供配電設計中的節能方法和措施研究

摘要：電力行業發展迅速，配電系統所需求的資源也越來越多，消耗的電力能源問題需要解決，為有效降低配電設計過程中能源的損耗，保證能源的可持續利用，應加強配電設計系統中節能技術的應用，保證電力行業可持續快速發展。能源保護對國民生產起著重要作用，只有在配電設計系統中改善節能系統的設計，才能保證節能系統能長久應用在配電設計過程。

關鍵詞：電力行業；配電設計；節能系統；電力資源；能源損耗 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM92 文章編號：1009-2374（2015）05-0035-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0350

如何在配電設計過程實現節能，電氣設計研究人員應該充分認識到在配電設計中節能環節的體現，在配電系統中實現節能設計，能優化配電系統的結構，因此節能系統要與電網發展的前景和趨勢綜合考慮進行設計，通過有效的節能設計和措施，實現配電設計中節能的目的。

1 供配電線路的設計

配電線路的組成結構主要有電纜電線和架空線路兩種結構，在供電配電設計過程中，線路實現電能傳輸的電線主要是金屬導線，但是導線在傳輸電能的過程中會在線路上出現功率的消耗，與功率消耗相關聯的是線路中的電壓和電阻以及電路的功率因數。根據功率消耗公式關系得出，電路負荷功率總數不變時，線路消耗的功率與電路電壓、功率因素呈反比關系，與電阻是正比關系。經過公式內各因素的關系對比顯示，電路設計中可以運用減少電阻的方法降低電路的消耗，而電阻和電路導線的長度、橫截面積、電阻量有關，為了達到降低電阻的目的，實現在供配電設計加入節能設計，可利用以下方式降低導線電阻：

1.1 減少電路導線的長度

在供配電裝置設計的允許下，盡可能降低導線之間的距離，考慮將變電站安置在線路連接的中心位置，盡量使線路以直線方式拉伸連接，并在低壓配電的過程中選擇使用無需回路的裝置的方式，減少電路導線的長度，提高節能的效率。

1.2 加大電路導線的橫截面積

在必須使用很長導線連接的電線上，并具備熱量穩定、電流負荷量也較為穩定、電壓減少的前提條件，增加電路導線的橫截面積，從而達到節能的效果。

1.3 降低導線電阻

應選擇電阻數較低的導線來降低導線的電阻，如銅芯導線，從而實現節能的目的。

2 照明燈的節能設計

照明燈使用的總電量是供配電系統主要的耗電系統之一，也是人們生活過程中必須使用的照明工具，提供了極大的便利。因此在電力系統節能設計中，照明燈節能設計是必不可少：（1）在供配電設計過程中，設計人員應對照明用電量進行詳細的分析和計算，根據國家對照明燈使用的規范要求，結合照明燈照明所需的功率和光亮度數，經過核算后設計出能達到節能目的的照明燈系統；（2）照明燈設計系統中需要將分配載重，分配的原則遵照三相載重進行，在分配的過程中需要避免電線在電能傳輸過程中的增加電能損耗或者出現變壓系統增加的情況，需將三相載重進行均勻的分配；（3）照明燈的節能設計在選擇燈具時，應集合光源綜合考慮加以使用，如T5熒光燈與普通白熾燈的消耗電能的結果對比，節能效果明顯優于白熾燈，且經實驗證明緊湊型熒光燈燈具比普通白熾燈燈具的使用時間更長，其中高壓鈉燈的節能效果是所有照明燈具中最好的，因此設計過程應根據不同場合的需要進行合理分配，室外活動盡量選擇高壓鈉燈，因此在設計節能照明燈時應結合以上三個特點，盡量選擇合適的材料和系統設計出最具節能效果的照明燈。

3 電氣設備的正確選擇

正確選擇電氣設備能為供配電系統提供有效的節能設備，是供配電設計過程中的主要步驟，并為節能設計起到積極的推動力，只有選擇正確的電氣設備投入到供配電系統設計中使用，才能更好地保證電能傳輸的質量，以達到減少電能損耗的目的，選擇電氣設備主要查看兩個關鍵因素是變壓器和電動機兩個方面，變壓器能根據電能傳輸的負荷量和運輸時間進行調整，而電動機的使用則充分考慮到功率條件。具體選擇方式：

