電力工程供配電設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)研究

楊國(guó)嶺+郭仲愷

摘 要：近年來(lái)，為提高我國(guó)發(fā)電能力，減少對(duì)已有資源的過(guò)度開(kāi)采和使用，就要不斷的開(kāi)發(fā)新能源，采用新技術(shù)。在供配電節(jié)能設(shè)計(jì)中，減少能源的浪費(fèi)和過(guò)度使用，對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。為此，本文主要對(duì)電力工程供配電設(shè)計(jì)的重要性、總體規(guī)劃及節(jié)能措施進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：電力工程；供配電設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)

1 電力節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

1、電力節(jié)能設(shè)計(jì)有助于優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大力推行電力系統(tǒng)的節(jié)能措施，有助于提高電網(wǎng)的運(yùn)行速度，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和健康發(fā)展。

2、電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化?？茖W(xué)合理的電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠促使新能源的開(kāi)發(fā)和利用，不但節(jié)約了現(xiàn)有資源，還進(jìn)一步的促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力節(jié)能成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，大力推行、實(shí)施電力節(jié)能，優(yōu)化電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為電力行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展起到了決定性的作用。

3、電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠控制購(gòu)電成本的增加。新能源的利用，使電價(jià)的成本投入過(guò)高，由于發(fā)電能源不同，企業(yè)間也存在著較大的利益差距。為了解決這一問(wèn)題，很多大型大力企業(yè)開(kāi)始實(shí)施電力節(jié)能技術(shù)，科學(xué)合理的電力節(jié)能設(shè)計(jì)有利于提高電能的利用率，降低電價(jià)的投入成本，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2 供配電系統(tǒng)總體規(guī)劃

在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的總體方案時(shí)，應(yīng)綜合考慮多種因素，主要有負(fù)荷性質(zhì)、用電設(shè)備特性、用電容量、供電距離以及負(fù)荷分布等因素，然后選擇合理的電壓等級(jí)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的配供電系統(tǒng)方案。在節(jié)約電能和投資成本方面，可以采用簡(jiǎn)化接線(xiàn)和減少配變電級(jí)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)。在確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量時(shí)，需要考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和負(fù)荷特點(diǎn)的實(shí)際情況，對(duì)于那些受晝夜和季節(jié)性影響較大的負(fù)荷，在確定變壓器的容量時(shí)，需要將負(fù)荷計(jì)算出來(lái)并考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。

通常，供電電壓值和線(xiàn)路電流值成反比，即線(xiàn)路的電流越小，供電電壓越高。線(xiàn)路上的電流越小，線(xiàn)路上電能的耗損量就越小。在減少線(xiàn)路上的電能損耗方面，總變電所和配電所還可以采取減小與負(fù)荷中心的距離和減小供電半徑的方法來(lái)達(dá)到降低電能損耗的目的。在供電電壓的范圍內(nèi)，利用提高線(xiàn)路的電壓等級(jí)的方法也有助于減少電能的損耗。然而在提高線(xiàn)路電壓等級(jí)的情況下，電氣設(shè)備也需要提高絕緣性能，這樣就提高了投資成本。所以，這種方法需要在經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比較為合理的情況下才能實(shí)施。

一般情況下，輸電網(wǎng)的總干線(xiàn)使用的電壓等級(jí)是500kV、220kV以及330kV，相鄰電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)大多也是采用這樣的電壓等級(jí)；二級(jí)輸電網(wǎng)采用的電壓等級(jí)通常為220kV和110kV；城鄉(xiāng)配電網(wǎng)和大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)中的電壓等級(jí)一般采用35kV。較低一級(jí)比較常用的高壓配電電壓為10kV，但是如果負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)占有很大的比重時(shí)，采用6kV的配電方案是比較經(jīng)濟(jì)合理的。另外，各級(jí)電壓等級(jí)和相對(duì)應(yīng)線(xiàn)路輸送能力之間的關(guān)系也是在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)總體方案中確定電壓等級(jí)需要考慮的因素。

