低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中節(jié)電效果應(yīng)用

高銀星 王寧博

摘 要：節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)代的一個(gè)時(shí)尚理念，涉及到生活的方方面面，已經(jīng)滲透到各個(gè)行業(yè)中。在電能消耗量日漸激增的態(tài)勢之下，由于電能的消耗要以大量的能源燃料作為基礎(chǔ)，為了推動(dòng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我國日益關(guān)注電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尤其是低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)電效果的運(yùn)用。通過技術(shù)改造可以提升電能的利用率，減少能源的耗費(fèi)現(xiàn)象，滿足社會(huì)發(fā)展的需求。本文遵循國家的節(jié)能原則，對(duì)低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中節(jié)電效果應(yīng)用意義、節(jié)點(diǎn)方法、智能節(jié)電器在低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：低壓；供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；節(jié)電效果

1 低壓供、配電設(shè)計(jì)中節(jié)電效果的應(yīng)用意義

電力資源是現(xiàn)代社會(huì)中必不可少的重要資源，涉及到我們生活的各個(gè)環(huán)節(jié)，如果沒有電力資源支持，人民的生活質(zhì)量將無法想象。在低壓供、配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)電效果，能夠節(jié)約我們的日常生活用電量，大大地提高用電的效率。我們要明晰節(jié)電效果的發(fā)展演變趨勢，我國在借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)的前提下，節(jié)電效果不斷更新?lián)Q代，由第一代的電容器無功補(bǔ)償、第二代的晶閘管斬波技術(shù)、第三代的變頻技術(shù)、第四代的抑制浪涌技術(shù)以及第五代的電磁平衡調(diào)控技術(shù)。現(xiàn)代采用的第五代電磁平衡調(diào)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)智能控制電路相融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電器設(shè)備變化情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)電源與輸出功率的精準(zhǔn)匹配，極大地減少了線路上的無謂電力損耗，增加了線路容量，使電壓得以平衡，提升了節(jié)電效率。節(jié)約了國家資源，是節(jié)能減排理念在電力企業(yè)的重要體現(xiàn)，也很好地體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2 低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)電方法

2.1 降低線路的電力損耗

在現(xiàn)代高層建筑日益增多的形勢下，變配電室應(yīng)當(dāng)與電氣豎井相靠近，以便于減少電纜線路的纏繞長度，增加線路的穩(wěn)定性。對(duì)于建筑面積較大高層建筑的情況，則還需要在中間地段設(shè)計(jì)電氣豎井，以最大程度上減少線路的無謂損耗。在具體施工的過程中，要減少配電箱和低壓柜中的同頭線或彎線，要采用直線出線的方式，以盡量縮短線路長度。并將變配電所靠近負(fù)荷中心位置，大約在負(fù)荷中心的直徑400m范疇之內(nèi)。另外，對(duì)于較長線路的鋪設(shè)施工，還要盡量增加導(dǎo)線的截面積，這樣可以有效地節(jié)約電能，在增加導(dǎo)線截面積的施工過程中，必然增加投資成本，然而這個(gè)成本投入通常會(huì)在短短的幾年就回收，通過對(duì)比分析，可知，增大導(dǎo)線的截面積的鋪設(shè)方法相對(duì)實(shí)際有效，可以較好地節(jié)約大量的電能。

2.2 提升功率因數(shù)

在低壓供、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，功率因數(shù)的大幅度提升可以較好地實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，降低無功功率，更好地實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約使用。由于低壓供、配電系統(tǒng)之中，無功功率會(huì)引發(fā)電壓不穩(wěn)定的狀態(tài)，并限制供電容量、增加線路的損耗量，因而通過提升功率因數(shù)，就可以較好地避免這一問題。在低壓供配電系統(tǒng)之中，電動(dòng)機(jī)、變壓器等電感設(shè)備可以產(chǎn)生無功功率，較好地節(jié)約電能。為此，可以在供配電系統(tǒng)之中安裝電容箱裝置，在電容箱裝置的設(shè)計(jì)之下，用超前無功電流實(shí)現(xiàn)對(duì)滯后無功電流的補(bǔ)償，以減少供配電系統(tǒng)整體的無功電流，提升功率因數(shù)。在這種設(shè)計(jì)之下，可以使功率因數(shù)提升20%，并使線路損耗降低40%，由此可見，安裝電容箱裝置對(duì)于降低電能損耗的重大意義和功效。另外，在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用之中，還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況，確定適宜的功率因數(shù)。

