摘要：近年来，国内电力事业不断发展，电网规模扩大，社会用电需求得以有效满足。但与此同时，电网在运行过程中也存在严重的能源浪费问题，不仅加重了生态系统运行压力，也阻碍了社会经济发展。基于此，本文联系实际，从供配电设计环节入手，探讨如何通过优化供配电设计提高电网运行的节能性，提高电力运行效率，以供参考。
关键词：供配电设计；节能技术；措施
为了能在满足电力供应需求的情况下实现能源资源节约，就需在供配电的设计上多加研究与探索【1】。然当前，供配电设计中普遍存在一些不足之处，导致电能利用率不高。下面联系实际，首先就供配电设计中存在的几点问题做简要分析。
1、供配电设计中的问题分析
1.1配网接线设计问题
当前，国内10kV配电网连接方式多为单辐射，这种连接方式虽能一定程度上满足电能运输、分配等需求，但也存在一定弊端，如配电负荷率与线路负载率容易不匹配，线路负荷率不均衡等，部分线路负荷率较低，部分线路负荷率较高，这些问题会直接导致电能损耗量增加，线路运行成本增高【2】。
1.2供配电线路设计问题
在供配电设计中，若线路设计不科学、不合理，将直接导致供电、配电的节能性降低，导致电能损耗量增加。这是因为，在电流输送、分配过程中，线路电阻是导致功率消耗增加的主要原因，若电流吞吐量恒定，则线路中电阻越大，电流损耗量也越大。针对这一问题，必须在线路设计过程中采取相应节能措施，如通过采用季节性负载线的方法减少电阻与布线，从而在满足输送分配的情况下降低电能损耗率，实现节能环保目标。
1.3供配电电器选用问题
在电网中，电能表、断路器等一些重要电气设备也是影响电能损耗率的重要因素。如在建筑用电负荷较高，而断路器容量与实际负荷不相符，则会出现断路器频繁跳闸现象，不仅给电力用户的正常用电带来影响，也会带来高耗能问题。
另外，当前一些配电系统中仍旧使用老用设备，这些设备节能性较低，运行过程中会产生较大能源损耗；且部分设备年久失修、绝缘层绝缘功能失效，在运行过程中还会出现设备烧毁等问题，设备的损坏会更进一步加重能源损耗程度，更会给人们的生命财产安全带来巨大威胁【3】。
2、供配电设计中节能技术探析
在当前背景下，于供配电设计中应用相关节能术具有重要意义，如科学合理利用相关节能技术，能在满足用户用电需求的同时降低能源损耗率，提高电能利用率，从而实现能源资源、生态环境与社会经济的协同、可持续发展。下面就具体的节能技术做详细分析。
2.1线路的合理设计
分析以往经验发现，若电缆横截面过小，不仅会导致电缆易受损，使用年限减少，也会造成严重的能源损耗与经济损失。基于此，在进行供配电线路设计时，设计人员可结合实际情况，适当增加电缆横截面面积，以减少线路损耗。另外，线路运行中，实际的耗能量还与电阻有关，而电阻大小又与电线的材质有关，因此在设计时可通过更换电线材料，如更换为铜质电线的方式有效降低电阻率，进而达到节能降耗的目的。最后，在供配电网中，架空线、电缆线等通常都是金属材质，这类材质的导线存有一定的电阻，因而也无法避免的存在电能损耗情况，使得传输功率受到影响。鉴于此，在进行供配电设计时，设计人员可通过增加功率因数、降低电阻等方法来降低电压水平，提升电能资源利用率。经研究发现，功率因数、功率损耗量以及电压平方之间存在一定的比例关系，当传输线负载功率恒定时，电压平方增大，则功率损耗量减少；但在传输线负载功率恒定的情况下，电压平方增大，功率损耗量却也相应增加。因此，在线路设计中，可通过降低线路电阻、增加功率因数等方法达到降低电压水平与线路损耗的目的。具体如，将输电线路尽量设计成直线，在线路布置中，尽可能减少使用导线，变电所的位置也应尽可能设立在线路供电区域的中心位置，通过这样的设计减少供电半径，降低电能损耗率【4】。
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2.2供电电压等级的科学选取
