電力工程供配電設計節能技術研究

楊國嶺+郭仲愷

摘 要：近年來，為提高我國發電能力，減少對已有資源的過度開采和使用，就要不斷的開發新能源，采用新技術。在供配電節能設計中，減少能源的浪費和過度使用，對經濟的可持續發展意義重大。為此，本文主要對電力工程供配電設計的重要性、總體規劃及節能措施進行了分析與探究。

關鍵詞：電力工程；供配電設計；節能技術

1 電力節能設計的重要性

1、電力節能設計有助于優化電網結構。加強節能技術在供配電設計中的應用，大力推行電力系統的節能措施，有助于提高電網的運行速度，優化電網結構，保證電力系統的安全運行和健康發展。

2、電力節能設計能夠促進企業結構優化?？茖W合理的電力節能設計能夠促使新能源的開發和利用，不但節約了現有資源，還進一步的促進企業結構優化。電力行業的不斷發展，電力節能成為電力系統發展的必然選擇，大力推行、實施電力節能，優化電力行業的產業結構，為電力行業的穩定健康發展起到了決定性的作用。

3、電力節能設計能夠控制購電成本的增加。新能源的利用，使電價的成本投入過高，由于發電能源不同，企業間也存在著較大的利益差距。為了解決這一問題，很多大型大力企業開始實施電力節能技術，科學合理的電力節能設計有利于提高電能的利用率，降低電價的投入成本，增強企業的競爭力。

2 供配電系統總體規劃

在設計供配電系統的總體方案時，應綜合考慮多種因素，主要有負荷性質、用電設備特性、用電容量、供電距離以及負荷分布等因素，然后選擇合理的電壓等級，進而設計出科學合理的配供電系統方案。在節約電能和投資成本方面，可以采用簡化接線和減少配變電級數的方法實現。在確定變壓器的臺數和容量時，需要考慮到經濟運行和負荷特點的實際情況，對于那些受晝夜和季節性影響較大的負荷，在確定變壓器的容量時，需要將負荷計算出來并考慮經濟和技術因素。

通常，供電電壓值和線路電流值成反比，即線路的電流越小，供電電壓越高。線路上的電流越小，線路上電能的耗損量就越小。在減少線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荷中心的距離和減小供電半徑的方法來達到降低電能損耗的目的。在供電電壓的范圍內，利用提高線路的電壓等級的方法也有助于減少電能的損耗。然而在提高線路電壓等級的情況下，電氣設備也需要提高絕緣性能，這樣就提高了投資成本。所以，這種方法需要在經濟技術對比較為合理的情況下才能實施。

一般情況下，輸電網的總干線使用的電壓等級是500kV、220kV以及330kV，相鄰電網之間的聯絡線大多也是采用這樣的電壓等級；二級輸電網采用的電壓等級通常為220kV和110kV；城鄉配電網和大型工業企業內部電網中的電壓等級一般采用35kV。較低一級比較常用的高壓配電電壓為10kV，但是如果負荷中高壓電動機占有很大的比重時，采用6kV的配電方案是比較經濟合理的。另外，各級電壓等級和相對應線路輸送能力之間的關系也是在設計供配電系統總體方案中確定電壓等級需要考慮的因素。

3 電力工程供配電設計節能技術措施

節能已成為現今各個行業領域關注的重要話題，而供電系統或用電設備，都存在著巨大潛力。為實現“節電能、降電耗”的目的，電氣設計中應正確設計供配電系統，精心考慮，反復衡量，選用節能型電氣產品等，設計行之有效而又切實可行的節能措施，實現供配電系統及用電設備的經濟運行，從而達到真正節約電能的目的。

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備，在電力系統中得到廣泛應用，最常用常見電壓等級的變壓器有35kv和10kv的。根據有效統計，如今電網運行的35kv和10kv級的變壓器大概有10億kv以上。因為使用量較大，運行時間也比較長，使用合適的變壓器能有效的節約能源，尤其是覆蓋面積較廣的35kv和10kv級的變壓器。選擇高校節能的產品，不僅可以降低電力的成本，還可以有效的節約能源及改善企業的經濟效益。所以，在電力工程應用中，應該選用低損耗節能變壓器，比如，s系列的。對于一些消防要求高的場地，比較合適用低損耗節能型干式電力的變壓器；然而對于波動較大的電網電壓，比較適合用于載調壓電力變壓器，有利于改善電能的質量。

2、照明設計方面的節能措施

照明節能設計應提倡綠色照明。綠色照明并不只是照明節能，而是在有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量，保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。因此，照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度的利用光能。通常照明的節能措施有以下幾種：

（1）充分利用自然光，這是照明節能的重要途徑之一。在設計中，電氣設計人員應多與建筑專業配合，做到充分合理地利用自然光，使之與室內人工照明有機地結合，從而大大節約人工照明電能。

（2）《照明設計規范》規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等。照度標準是不可隨意降低的，也不宜隨便提高。要有效地控制單位面積燈具安裝功率， 在滿足照明質量的前提下一般房間（場所） 應優先采用高效發光的熒光燈（如T5、T8 管） 及緊湊型熒光燈；高大車間、廠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、性能優的光源用電附件，如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等，公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具，緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器，氣體放電燈宜采用電子觸發器。

（4）改進燈具控制方式， 采用各種節能型開關或裝置也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可采取分區控制燈或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關；高級客房采用節電鑰匙開關；公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關；走道、樓梯人員短暫停留的公共場所可采用節能自熄開關。

3、合理啟動和控制電機

電機啟動和控制的合理性也是電氣節能的一項重要內容。如在啟動環節，過去一般降壓起動一般采用星三角起動或帶自耦變壓器起動方式，隨著技術發展軟啟動方式應用日益廣泛。但筆者認為，起動方式的選擇仍然要有一定原則，如一般建筑內的非重要的水泵、風機可以直接起動的仍然采用直接起動方式，需降壓起動的也可采用傳統的起動方式，只有較重要且確需降壓起動的可采用軟啟動。對于控制而言，象變頻控制等技術也針對不同性質的電機區別應用。這些可以使建筑內各種電機的效率得以提高，運行成本得到進一步控制。

4 結束語

綜上所述，節能是一項涉及全社會的工作，電氣設計人員在設計中應從安全性、可靠性、經濟性及節能等方面進行綜合考慮。選擇合理的設計方案， 盡可能有效地減小電能損耗，提高供配電系統運行的經濟性，對提高電能的利用率、節約電能、促進經濟可持續發展和建設節約型社會具有重要的意義。

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