積極的推動作用。

供配電設(shè)計中節(jié)能技術(shù)，在節(jié)能工作中發(fā)揮重要作用，它重視優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)以水電為主的可再生能源，調(diào)整和優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能源轉(zhuǎn)換和利用效率，以最少的資源消耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)和社會收益：建立節(jié)約型電力生產(chǎn)供應(yīng)體系，把資源節(jié)約與效益目標(biāo)相結(jié)合，不斷加大基礎(chǔ)性管理和設(shè)備治理力度：加強(qiáng)電力消費管理，提高全社會用電水平，不斷提高電能利用率和提高終端用電效率。

供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方法

注意供電壓等級選擇。在供電過程中，若輸電線上的電壓相對偏高，其輸送容量也就相對偏大一些，進(jìn)而使輸送距離也會更遠(yuǎn)。如果電壓大小相同，輸送的距離越遠(yuǎn)，其輸送容量就會更小。所以，供配電系統(tǒng)設(shè)計以及供電電壓選由負(fù)荷容量大小、輸電距離以及用電設(shè)備等因數(shù)共同確定。若供電電壓相對較大，輸電線路上的電流就會非常小，同時電能損耗也會也非常小的。變電所位置的選擇要距離負(fù)荷中心近一些，供電半徑就會減小，同時輸電線路損耗也會有所降低。若在供電電壓允許范圍之內(nèi)，選用高等級的供電電壓最終可以實現(xiàn)節(jié)能，不過前期的資金投入量相對較大，因此，對設(shè)計方案要進(jìn)行反復(fù)的比較與分析，從中選擇更經(jīng)濟(jì)的一種。

重視供電線路設(shè)計。一般情況下，供電線路的選擇，導(dǎo)線電纜截面加大，盡管最終能夠達(dá)到節(jié)能目的，但是，其投資成本卻是非常的大；而若選擇偏小的截面，則又會直接影響到設(shè)備的正常運行，同時使用周期也會大大縮短，給電力企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。但是，結(jié)合相關(guān)公式可得出：為進(jìn)一步降低電阻值，首先要降低輸電線路的電阻值。若輸電線路較遠(yuǎn)，在滿足載流量以及熱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，要盡可能選用截面較大的電纜。然而，對于計費相同的負(fù)荷，如：空調(diào)、照明、電熱水器等，都是通過使用一條干線進(jìn)行供電。若處在不使用空調(diào)的季節(jié)中，依然可以使用此干線來傳輸更小的電流，這樣也有利于降低輸電線路損耗。

供配電節(jié)能設(shè)計措施

科學(xué)選擇變壓器。變壓器是電壓變換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，特別是10kV和35kV電壓等級的變壓器，在電力系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中使用普遍，數(shù)量較大。據(jù)統(tǒng)計，目前在電網(wǎng)上運行的10kV和35kV級變壓器約有10億kVA以上。由于使用量大，運行時間長，變壓器的選擇和使用存在著巨大的節(jié)能潛力，特別是量大面廣的10kV和35kV級變壓器。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，不但對節(jié)約能源具有重要意義，同時還可以大大降低變壓器的運營成本，是用電企業(yè)改善經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。在供配電設(shè)計中應(yīng)選擇高效節(jié)能變壓器，從而有效減少電力運行費用，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

合理選擇電動機(jī)。在供配電設(shè)計中，電動機(jī)的選擇經(jīng)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷運行不低于額定容量的40%，變壓器負(fù)荷率宜在75—85%，不低于60%。減少電動機(jī)能量損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。異步電動機(jī)在空載或輕載運行時，功率因數(shù)很低，空載時功率因數(shù)低于0.4，輕載時約為0.6左右；負(fù)荷在70%以上至滿載時功率因數(shù)較高，約為0.85左右。所以，設(shè)計時如能正確的選擇電動機(jī)的容量，使之盡可能地滿負(fù)荷運行，將會大大提高自然功率因數(shù)。特別是當(dāng)電動機(jī)處在空載運行狀態(tài)時，或者是選用的為異步電動機(jī)，電動機(jī)的功率因數(shù)會非常低，例如：在空載時，功率因數(shù)在0.2—0.3范圍內(nèi)：而當(dāng)處在滿載情況時，功率因數(shù)則較高，可達(dá)到0.85—0.89范圍。因此，在供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，對于異步電動機(jī)的容量要合理進(jìn)行選擇，要求容量不能選擇過大，使之能夠達(dá)到滿負(fù)荷運行即可。

提高功率因數(shù)，實施照明節(jié)能。如果將配電系統(tǒng)功率因數(shù)予以提高，那么能夠大大降低輸電線路上的無功損耗，最終達(dá)到節(jié)能目的。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，電流在流經(jīng)高壓與低壓線路后，最終傳送到供電設(shè)備的末端，這樣一來，進(jìn)一步增大了輸電線路上的功率損耗。但是，這些損耗經(jīng)過采取一定補(bǔ)償措施后，是完全能夠避免的。通常主要采取以下兩種對策：一方面，降低設(shè)備的無功功率損耗，提升用電設(shè)備功率因數(shù)。因此在設(shè)計過程中，最好選擇功率因數(shù)較高的設(shè)備。另一方面，采用靜電電容器。在使用電容器之后，能夠產(chǎn)生無功電流，這樣一來，可抵消設(shè)備滯后的無功電流，從而提高設(shè)備的功率因數(shù)。

在節(jié)能應(yīng)用方面，綠色照明燈具和光源的選擇尤為重要。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，照明燈具和光源不斷向高效節(jié)能方向發(fā)展，其節(jié)能效果也十分顯著。與普通白熾燈相，T8型熒光燈的節(jié)能可達(dá)10%：緊湊型熒光燈比普通燈具的壽命也更長，節(jié)能效果好；高壓鈉燈替代高壓汞燈，也可節(jié)約電能37%。此外，LED光源的廣泛應(yīng)用，也可以有效節(jié)約電力能源。

在供配電設(shè)計中，應(yīng)將節(jié)能技術(shù)的方法和措施加以科學(xué)合理的應(yīng)用，這樣才能有效的降低電能的損耗，保證供配電系統(tǒng)有效的運行。在具體的系統(tǒng)設(shè)計過程中，應(yīng)注意各種新的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用，在有限的投資下達(dá)到優(yōu)化的節(jié)能目的，這對我國構(gòu)建和諧、節(jié)能型社會有著非常重要的現(xiàn)實意義。