淺議工廠供配電系統的節能措施

于剛

摘 要 工廠供配電系統的運行中，廣泛存在著電能浪費的問題，不僅違背了當前綠色經濟發展的要求，而且不利于工廠成本的降低和健康發展。因此，加強工廠供配電系統節能設計和措施應用，具有非常重要的現實意義。本文在簡要闡明供配電系統節能設計主要價值的基礎上，指出了工廠供配電系統節能的原則，并重點探討了具體節能措施。

關鍵詞 工廠供配電 節能價值 無功補償技術 輸電損耗

中圖分類號：TM72;TE08 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0059-02

經濟新常態下，社會經濟的升級轉型以及人們生活水平的全面提升，對整個電力系統提出了較高要求，電力使用規模不斷擴大，但也由此帶來了能源枯竭的問題。特別是工業發展領域，如何警覺高能耗問題始終是業內難題，而工廠供配電系統作為重要的電力輸出場所，如何實現節能控制，自然就成為了改革的關鍵。

1 供配電系統節能設計的價值

供配電系統直接決定著電力運輸效率，也就是說，合理優質的供配電系統能夠有效提高電力工作效率，同時能夠確保穩定優質的電力輸出。但因傳統供配電系統設計缺少節能考量，不僅對生態環境帶來了較大破壞，而且無形中加大了建設成本和資源能耗。而供配電系統節能設計已經成為當前主流，其實現不僅可以解決上述問題，而且還有著其他方面的顯著優勢。盡管我國電網設計已經相對成熟，但依然存在許多問題，特別是傳統電網的節能性還有較大提升空間，但這是一個十分龐大的系統工程，實施難度較高。當隨著我國產業結構的升級優化，電力行業要想實現快速轉型，就必須加強供配電系統的節能設計，這是確保整個行業及相關領域的健康發展的重要前提。甚至說，只有通過供配電系統的持續優化和創新發展，才能有效降低電力能耗，進而拓展工業生產主體的效益空間，釋放國民經濟發展活力[1]。

2 工廠供配電系統節能設計的基本原則

工廠配電系統節能設計高效實現的前提，是要遵循一定的原則，這不僅是提高節能實現效率的保障，而且是確保工廠效益最大化的基石，具體原則如下。

2.1 經濟性

在確保各項機制運行完備的基礎上，全面落實工廠供配電系統節能措施，最大程度地降低運作成本，提高電力使用效率，切不可一味強調節能而損害企業合法權益。

2.2 實事求是

為了實現效益最大化目標，相關主體必須結合實際，在全面分析電耗數據監控結果的基礎上，找明電耗原因，并制定有效的節能措施，逐步推進工廠供配電系統節能目標的達成。

2.3 最優化

隨著綠色經濟、節能型社會等理念的廣泛落實，在今后的工廠供配電系統設計中，節能性將成為首要原則，節能新技術也將得到全面開發與應用，如永磁接觸器、電機變頻技術等。但需要明確是，不能過于強調節能性而忽略經濟性，因為過度節能設計有可能造成電力傳輸效率下降，最終無法達到預期標紅尊，以及安全性也無法得到保證。所以，在工廠供配電系統的節能措施落實中，要堅持最優化原則，就是在綜合考量各種元素的基礎上，制定最佳的實施方案[2]。

3 工廠供配電系統節能措施分析

在明確供配電系統節能設計價值和原則的基礎上，工廠必須結合實際，在客觀審視現狀的基礎上，明確現實問題所在，并采取有效措施加以改進優化，以盡快完成供配電系統的節能運行，進一步拓展自身效益空間，以及推動整個經濟結構的轉型發展。

3.1 無功補償技術應用

目前，在工廠供配電系統的節能技術措施中，無功補償技術是應用最為廣泛的一種技術措施，該技術主要有三種方式，包括集中式、分組式、單一式。在現實應用層面，配電室高壓側或低壓側基本采用集中式來實現無功補償，補償后的功率因式可以達到政府規定的標準值，但此種方式相對單一且存在局限，就是該方式無法彌補配電線路和車間用電設備無功功率所帶來的損耗，因此在實際應用中，工廠要結合具體負荷分布，在車間配電柜處安裝無功補償器，啟動頻率較高的大型感性負載處要增設SVC補償裝置，以實現集中式、分組式、獨立式的有機結合，最大程度地減少電耗[3]。當然，合理選擇補償器也顯得至關重要，固定補償器和借助交流接觸器投切并聯電容器的方式是最為常見的，但這種方式在負荷較大的時候很容易帶來欠補償的問題，而在負荷較小時則很容易帶來過補償問題，后者無疑有著較大的危害性，不僅會造成電壓升高，對設備安全運行造成威脅，而且會提高網絡損耗，不利于實現整個供配電系統的節能。當負荷變化較為頻繁時，上述方式因自身局限及主回路熔斷器損壞風險，通常會導致補償不及時或無法補償的問題，這是需要關注和改進的關鍵問題。也就是說，在工廠供配電系統節能措施落實中，要結合實際合理應用無功補償技術，確保經濟性、節能性、安全性的統一。