一般情况下，输电线路的可输送容量与电压以及输电距离之间存在密切联系，在电压一定的情况下，输电距离越短，可输送电容量越大，输电距离越长，可输送电容量越小；此外，电压也会对输电距离产生影响，如电压越高，输送距离越远。因此，在进行供配电设计时，设计人员应综合考虑供电距离、负荷容量、实际输送电容量等因素，科学确定供电电压等级，从根本上提升供配电设计的合理性、节能性。分析以往设计经验发现，若供电电压升高，相应的线路电流则有所减小，实际电能损耗也得到有效控制。因此，在设计时，应结合供电所实际供电范围、所处环境等科学选择配电所位置，尽可能缩短负荷中心与变电所之间的距离，已达到缩小供电半径、降低电能损耗的目的【5】。
2.3抑制谐波技术的应用
抑制谐波技术是当前的一项重要节能技术，于供配电设计中科学运用抑制谐波技术，有利于降低电能损耗，实现对电力资源的优化配置。设计人员应正确认识到，供配电系统内普遍存在谐波，而谐波是影响系统运行质量、影响电能配置质量的重要因素，如谐波会在某种程度上损坏变压器等设备，也会造成系统内电能资源的大量损耗。因此，在设计过程中，相关人员需采取有效手段对系统内谐波的影响做有效抑制，如通过滤波器来达到抑制谐波，降低电能损耗的目的。值得注意的是，在使用滤波器时，设计人员应考虑变压器实际电压状态，只有在变压器低压范围中安装滤波器，方能在保证人员设备安全性的同时确保滤波器各项功能的充分发挥。
2.4功率因数的有效设计
在供配电系统运行过程中，不少设备会因其自身的感应而导致线路功率损耗。针对这一问题，工作人员在设计过程中可通过增加系统功率因数的方法来改善设备运行状态，有效降低设备运行时的能源损耗率。在设计时，工作人员可优选增加因子，实现节能并降低功耗，同时改善电能质量，实现多重优化效果。另外，在选择变压器时，还需根据线路实际运行特点、运行需求选择相应的节能变压器。在选用变压器时，工作人员可运用TOC方法对变压器的能效、技术经济性等进行评估，并准确计算出设备的负载通率，在此基础上合理选择SC10、S10等系列产品加以运用，最终达到节能降耗的目的。除这降耗方法外，设计人员也可通过减少电动机能量消耗的方法降低配电网整体能耗量，以实现对电能资源的优化配置与应用。具体而言，在进行电动机的设计、选用时，设计人员可综合考虑电动机的变频速率、负载特性、容量等多方因素，选择性能型号等都相对符合的电动机产品，以减少电动机能源损耗量，提高电能使用率。
2.5无功配置
对于输电线路中存在的无功电流，可通过相应无功配置措施来提高线路电压，降低线路线损。具体而言，在设计过程中，可着手对无功设备进行优化，对线路中电压进行合理控制，选择合理的无功补偿方式与容量等，通过以上措施确保电压提升电压的稳定性，提高线路运行的安全性，降低电能损耗量。
3、结语
综上所述，做好供配电的节能设计对于推进能源资源可持续发展，促进社会经济健康稳定发展具有重要意义。针对当前供配电设计与运行中存在的能源损耗率高、利用率低等问题，相关单位、设计人员立足实际，不断优化线路设计，科学选择供电电压等级，采用正确的无功配置方法等，从各个方面提升供配电设计的科学性，提高供配电运行的节能性。
参考文献：
[1]杜梅云.供配电设计节能技术和措施[J].中国设备工程，2018（24）：206-207.
[2]王文拓.供配电设计节能技术和措施分析[J].中国战略新兴产业，2018（32）：66.
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[4]程炎.供配电设计中节能技术及措施[J].农村电气化，2017（12）：61.
[5]周龙武.供配电系统总体规划节能措施与变配电设计节能技术[J].科技资讯，2017，15（16）：27-28.
论文作者:刘熙明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：电能论文; 线路论文; 供配电论文; 电压论文; 谐波论文; 节能论文; 节能技术论文; 《电力设备》2019年第16期论文;