2.3 平衡三相負(fù)荷

低壓供、配電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中容易被單相高次諧波所干擾，引發(fā)低壓供、配電系統(tǒng)的三相負(fù)荷不均衡，在較長時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)之下，會(huì)導(dǎo)致低壓供、配電系統(tǒng)的異常故障，不利于低壓供、配電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。這種不良的狀況具體表現(xiàn)為：①電機(jī)、變壓器等電感設(shè)備受損，安全性下降。②零線、相線的線路損耗現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重；③照明設(shè)備受到干擾和影響，降低其使用壽命；④通信狀況不通暢等等。針對(duì)上述三相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)，要采用及時(shí)調(diào)節(jié)的方式，使變壓器的出口電流穩(wěn)定在10%之內(nèi)、支線電流穩(wěn)定在20%之內(nèi)。

3 智能節(jié)電器在低壓供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 智能節(jié)電器的構(gòu)成類型

智能節(jié)電器運(yùn)用先進(jìn)的、核心的電磁平衡原理，在分相采樣和分相穩(wěn)壓調(diào)壓的方式之下，平衡和穩(wěn)定三相輸出的電壓和電流，并對(duì)過剩電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便較好地抑制諧波和過濾電涌及瞬流。智能節(jié)電器的分類主要包括有適用于電力系統(tǒng)配電及末端設(shè)備的電力型智能節(jié)電器、適用于照明系統(tǒng)配電的智能節(jié)電器、適用于電力與照明混合系統(tǒng)配電的智能節(jié)電器。

3.2 智能節(jié)電器的基本原理及功能

在電網(wǎng)供電的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生不同的負(fù)荷變化，這就使電動(dòng)機(jī)的磁通密度升高，電動(dòng)機(jī)自身的溫度上升條件下產(chǎn)生損耗，會(huì)減少其使用壽命。而智能節(jié)電器的使用，則可以極為有效地調(diào)節(jié)電壓，使輸出電壓保持恒定狀態(tài)，從而減少電能損耗。智能節(jié)電器的應(yīng)用功能，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：①調(diào)整電壓幅值。為了使電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，在電壓處于波動(dòng)狀態(tài)之時(shí)，可以采用電磁平衡原理，使偏高的電壓值調(diào)整到額定的電壓范疇之內(nèi)，以節(jié)約電能；②抑制瞬變電涌。智能節(jié)電器可以通過抑制瞬變電涌的方式，延長電感設(shè)備的使用壽命，由于瞬變、電涌均是一種瞬時(shí)態(tài)的畸變狀態(tài)，并表現(xiàn)為超調(diào)壓、高頻次的浪涌和諧波形式，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損害，使耗電量增加。而在系統(tǒng)之中應(yīng)用智能節(jié)電器，則可以較好地?cái)r截瞬變干擾的來路，并切斷內(nèi)部配電系統(tǒng)瞬變產(chǎn)生的回路，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成倍地延長設(shè)備的使用壽命；③降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流。智能節(jié)電器可以抑制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)控輸出功率，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配，使電動(dòng)機(jī)在最佳的負(fù)載率下穩(wěn)定運(yùn)行；④抑制諧波。為了改善功率因數(shù)，智能節(jié)電器還可以極其有效地抑制低壓電器設(shè)備的諧波電流，阻止諧波對(duì)供電系統(tǒng)的循環(huán)和疊加干擾，減少多余的有功輸出，凈化電網(wǎng)，提升供電質(zhì)量。

3.3 智能節(jié)電器在低壓供、配電系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

應(yīng)用：①在變壓器低壓側(cè)總開關(guān)安裝智能節(jié)電器，使之替代傳統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償及消除諧波裝置，并且要注意不可同時(shí)安裝這兩種裝置，但是，這種方法應(yīng)用還較少，通常還是采用安裝傳統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償及消諧裝置的方式；②在單回路放射式的電力配電干線的末端配電箱總開關(guān)后，安裝智能節(jié)電器，成為電力干線的節(jié)電應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制保護(hù)和節(jié)電的目的；③將智能節(jié)電器安裝于單回路放射式的照明配電干線末端的配電箱總開關(guān)后，成為照明干線的節(jié)電應(yīng)用。

4 結(jié)束語

電力行業(yè)是我國發(fā)展迅速的支柱性行業(yè)，在對(duì)低壓供、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，為了提供系統(tǒng)的供電質(zhì)量，節(jié)約能源的無謂損耗，可以采用節(jié)電效果和設(shè)備，根據(jù)配電系統(tǒng)的負(fù)荷性質(zhì)和類型，選用適宜的低壓供、配電節(jié)電效果，并逐漸向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。然而，當(dāng)前的節(jié)電效果的應(yīng)用還并不廣泛和成熟，還存在著很多不足，有待進(jìn)一步完善和提升。

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作者簡介：

高銀星（1984年9月生）女，河南登封人、助理工程師，本科、研究方向：輸配電及用電工程。

王寧博（1991年1月生）男，河南登封人、助理工程師，本科、研究方向：輸配電及用電工程。