供配電設計中節能技術的方法和應用

施逢源　郭建慧

隨著經濟的發展和科技的進步，能源的消耗在世界范圍內持續增長，能源問題日益突出，并已成為全球共同關注的問題。據資料顯。示：我國電網產生的總損耗占發電量的5.32%，在這樣的形勢和背景下，節能作為我國可持續發展的一項長遠發展戰略和基本國策被提到重要的位置上。供配電設計應該充分認識到節能的重要性，并在供配電設計中，從全局的角度出發，通過節能方法和措施的合理運用，達到節能降耗的目的。

供配電設計中節能技術的重要性

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

供配電設計中節能技術，在節能工作中發揮重要作用，它重視優化產業結構，大力開發以水電為主的可再生能源，調整和優化能源產業結構，提高能源轉換和利用效率，以最少的資源消耗獲得最大的經濟和社會收益：建立節約型電力生產供應體系，把資源節約與效益目標相結合，不斷加大基礎性管理和設備治理力度：加強電力消費管理，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。

供配電系統節能設計方法

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，進而使輸送距離也會更遠。如果電壓大小相同，輸送的距離越遠，其輸送容量就會更小。所以，供配電系統設計以及供電電壓選由負荷容量大小、輸電距離以及用電設備等因數共同確定。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，選用高等級的供電電壓最終可以實現節能，不過前期的資金投入量相對較大，因此，對設計方案要進行反復的比較與分析，從中選擇更經濟的一種。

重視供電線路設計。一般情況下，供電線路的選擇，導線電纜截面加大，盡管最終能夠達到節能目的，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備的正常運行，同時使用周期也會大大縮短，給電力企業帶來巨大的經濟損失。但是，結合相關公式可得出：為進一步降低電阻值，首先要降低輸電線路的電阻值。若輸電線路較遠，在滿足載流量以及熱穩定性的基礎上，要盡可能選用截面較大的電纜。然而，對于計費相同的負荷，如：空調、照明、電熱水器等，都是通過使用一條干線進行供電。若處在不使用空調的季節中，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。

供配電節能設計措施

科學選擇變壓器。變壓器是電壓變換設備，廣泛應用于電力系統，特別是10kV和35kV電壓等級的變壓器，在電力系統和配電系統中使用普遍，數量較大。據統計，目前在電網上運行的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能潛力，特別是量大面廣的10kV和35kV級變壓器。選擇高效節能產品，不但對節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，是用電企業改善經濟效益的重要途徑。在供配電設計中應選擇高效節能變壓器，從而有效減少電力運行費用，實現良好的經濟效益。

合理選擇電動機。在供配電設計中，電動機的選擇經應根據負荷運行不低于額定容量的40%，變壓器負荷率宜在75—85%，不低于60%。減少電動機能量損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。異步電動機在空載或輕載運行時，功率因數很低，空載時功率因數低于0.4，輕載時約為0.6左右；負荷在70%以上至滿載時功率因數較高，約為0.85左右。所以，設計時如能正確的選擇電動機的容量，使之盡可能地滿負荷運行，將會大大提高自然功率因數。特別是當電動機處在空載運行狀態時，或者是選用的為異步電動機，電動機的功率因數會非常低，例如：在空載時，功率因數在0.2—0.3范圍內：而當處在滿載情況時，功率因數則較高，可達到0.85—0.89范圍。因此，在供配電系統設計過程中，對于異步電動機的容量要合理進行選擇，要求容量不能選擇過大，使之能夠達到滿負荷運行即可。

提高功率因數，實施照明節能。如果將配電系統功率因數予以提高，那么能夠大大降低輸電線路上的無功損耗，最終達到節能目的。在電網系統中，電流在流經高壓與低壓線路后，最終傳送到供電設備的末端，這樣一來，進一步增大了輸電線路上的功率損耗。但是，這些損耗經過采取一定補償措施后，是完全能夠避免的。通常主要采取以下兩種對策：一方面，降低設備的無功功率損耗，提升用電設備功率因數。因此在設計過程中，最好選擇功率因數較高的設備。另一方面，采用靜電電容器。在使用電容器之后，能夠產生無功電流，這樣一來，可抵消設備滯后的無功電流，從而提高設備的功率因數。

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

在供配電設計中，應將節能技術的方法和措施加以科學合理的應用，這樣才能有效的降低電能的損耗，保證供配電系統有效的運行。在具體的系統設計過程中，應注意各種新的節能技術和產品的應用，在有限的投資下達到優化的節能目的，這對我國構建和諧、節能型社會有著非常重要的現實意義。