淺析供配電系統(tǒng)節(jié)能問題

【摘 要】在電氣設(shè)計(jì)的領(lǐng)域里，本人認(rèn)為節(jié)能的重點(diǎn)在于：合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。本文主要從合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用這兩個(gè)方面探討了電氣節(jié)能在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】供配電；節(jié)能技術(shù)；措施

一、高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 高層建筑的配電變壓器的節(jié)能選型設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中，為了實(shí)現(xiàn)變壓器的節(jié)能目的，需要對(duì)投資與年耗電量等諸多因素進(jìn)行綜合性考慮。通過實(shí)踐我們知道，經(jīng)濟(jì)合理的配電變壓器，在選型和設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)配電變壓器的投資回收年限來最終確定具體型號(hào)。一般采用變壓器投資費(fèi)用價(jià)差和年耗電的電費(fèi)價(jià)差來獲取。對(duì)于配電變壓器節(jié)能優(yōu)化選型，需要依據(jù)高層建筑所需的實(shí)際電負(fù)荷要求，通常要稍高于變壓器最佳負(fù)荷來選擇型號(hào)。達(dá)到變壓器負(fù)荷率保持在70%左右具有最高的經(jīng)濟(jì)性。選擇相應(yīng)型號(hào)時(shí)，需要首選空載損耗與負(fù)載損耗等方面較小的節(jié)能型變壓器。例如：在選擇315kVA的l 0kV配電變壓器時(shí)，一般選擇S13節(jié)能型配電變壓器，這種變壓器與傳統(tǒng)變壓器對(duì)比可以大大降低負(fù)載損耗與空載損耗。對(duì)于配電變壓器的優(yōu)化選型設(shè)計(jì)，通常首選三角形的立體卷鐵芯高效節(jié)能經(jīng)濟(jì)型配電變壓器，這種變壓器已開始逐步取代常規(guī)插片式高能耗的配電變壓器。該變壓器可以很好地提高建筑供配電系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率，還可以有效降低配電變壓器運(yùn)行能耗。此外，還能夠延長(zhǎng)配電變壓器的使用壽命。

2高層建筑照明系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)在熒光燈與高強(qiáng)度氣體放電燈進(jìn)行優(yōu)化與選型設(shè)計(jì)中需要滿足GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)技術(shù)規(guī)定。同時(shí)，需嚴(yán)格控制照明系統(tǒng)的相關(guān)節(jié)能指標(biāo)。通常在高層建筑照明系統(tǒng)中采用智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)。一旦將智能化控制系統(tǒng)和高層建筑照明性能有效結(jié)合，就可大幅提高系統(tǒng)的照明質(zhì)量，有效的提高照明的人性化服務(wù)水平。同時(shí)，智能照明系統(tǒng)能有效根據(jù)具體環(huán)境中的溫濕度與自然光照情況，通過科學(xué)分析后制定出節(jié)能效果明顯的控制方案。從而使照明系統(tǒng)的控制更為準(zhǔn)確、更加精細(xì)。并且能夠很好地提高建筑照明系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換效率最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 高層建筑中電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，通常電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗占所有電器能耗90%以上。并且多數(shù)拖動(dòng)系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換利用效率很低。實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗可以在電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中多做文章。一般對(duì)于200kW以下選擇低壓電機(jī)可以大大降低投資。而355kW或者以上功率的電機(jī)必須選擇高壓電。而在200～355kW范圍之間的，需要綜合考慮技術(shù)、投資與運(yùn)行節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性等諸多因素。最終確定更為節(jié)能的電機(jī)實(shí)際功率。這就需要結(jié)合建筑電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)具體情況，選用適用的變頻調(diào)速與軟啟動(dòng)等先進(jìn)控制方案。做到對(duì)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)控制模式的科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)運(yùn)行的高效與節(jié)能。

二、配電系統(tǒng)節(jié)能措施探討

1、選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器

干式變壓器以其節(jié)約能源、可靠性高、容量可大可小、功能可以隨意組合、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而逐漸得到了越來越多的供配電企業(yè)的認(rèn)可，被應(yīng)用到越來越多的供配電系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的油浸式變壓器相比更安全、更可靠、更節(jié)能、更綠色、更環(huán)保。其主要的特點(diǎn)茲說明如下：

