供配电设计中的节能措施
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摘要：在供电配电体系策划过程中，节能方式及技术的合理使用，在很大程度上可以缓和国内资源紧急的情况，对国内国民经济的发展前进也有着极大的促进作用。本文就供电、配电、电线策划、电器的选用、无功功率的补偿及照明设备的节能等环节进行分析，并提出了几种有效的节能技术，以便为供电、配电的节能作参考。
中图分类号：TE08文献标识码： A
引言
我国电能资源相对比较紧张，能源消耗量偏高，加之严重的浪费现象，节能工作显得尤为迫切。我们每一个人都应该为当前的节能工作献出一份力量，尤其是电气设计人员，更应该认识到节能工作的重要性，在供配电设计时注重节能技术、措施的创新与应用。
一、供配电系统总体规划节能措施
供配电系统的节能总体设计要充分考虑用电设备特点、负荷容量、供电分布与距离等多种因素，系统规划最好简单可靠，便于操作。变配电所应该尽可能地接近负荷中心，这样能够在一定程度上减小配电的半径，降低线路电能损耗。合理确定变压器的台数及容量，使其适应因季节性带来的负荷变化，能快速切换变压器，降低因轻载带来的电能浪费。
（一）降低配电线路损耗
导线的选择不仅涉及供配电系统的经济、安全运行，还关系着电能损耗问题，它是供配电系统中功率传输的主要载体。影响线路损耗的因素主要是传输系统电流与阻抗的大小，因此降低供配电线路损耗可以从这两方面考虑。主要措施有：根据实际用电负荷的大小选择合适的导线截面与形式，如用电缆替代架空线路来降低传输线路阻抗；传输有功功率不变的情况下，可通过提高传输线路电压等级、提高传输系统功率因数等方式来减少传输线路电流，缩小线路损耗；合理设置配电箱和配电所等设备，在可能的情况下尽量将其靠近用电负荷中心；在满足施工技术要求的基础上尽量减少线路敷设长度。此外，需要注意的是，由于不同材料的导线经济、资源、输电要求等都不一样，因此在选择线路的时候一定要综合考虑供电系统中长期运行的经济效益、供电质量安全等因素，根据具体工程实际需要来确定最优的导线形式及截面。
（二）合理选择供电电压等级
正常情况下，输送容量的大小和距离的远近都同输电线路的电压等级正相关。一般情况下，输电线路的电压越高，可输送的容量越大，输送的距离也越远。在相同电压下，要输送较远的距离，则输送的容量就小，要输送较大的容量，则输送的距离就短。在同样的电压下，输送距离较远时，输送的容量就比较小，输送距离较大时，输送的容量就比较大。供电电压等级的选择与供配电系统的设计要充分考虑用电设备、供电距离和负荷容量等因素。供电电压越高，则线路电流越小，线路上损耗的电能也就越少。
二、变配电设计节能技术与措施
（一）低压电器节能措施
通常，每只低压电器所消耗的电能并不大，但是低压电器使用量比较大，并且应用范围广，是一种典型的量大面广的基础元件，它的总消耗电能数字比较大。所以，供配电设计中采用有效、可靠、新型节能低压电器也是极其重要的一个环节。如选用JR20（JR36）系列、T系列热继电器取代JR16系列热继电器;用RT20系列，(NT型)系列熔断器取代RT10系列熔断器等。此外，还可以应用交流接触器的节能技术，其原理是将接触器电磁操作线圈由交流改为直流，这样就可以避免短路环与铁芯中的损耗功率，提高节能效果，还可以同时降低线圈噪声与温升。
（二）电动机节能技术措施
提高电动机的工作效率是降低电动机能量损耗的主要方法，所以在供配电设计时要合理选择电动机的容量，切忌容量过大，而应该保证其满负荷运行。并尽量以高效能的节能型电动机来替代高耗能的老式电动机。恒负载连续运行，功率在250KW及以上，宜采用同步电动机；功率在200KW及以上则宜采用高压电动机。一般不选择直流电动机，除特殊情况要求。在实际的工程设计中，电动机的节能技术措施只能贯彻在运行过程中，因为其多数都是由专业设备配套而来，并且是经设备制造商同意供应的。所以通常采取的措施是利用变频调控电动机，当负载率出现变化时使其自动调节转速，进而提高电动机轻载效率，节约电能。
