供配電系統(tǒng)總體規(guī)劃節(jié)能措施與變配電設(shè)計節(jié)能技術(shù)

周龍武

摘 要：電能是推動國民經(jīng)濟發(fā)展和保證人們生活正常進行的重要能源，為廣大電力用戶提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)，是供電企業(yè)的主要工作任務(wù)。但是在供配電過程中，電能的損耗量巨大，給供電企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。因此，必須要深入分析供配電系統(tǒng)中存在的能耗問題，并結(jié)合實際的工作經(jīng)驗，科學(xué)設(shè)計供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施，采用新型的變配電設(shè)計節(jié)能技術(shù)，在保證供配電系統(tǒng)安全、節(jié)能運行的同時，為電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力能源。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng) 存在問題 節(jié)能措施 變配電設(shè)計

中圖分類號：TM72 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0027-02

我國電力能源的來源以火力發(fā)電為主，受能源危機的影響，火力發(fā)電的成本不斷升高，而供配電系統(tǒng)中的電能浪費則會給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，探究一種新型的技能技術(shù)和采取必要的節(jié)能措施，成為現(xiàn)階段電力企業(yè)工作的主要內(nèi)容之一。文章首先概述了現(xiàn)階段供配電系統(tǒng)中存在的突出問題，隨后分別從供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計、供配電線路設(shè)計、變配電節(jié)能技術(shù)等方面，就如何降低供配電系統(tǒng)中的電能損耗提出了幾點建議。

1 供配電系統(tǒng)中存在的問題

1.1 電網(wǎng)超負(fù)荷運行

在供電系統(tǒng)設(shè)計時，會根據(jù)電網(wǎng)覆蓋區(qū)域的電力用戶數(shù)量和用電總量作為依據(jù)，設(shè)定供電系統(tǒng)的額定容量。在供電系統(tǒng)投入使用后，隨著家用電器、用電企業(yè)數(shù)量的不斷增加，供電系統(tǒng)所承載的壓力負(fù)荷也會不斷上升。對于一些人口密集或是投入運行年限較久的電網(wǎng)來說，由于電網(wǎng)容量沒有得到與時俱進的拓展，因此，在電網(wǎng)超負(fù)荷運行過程中，會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的電能損耗。

1.2 供電電壓不合理

在我國一些地理位置相對偏遠或是經(jīng)濟比較落后的地區(qū)，電網(wǎng)系統(tǒng)中的供電電壓相對較低，為了滿足這些地區(qū)電力用戶的正常用電，需要經(jīng)過多級降壓，保證電網(wǎng)用電電壓和電力用戶的使用電壓相平衡。但是在系統(tǒng)降壓過程中，會產(chǎn)生一定的額外電力損耗，而經(jīng)過多級降壓后，供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生的能也非常之多。如何設(shè)計供電電壓，成為電網(wǎng)節(jié)能需要重點解決的問題。

1.3 電網(wǎng)布局不科學(xué)

在供配電系統(tǒng)中，配電中心和用電中心之間的距離和能耗成正比關(guān)系，尤其是在一些較長距離的電能傳輸線路，線路中損耗的電能十分嚴(yán)重。但是在具體的供電系統(tǒng)布局時，由于地理位置、人口密度等多種因素的影響，往往會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的布局存在不合理、不科學(xué)等現(xiàn)象。

1.4 配電設(shè)備陳舊

在整個供配電系統(tǒng)中，存在功能不同的多種配電設(shè)備，由于這些配電設(shè)備、線路長期暴露在野外，使用壽命降低，容易出現(xiàn)故障問題。同時，由于電網(wǎng)覆蓋面積較大，因此，人工管理相對困難，配電設(shè)備得不到及時的更換，不僅會造成嚴(yán)重的電能損耗，還會因為設(shè)備故障導(dǎo)致局域電網(wǎng)崩潰，影響電力用戶的正常用電體驗。

2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

2.1 合理設(shè)計供電電壓

在設(shè)計供配電系統(tǒng)的額定電壓時，要綜合考慮多方面的影響因素，例如：電網(wǎng)覆蓋區(qū)域的用電規(guī)模、供電中心和用戶之間的距離、用電設(shè)備的特點等。設(shè)計人員只有綜合考慮多方面的影響因素，才能夠綜合設(shè)計供配電系統(tǒng)中的用電容量和電網(wǎng)額定負(fù)荷，一方面能夠確保供配電系統(tǒng)為電力用戶提供充足的電能；另一方面也在一定程度上避免了電能的損耗。

2.2 根據(jù)用電變化選擇變壓器容量

變壓器是供配電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，變壓器容量如果低于電力系統(tǒng)中的電壓值，就會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的電能損耗。但是在實際環(huán)境下，由于電力用戶用電需求分布不均勻，在用電高峰期往往會給供配電系統(tǒng)帶來較高的負(fù)荷。此時供配電系統(tǒng)中的電壓值遠遠超過了變壓器的額定容量，出現(xiàn)電能損耗問題。例如：每到夏季或夜晚，用電量都會顯著提升，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性和晝夜性波動，在選擇變壓器容量時，也要考慮到這方面因素的影響，適當(dāng)提升變壓器容量。