1）抗短路性、抗沖擊性、抗過載性好。其鐵芯的優(yōu)質(zhì)硅鋼片為45度角卷繞一體成型，因此其抗短路、抗沖擊、抗過載的有力比以前的油浸式要好得多。

2）降低無(wú)功損耗，節(jié)能性好。干式變壓器的降低無(wú)功損耗與節(jié)能性是由其制造方式?jīng)Q定了的。在制造干式變壓器的過程中。其卷成一體的優(yōu)質(zhì)硅鋼片比傳統(tǒng)的油浸式層疊硅鋼片式的變壓器降低能耗70%，這真是一個(gè)可怕的數(shù)字。

3）噪聲低，環(huán)保性好。傳統(tǒng)的油浸式變壓器的噪聲很高，其噪聲來自于硅鋼片的接縫片。但是由于干式變壓器的無(wú)縫卷繞一體成型的方式，致使干式變壓器的噪音極低，并且還沒有有害氣體產(chǎn)生，故此這種干式變壓器的環(huán)保性極好。

4）阻燃抗裂的芳族取酰胺纖維的應(yīng)用增加的干式變壓器的可靠性。干式變壓器由于在其每一層之間、每一匝之間都使用了最先進(jìn)的阻燃抗裂的芳族聚酰胺纖維，因此極大的保證了干式變壓器的可靠、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

2、供配電系統(tǒng)節(jié)能

1）有效減少線損

線路的損耗是供配電系統(tǒng)中電能浪費(fèi)的一個(gè)重要原因，因此降低傳輸線路的電能損耗是供配電系統(tǒng)節(jié)電的重要方面。減少不必要導(dǎo)線長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)施工中就采用完善的設(shè)計(jì)方法，使變配電設(shè)備盡可能的靠近負(fù)荷中心，增大導(dǎo)線橫截面積，從而可以有效減少電能傳輸運(yùn)行費(fèi)用，降低線路的不必要損耗。

2）提高功率因數(shù)

提高用電設(shè)備功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備的無(wú)功功率補(bǔ)償，是改善電能傳輸質(zhì)量，進(jìn)一步提高供電能力是完成供配電系統(tǒng)節(jié)電任務(wù)的又一有效手段，當(dāng)功率因數(shù)由0. 7上升到0.9時(shí)，線路損耗可減少大約40%左右。提升功率因數(shù)的方式主要有改進(jìn)提高變壓設(shè)備，減少供變電設(shè)備自身對(duì)電網(wǎng)功率因數(shù)的影響，同時(shí)保障電氣設(shè)備的滿載運(yùn)行，運(yùn)用集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，是提高功率因數(shù)的主要方式。

3）平衡三相負(fù)荷

在低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使三相負(fù)荷不平衡。三相電壓或三相電流不平衡會(huì)對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)造成一系列的危害。主要有：a.引起供配電網(wǎng)絡(luò)相線及零線電能損耗加大.b.影響計(jì)算機(jī)正常工作。引起照明燈壽命縮短（電壓過高）或照度偏低（電壓過低1以及電視機(jī)的損壞等.c.增大對(duì)通信系統(tǒng)的干擾，影響正常的通信質(zhì)量。為了減少三相負(fù)荷不平衡造成的能耗，應(yīng)及時(shí)調(diào)整三相負(fù)荷。要解決三相電壓或三相電流的不平衡度，首先設(shè)計(jì)時(shí)盡量使三相負(fù)荷平衡；同時(shí)可以采用調(diào)節(jié)單相電壓及采用濾波器抑制諧波的方法。最好的方法是采用省電裝置來平衡三相電壓或三相電流。

3、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

1）根據(jù)電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原理合理選用電動(dòng)機(jī)：恒負(fù)載連續(xù)運(yùn)行，功率在250KW及以上，宜采用同步電動(dòng)機(jī)。功率在200KW及以上宜采用高壓電動(dòng)機(jī)。除特殊負(fù)載需要外一般不選用直流電動(dòng)機(jī)。采用高效率電動(dòng)機(jī)，減少電動(dòng)機(jī)損耗。不應(yīng)選用國(guó)家明令淘汰的高耗能電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。

2）對(duì)輕載電動(dòng)機(jī)采取降壓運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下列電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率采取就地補(bǔ)償：遠(yuǎn)離電源的水源泵站電動(dòng)機(jī)，距離供電點(diǎn)200米以上的連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，輕載或空載運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，YZR、YZ系列電動(dòng)機(jī)、高負(fù)載率變壓器供電的電動(dòng)機(jī)。