3.1 變壓器的選擇

變壓器即變壓設備是供配電系統的必要設備，變壓設備的型號選擇上應充分考慮到選用S9或者SC10等具備節能設計的變壓設備，另外也可以從電阻值大小的設備進行選擇，一般考慮電阻值比較小的變壓設備。

3.2 電動機的選擇

根據供配電系統的設計，選擇適當容量的電動機設備，同時保證供配電系統達到節能的目的。電動機的選擇設計，可以合理選擇具備高效運轉和低量消耗節能設計的電動機，并根據電量載重數量、運轉速度和啟動次數等多方面條件的考慮，從而能選擇出合適供配電系統的電動機，進一步實現供配電系統設計的節能。

4 人工無功功率補償

在進行供配電設計的過程中，為能有效地降低電路傳輸電能的功率損耗，可以通過對變壓設備和電動機的所需負載的電量進行仔細分析，選擇與供配電系統相匹配的用電設備，從而有效提高無功功率的因數，電動機和變壓設備是供配電系統中占據重要地位的用電設備，提高無功功率就容易達到節能設計的目的。人工無功功率補償也是無功功率補償裝置，來提高供配電系統的功率因數，但是無功功率大小不一致，那么可供人工無功功率補償裝置也不同，為實現更有效節能，應合理選擇適用的人工無功功率補償裝置。如：

4.1 補償方式的平衡性

根據電壓線路不同的損耗和電能的流失，要充分保證人工無功功率補償的平衡性，即高壓電容器應向高壓部分進行補償，而低壓電容器則向低壓部分補償。

4.2 電路感性負荷補償

電路感性負荷人工無功功率的補償，可選擇采用并聯電力電容設備實現。但是設計人員應注意的是，無論是采用哪一種類型的人工無功功率的補償形式，都應該以達到最大節能設計為目的。根據不同的電路電線傳輸電能的承載量和與其相關的設備條件，還可以選擇分散補償或集中補償等人工無功功率的補償形式。

5 供配電系統的總體規劃設計

除了在實際生活過程加入節能設計的方式，還需要考慮到供配電系統的總體規劃的設計方案的建立，選擇合理應用的電壓級數，來設計出最佳節能設計系統，為了解供配電系統的總體方案的設計，設計人員應對不同電壓級數及與其相對應的線路電路傳輸的能力參照，如表1所示：

表1 不同電壓級數的電路運輸能力

電壓級數（kV） 線路結構 電路運輸量（MW） 傳輸距離（km）

6 電纜電線 3 ≤2

7 架空線路 0.1～0.2 4～16

10 電纜電線 4 ≤5

9 架空線路 0.2～2.1 6～21

35 電纜電線 15 ≤19

34 架空線路 2～7 20～51

61 架空線路 4～30 29～100

110 架空線路 10～51 50～151

221 架空線路 100～301 99～300

331 架空線路 199～1000 199～600

501 架空線路 1000～1600 299～1000

6 結語

電能消耗是當下發展過程中的能源損耗較為嚴重的一項能源，無論是人類的日常生活用電還是企業發展的工程用電對電能的需求量越來越大，而電力能源在使用的過程還經常出現浪費的現象，導致能源使用面臨緊缺的狀況，針對此類的問題的產生，解決能源消耗和浪費，實現綠色節能理念，供配電設計中的節能設計是必不可少的設計趨勢，電路節能設計的應用，一定能在電能能源節約上起到良好的積極作用，優秀的節能設計方案，還能給企業帶來更大的經濟效益，同時降低了電網工程在電路傳輸過程減少電能的損耗，從而達到節能的目的，為國民經濟增長帶來了更大的效益。

參考文獻

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作者簡介：趙德均（1965-），男，浙江諸暨人，國網浙江諸暨市供電公司工程師，研究方向：電力設計。

（責任編輯：周 瓊）