2.3 適當(dāng)提高供電電壓

根據(jù)歐姆定律可知，在電流一定的情況下，電路中電壓與電阻成反比關(guān)系。而電阻的大小則直接決定了電力運行中產(chǎn)生能耗的高低。因此，可以在供配電過程中適當(dāng)提高供電中心的供電電壓，也能夠起到一定的節(jié)能效果。

3 供配電線路的設(shè)計

通過上文分析可知，電阻是影響電力輸送過程中電能損耗量的主要因素，以此為著手點，可以通過以下措施來降低線路中的阻值，從而達到節(jié)能目的。第一，根據(jù)電阻與線路長度成正比的關(guān)系，要在保證電網(wǎng)全覆蓋的基礎(chǔ)上，盡可能地縮短供配電中心和電力用戶之間的距離?；蚴遣捎瞄]環(huán)運行方式，這樣能夠顯著縮短供電路徑，減輕了電能損耗；第二，根據(jù)電阻與導(dǎo)線橫截面積成反比的關(guān)系，可以適當(dāng)增加導(dǎo)線的橫截面積。但是需要注意的是，導(dǎo)線橫截面積增大不僅會提高成本，而且還會因為電線自身質(zhì)量增加，增加對電線桿的拉力；第三，不同金屬材料的電阻值不同，在綜合考慮成本和材料阻值的基礎(chǔ)上，選擇一種低電阻率的材料。

供配電系統(tǒng)的管理工作也會對電能消耗產(chǎn)生影響，如果管理不到位，或是對系統(tǒng)中的故障不能采取解決措施，就會造成嚴(yán)重的電能損耗。近年來，隨著信息技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，利用信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)的管理、監(jiān)測和控制成為了可能。借助于智能化和信息化的管理手段，一方面能夠科學(xué)調(diào)控客觀供配電系統(tǒng)中的電能運行情況；另一方面也能夠為管理人員提供決策參考，從而達到降耗節(jié)能的管理目的。

4 變配電設(shè)計節(jié)能技術(shù)

4.1 減少配電距離

為了縮短供電半徑，需要實現(xiàn)總配電房和配電箱接近用電負(fù)荷中心。高層建筑中，為了減少主干線長度，一般我們會將變配電室靠近電氣豎井。當(dāng)建筑面積較大時，電氣豎井一般會建在建筑物的中間部位。

4.2 變壓器節(jié)能

（1）選用節(jié)能型變壓器。（2）提升變壓器的運行效率。變壓器節(jié)能的主要途徑是降低損耗、提高運行效率。在保證供電可靠性和電源質(zhì)量的前提下，力求按經(jīng)濟負(fù)載率選擇變壓器容量，使其運行于高效點。選擇變壓器容量和臺數(shù)時，需要根據(jù)電力系統(tǒng)的負(fù)荷以及設(shè)備投資和年運行費用，分配與電力負(fù)荷適應(yīng)的容量，實現(xiàn)其運行在高效低耗區(qū)，一般地變壓器的負(fù)荷率在70%～85%時可達到最優(yōu)狀態(tài)。（3）單獨變壓器供電適應(yīng)季節(jié)性負(fù)荷。（4）減少變壓級次，采用直降式變壓產(chǎn)品，減少變壓器能耗提高輸送容量和距離。

4.3 設(shè)置補償裝置

在工程設(shè)計中補償方式主要有分散就地補償和高低壓柜集中補償。當(dāng)電力電容器作為補償裝置的時候，一般采取就地補償方式，高壓部分的無功負(fù)荷由高壓電容器進行補償，那么低壓部分的無功負(fù)荷由低壓電容器進行補償。但容量較大的三相平衡負(fù)荷用電設(shè)備的無功負(fù)荷，一般采用單獨就地補償?；緹o功負(fù)荷的電容器組，其補償方式一般是配變電室內(nèi)集中補償。但是補償要有度，不宜過多補償，當(dāng)輕載時電壓過高會造成設(shè)備損害，還需要裝置無功自動補償設(shè)備。

5 結(jié)語

供配電系統(tǒng)對于保障企業(yè)和人們的正處于用電發(fā)揮了重要作用，保證供配電系統(tǒng)的安全、節(jié)能運行，不僅是電力企業(yè)當(dāng)前工作的內(nèi)容之一，也是節(jié)省電力能源、實現(xiàn)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀需求。針對現(xiàn)階段國內(nèi)電力能源供應(yīng)緊張的實際情況，開展節(jié)能規(guī)劃、選用節(jié)能設(shè)計成為節(jié)能降耗的必要途徑。電力企業(yè)的管理人員應(yīng)當(dāng)重視節(jié)能規(guī)劃和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用價值，實現(xiàn)經(jīng)濟價值和環(huán)保價值的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉志廉，劉居柱，張?zhí)N，等.合理選擇供配電電壓等級與節(jié)能降耗關(guān)系的分析探討[A].電能質(zhì)量研討會[C].2014.

[2] 楊曉花.打造安全、節(jié)能的數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)2011數(shù)據(jù)中心供配電解決方案及能效管理論壇在京召開[J].電氣應(yīng)用，2011（17）：112-113.

[3] 朱俊源.電力線路截面的經(jīng)濟選擇和工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能途徑[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2015（2）：112-118.