4、風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)能

風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等通用機(jī)械拖動(dòng)設(shè)備為我國(guó)最主要終端耗電設(shè)備，根據(jù)全國(guó)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備裝機(jī)容量達(dá)1.6億KW，其中泵有4888萬(wàn)臺(tái)，容量1.1億KW，占全國(guó)用電量的20%。節(jié)電潛力很大。

主要措施：合理選擇風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組；合理配置電動(dòng)機(jī)；80%負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效果最佳；合理選擇風(fēng)機(jī)水泵的系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式。對(duì)于小容量的籠型電動(dòng)機(jī)，當(dāng)流量只需幾級(jí)調(diào)節(jié)時(shí)，可選用變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)。對(duì)于要求連續(xù)無(wú)級(jí)變流控制，當(dāng)為籠型電動(dòng)機(jī)時(shí)，可采用變頻調(diào)速或液力耦合調(diào)速，當(dāng)為繞線型電動(dòng)機(jī)時(shí)，可采用晶閘管串級(jí)調(diào)速。變極調(diào)速、變頻調(diào)速以及串級(jí)調(diào)速都屬高效率控制方式調(diào)速。通常15KW以下風(fēng)機(jī)、水泵不采用調(diào)速裝置。

5、照明設(shè)備的節(jié)能

1）照明控制方式的選擇

根據(jù)照明使用頻繁程度，可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。對(duì)病房、臥室、客廳等床點(diǎn)位置及餐廳、酒吧、舞廳，可考慮設(shè)置調(diào)光開關(guān)；旅店客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)；公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制式光電自控裝置；路燈宜分組控制，推薦采用夜間節(jié)能控制方式；走道、樓梯、雨蓬、衛(wèi)生間及其他人員停留時(shí)間較短可設(shè)置定時(shí)開關(guān)。

2）目前較常見的燈具定時(shí)開關(guān)有：觸摸式延時(shí)開關(guān)、聲光控延時(shí)開關(guān)、紅外式延時(shí)開關(guān)等。①燈具控制開關(guān)控制的光源數(shù)量不宜少于2個(gè)（單燈具除外），但控制控制的光源數(shù)量也不宜太多。②燈具按與側(cè)窗平行分別控制。③對(duì)部分光源實(shí)施：聲、光控制，或全夜、半夜控制。

3）照明光源、燈具的選擇

根據(jù)光源的光效、色溫、顯色指數(shù)、壽命和價(jià)格選擇高效節(jié)能型光源，即選擇每瓦輸出的光通量高的光源。如：T系列細(xì)管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈（節(jié)能燈）、HID好（高強(qiáng)度氣體放電燈）、LED燈（發(fā)光二極管）。

燈具附件的選擇，主要是指鎮(zhèn)流器的選擇?！督ㄖ彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配電子鎮(zhèn)流器；直管形熒光燈應(yīng)配電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在電壓偏差較大的場(chǎng)所：宜配恒功率鎮(zhèn)流器；功率較小者可配電子鎮(zhèn)流器。

結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能已成為現(xiàn)今各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的重要話題，而建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的空間還很大，因此，在這過程中扮演重要角色的電氣設(shè)計(jì)人員，應(yīng)在設(shè)計(jì)中精心考慮，反復(fù)衡量，除了在安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等各種技術(shù)指標(biāo)滿足功能要求的前提下，同時(shí)，電氣設(shè)計(jì)人員還要綜合考慮各種因素，將節(jié)能技術(shù)用到建筑電氣照明設(shè)計(jì)中，精心思考，反復(fù)斟酌，從而真正達(dá)到提高照明效率，節(jié)約能源，為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約型的社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周杰.淺析供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)措施[J].民營(yíng)科技，2009（4）：196.

[2]傅經(jīng)緯.供配電系統(tǒng)的電能浪費(fèi)的計(jì)算和節(jié)電[J].應(yīng)用能源技術(shù)2007，7

[3]王英，曹志平，富春，等.電力用戶供配電系統(tǒng)的節(jié)能及功率因數(shù)的改善[J].江蘇電機(jī)工程，2010，5.

[4]李學(xué).工礦企業(yè)供用電系統(tǒng)全面節(jié)電技術(shù)[J].企業(yè)平臺(tái)，2008（4）：38-39.