3 電力工程供配電設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)措施

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(huà)題，而供電系統(tǒng)或用電設(shè)備，都存在著巨大潛力。為實(shí)現(xiàn)“節(jié)電能、降電耗”的目的，電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)正確設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，精心考慮，反復(fù)衡量，選用節(jié)能型電氣產(chǎn)品等，設(shè)計(jì)行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而達(dá)到真正節(jié)約電能的目的。

1、變壓器的合理選用

電力工程中，變壓器的是必不可少的電壓變化設(shè)備，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，最常用常見(jiàn)電壓等級(jí)的變壓器有35kv和10kv的。根據(jù)有效統(tǒng)計(jì)，如今電網(wǎng)運(yùn)行的35kv和10kv級(jí)的變壓器大概有10億kv以上。因?yàn)槭褂昧枯^大，運(yùn)行時(shí)間也比較長(zhǎng)，使用合適的變壓器能有效的節(jié)約能源，尤其是覆蓋面積較廣的35kv和10kv級(jí)的變壓器。選擇高校節(jié)能的產(chǎn)品，不僅可以降低電力的成本，還可以有效的節(jié)約能源及改善企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，在電力工程應(yīng)用中，應(yīng)該選用低損耗節(jié)能變壓器，比如，s系列的。對(duì)于一些消防要求高的場(chǎng)地，比較合適用低損耗節(jié)能型干式電力的變壓器；然而對(duì)于波動(dòng)較大的電網(wǎng)電壓，比較適合用于載調(diào)壓電力變壓器，有利于改善電能的質(zhì)量。

2、照明設(shè)計(jì)方面的節(jié)能措施

照明節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)提倡綠色照明。綠色照明并不只是照明節(jié)能，而是在有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量，保護(hù)身心健康的基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。因此，照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低作業(yè)面視覺(jué)要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度的利用光能。通常照明的節(jié)能措施有以下幾種：

（1）充分利用自然光，這是照明節(jié)能的重要途徑之一。在設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專(zhuān)業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光，使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合，從而大大節(jié)約人工照明電能。

（2）《照明設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的，也不宜隨便提高。要有效地控制單位面積燈具安裝功率， 在滿(mǎn)足照明質(zhì)量的前提下一般房間（場(chǎng)所） 應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8 管） 及緊湊型熒光燈；高大車(chē)間、廠(chǎng)房及室外照明等宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

（3）推廣使用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟撸o湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。

（4）改進(jìn)燈具控制方式， 采用各種節(jié)能型開(kāi)關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈或適當(dāng)增加照明開(kāi)關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開(kāi)關(guān)；高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開(kāi)關(guān)；公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開(kāi)關(guān)；走道、樓梯人員短暫停留的公共場(chǎng)所可采用節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)。

3、合理啟動(dòng)和控制電機(jī)

電機(jī)啟動(dòng)和控制的合理性也是電氣節(jié)能的一項(xiàng)重要內(nèi)容。如在啟動(dòng)環(huán)節(jié)，過(guò)去一般降壓起動(dòng)一般采用星三角起動(dòng)或帶自耦變壓器起動(dòng)方式，隨著技術(shù)發(fā)展軟啟動(dòng)方式應(yīng)用日益廣泛。但筆者認(rèn)為，起動(dòng)方式的選擇仍然要有一定原則，如一般建筑內(nèi)的非重要的水泵、風(fēng)機(jī)可以直接起動(dòng)的仍然采用直接起動(dòng)方式，需降壓起動(dòng)的也可采用傳統(tǒng)的起動(dòng)方式，只有較重要且確需降壓起動(dòng)的可采用軟啟動(dòng)。對(duì)于控制而言，象變頻控制等技術(shù)也針對(duì)不同性質(zhì)的電機(jī)區(qū)別應(yīng)用。這些可以使建筑內(nèi)各種電機(jī)的效率得以提高，運(yùn)行成本得到進(jìn)一步控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能是一項(xiàng)涉及全社會(huì)的工作，電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能等方面進(jìn)行綜合考慮。選擇合理的設(shè)計(jì)方案， 盡可能有效地減小電能損耗，提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)提高電能的利用率、節(jié)約電能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)具有重要的意義。

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