（三）变压器节能技术措施
变压器广泛应用于电力系统中，它是一种电压变化设备。在变压器的选择过程中，要依据计算负荷、负荷性质和生产班次，全面分析经济投入和运行维护费用，合理选择其容量与电力符合相适应的变压器，以有效降低电能损耗。最好选择S9 、S11、SG（B）10 、SC(B)10等节能型变压器。因为这些变压器选用的是优质硅钢片，并对铁芯和绝缘结构进行了改进，可以在某种程度上减少电流密度，降低空载和负载损耗。另外，变压器线损取决于变压器绕组电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比，所以还应该尽量选择阻值较小的绕组，如选用电阻率更低的无氧铜线，并经过 一系列附加的表面处理，更光滑，无毛刺尖角，使变压器的负载损耗更低，电气性能更为可靠。选用优质层压木绝缘件，绝不开裂，即使在短路电流作用下，也纹丝不动。选用经过深层过来的变压器油，更低的含水、含气、含杂质水平，变压器工作更加可靠 。选用优质的橡胶密封材料，有效防老化，杜绝渗漏。所有原材料厂家均经过按照国家标准ISO9001的严格审查。为了改善电能质量，在电网电压波动较大的情况下，可以考虑选择有载调压电力变压器；而地下建筑、高层建筑和对消防要求比较高的单位场所，比较适合选用低损耗节能型干式电力变压器。
（四）照明节能设计
在工业单位、居民用电以及公共设施和交通道路等用电设施，照明设备在供电配电体系的用电量很大，照明设备的节能设置是设计工作者不能忽略的一个重点。在策划照明设备时，能够充分的使用自然光，进行合理的计算分配，对照明设备、电源还有照明设备的开关方式适宜的开展选择。
在照明电量计算上，要根据现在使用的照明策划规范，对照明亮度、功率数开展计算，同时进行审核。在使用低电压配电体系里留存的很多的单相载重，对此，在策划中分派载荷时，要按照三相载荷进行分派，防止因为三相载荷分派不匀称而导致三相不对称增加变压设备及电线的消耗。
在节能效果方面，照明灯具和电光源的选择尤为重要。随着科技的发展进步，照明灯具和电光源不断向节能高效力方向发展，其节能效果十分显著。与普通白炽灯对比，T8型荧光灯的节能可达10%,TS型荧光灯比T8型节能效果更好，紧凑荧光灯比普通灯具的使用寿命长，节能效果好;高压钠灯替代高压汞灯，可节能约37%，金卤灯替代高压汞灯，可节能约30%。
（五）人工无功功率补偿
在工业企业的供配电设计中，通过对电动机、变压器等感性负载进行一系列的选型，可以提高这些在工业、企业无功功率损耗中占较大比重的用电设备的自然功率因数。
此外，可以进行人工补偿无功功率，即采取装设无功功率补偿设备的方式进而提高功率因数。对于感性负载的人工无功功率补偿，通常采用并联电力电容器的方法。为了尽量减少线路损耗和电压损失，宜采用就地平衡补偿，即低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿，高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。可以针对补偿的具体情况，选择单独就地补偿、集中补偿及分散补偿等形式以及手动或者自动的投切方式。以节能为主进行无功自动补偿时，在调节方式的选择上，应采取无功功率参数调节的方式。
在采用并联电力电容器进行人工无功功率补偿时，因为并联电容器的容性阻抗特性、阻抗及频率成反比等特点，使得电容器容易吸收谐波电流而引起过载发热，当其容性阻抗和系统中的感性阻抗相匹配时，容易构成谐波谐振，使电容器发热造成绝缘击穿的故障增多。所以，通常在采用并联电力电容器进行人工无功功率补偿的同时，要采取相应的谐波治理措施，防止谐振造成电容器绝缘击穿故障。
结束语
节能现已成为一项全民总动员的长期、艰巨任务，电气设计人员自然也要提高认识，在供配电设计中制定合理的设计方案，有效降低电能损耗，提高供配电系统运行的经济性，身体力行促进节约型社会的建设。
参考文献：
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