3.2 降低線路輸電損耗

線路長度、運行電流直接關系到線路輸電損耗的大小，對于負荷集中的線路應采取分流的方式降低線路負荷電流，進而達到降低線路線損的目的。導線截面積大小同樣是線損的影響因素，一般為了降低線路壓強和損耗，會使用截面積較大的導線，但顯然這是在未考慮經濟性原則的基礎上提出的。另外，相關研究結果顯示，當導線截面積達到某一點時，截面積與線路壓強和線損就會呈負相關，就是前者的加大不會帶來后者明顯降低。線損不僅和線路電阻之間存在關聯，而且和線路阻抗、長度有著密切關聯，而阻抗與截面積之間不存在關聯，這就決定了單純依靠提高導線截面積來降低損耗是不合理的，必須要綜合考慮線路壓強、發熱、阻抗、電流密度等因素進行合理實施。隨著鎮流器在變頻設備、照明設備中的廣泛應用，使得供配電系統高次諧波增加，三相電流平衡性打破，同樣帶來了中性線電流的加大，而這勢必會提高線損[4]。因此，應摒除傳統線路配置模式，通過提高中性線導線截面積的方式達到降損目的。工廠生產車間的電動機等感性負載大量使用，同樣會帶來功率因素的降低，若是無功功率在局部場所無法得到有效補償，則會造成無功環流的產生，如此不僅會加大線路損耗，而且會降低供電質量，因此采取并聯電容器等措施實施補償是有效的解決措施。此外，還要對導線連接方式進行優化。在導線連結中，相關人員應盡量選取線夾連接方式，避免使用纏繞連接方式，同時要規避銅鋁接觸。盡量采用鋁銅過渡線夾，在正式裝配前，要對相關設備進行科學處置，避免發生銹蝕，而在具體安裝中則要確保連接牢固。

3.3 合理使用電氣設備與先進技術

在供配電系統節能的實現中，變壓器是最為重要的電氣設備之一，其損耗主要包括銅損和鐵損，空載時的有功損耗通常與鐵損相近，且是穩定的，負載時的有功損耗則與銅損相近，且與負荷大小呈正相關，因此在節能設計時必須結合企業負荷實際，合理控制變壓器容量，確保經濟性的基礎上進行節能，有效降低電能損耗。另外，對于普遍存在的老式變壓器，除了存在高損耗問題外，還存在較大的安全隱患，因此做好變壓器的換代升級也顯得尤為必要和重要。還有，許多陳舊設備和技術也應該及時淘汰，雖然前期投入較大，但后期收益也十分可觀，企業管理者必須樹立前瞻思維加快新技術應用，這樣不僅能夠確保電氣設備的安全高效運營，而且能夠降低用電成本，進而拓展企業效益空間。比如，可摒棄以往電熱管加熱的方式，采取電磁感應加熱鍋爐，這樣就能夠有效提高熱效率，達到降低電損耗效果。當然，電動機變頻控制技術的應用也是重要的節能路徑，同樣具有較強的應用價值。最后需要指明的是，當前企業內部大量存在的變頻設備、鎮流設備等，都會加大非線性負載，也是需要進行重點關注的，對此可采用能夠抑制高次諧波的連接組別變壓器，或采用有源濾波和無源濾波器對諧波實施抑制[5]。

3.4 普及節能照明系統

據相關統計顯示，我國照明用電總量在整個發電量中的占比非常高，這就決定了照明節能的重要性。隨著白熾燈全面退出歷史舞臺，涌現了一大批節能優質的燈具，并在日常生活工作中扮演了重要角色。因此，在工廠供配電系統節能實施中，要注重節能照明系統的普及應用。如具有高光效特點的LED燈具，可大量應用于辦公區、生產車間、宿舍等場所，其不僅損壞的特點不僅能夠降低設備更換成本，而且能夠降低企業成本和能耗。另外，高壓鈉燈等氣體放電燈同樣具有較好的節能性和光照性，可以廣泛應用于庫房、廠區照明領域。廠房要設計獨立的照明線路，采用三相四線制供電方式，將燈具均勻布置于三相，以達到提高零線界面直徑的效果。隨著智能燈具的逐步普及，工廠企業要結合實際進行局部或整體的智能化升級，按照生產車間、廠區等的實際工作時間、照度需求等實施動態調節，以實現智能化節能。

可以說，經濟新常態下，隨著我國經濟結構整體轉型的加快推進，電力消耗規模也在快速提高，電能供求上的矛盾也越來越明顯，這就要求相關領域的市場主體從自身供配電系統入手，做好節能控制。因為，供配電系統節能實現，不僅能夠降低企業運營成本，拓展效益空間，而且能夠釋放整個國家的電能壓力，維護整體效益平衡，進而推動地方經濟乃至國家經濟的可持續發展。所以，在后續發展中，工廠要與時俱進，從制度、設備、方法、環境等方面入手，積極推動供配電系統節能措施的全面落實。

參考文獻：

[1] 郭紅波.電氣工程中節能技術的應用探究[J].中國設備工程，2021（10）：216-217.

[2] 陳永紅，陳進.智能建筑的節能問題及對策研究新探[J].數字通信世界，2021（05）：244-245.

[3] 司全龍.淺述建筑電氣設計中節能技術的應用[J].江西建材，2021（04）：74，77.

[4] 王天宇.供配電系統的無功補償與節能分析[J].集成電路應用，2021，38（03）：124-125.

[5] 鄭棟梁，王學鋒，羅朝陽.供配電設計中的節能方法和措施分析[J].中國設備工程，2021（04）：154-155.