赖文跃
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摘要：供配电设计中的节能方法和措施的合理应用，对于促进我国经济的可持续发展，缓解我国能源紧张的局面具有重要意义，本文从供配电系统的总体规划设计，供配电线路、照明灯的节能设计，电气设备的正确选择，人工无功功率补偿等方面，详细介绍供配电系统设计中的节能方法和措施，希望能为供配电系统的节能设计提供借鉴和参考。
关键词：供配电设计；节能方法；措施
1.引言
近年来，随着我国经济的蓬勃发展，电力行业的规模不断扩大，能源消耗与日俱增，与此同时，我国的能源问题也越来越严重，我国很多地方都出现了电力短缺的现象，严重影响了人们的生产、生活，因此降低电力资源消耗，缓解能源紧张就成为我国解决能源问题的关键。供配电系统是我国基础设施建设的核心环节，将节能技术应用在供配电系统中，对于我国供配电系统的发展具有重要意义。节能技术不仅能够改善我国电力短缺的现象，还能有效地减小电能损耗，提高供配电系统的经济性，提高电力系统的整体利用率，有利于节约型社会的建设和我国经济的可持续的发展。
2.供配电系统总体规划
供配电系统总体方案设计中，要根据供电距离、用电容量、负荷性质、负荷分布、用电设备特性等因素，综合考虑，合理选择电压等级，确定供配电系统节能设计方案。可以采取简化接线、减少配变电级数等方法来节约投资和电能。除此之外，根据经济运行和负荷特点对变压器的容量和台数进行选择，对于季节性和昼夜波动性较大的负荷，可以通过计算负荷结合技术经济比较确定变压器的容量。为了供配电系统的总体规划，设计人员要对不同的电压技术及其相应的线路电能传输的能力为参照，不同电压技术的电路运输能力如下表1所示。
3.配电系统电能损耗分析
3.1变压器造成的电能损耗
一般来说，电路传输过程中不存在无功功率，全部计为电能损耗的范畴，在实际的电力线路传输过程中，不管是无功功率还是有功功率都会造成电能损耗。除此之外，供电线路过长会产生较大的电阻，电能损耗随之增加，所以，配电变压器的电能损耗包括无功损耗和有功损耗两个方面，变压器的电能损耗与功率因数的平方成反比，变压器的负载损耗、空载损耗、阻抗电压百分比、空载电流百分比成正比。
3.2输电线路造成的电能损耗
电能损耗状态直接影响到电力线路运行状况的好坏，例如一条线路在一段时间内的电能损耗量是无数个时间段内电能损耗量的总和，通过计算方法可以看出，电能损耗与输电线路中的有功功率成正比，与输电线路中无功功率的平方值成正比，与线路电阻成正比，与输电电压的平方值成正比。
4.供配电线路的节能设计
4.1照明灯的节能设计
照明灯是人们生活中经常使用的照明工具，为人们生产生活提供了极大的方便，照明灯使用的总电量也是供配电系统的主要耗电源之一，于是在电力系统节能设计中，照明灯的节能设计也是不能缺少的。
（1）电力系统节能设计中，设计人员要详细的分析和计算照明的用电量，掌握照明灯照明所需的光亮读书和功率，与国家对照明灯使用的要求规范相结合，经过仔细核算后设计出出能达到节能目的的照明灯系统。
（2）在灯具的选择方面，要综合考虑光源，例如普通白炽灯与T5荧光灯电能消耗的结果对比显示，T5荧光灯的节能效果明显好于白炽灯，而且实验研究显示，压钠灯灯具的是所有照明灯具中节能效果最好的，紧凑型荧光灯灯具比普通白炽灯灯具的使用时间长，所以，电力喜洋洋节能设计要根据不同的场合需要合理的选用灯具，室外活动场所尽量选择高压钠灯。
（3）在照明灯设计系统中需要将分配载重，按照三相载重的分配原则进行，在分配过程中要尽量避免电线在电能传输过程中出现变压系统增加或者是电能损耗增加的现象，需要按照三相载重的原则均匀的进行分配。
因此，照明灯的节能设计要结合上述三个特点，最大可能的选择合适的系统和材料，设计出最具节能效果的照明灯。
4.2电动机的选择
根据供配电系统的设计，要选择容量适合的电动机设备，同时还要确保供配电系统达到节能的目的。我们可以选择具备低量消耗节能设计和高效运转的电动机，从电动机的启动次数、运转速度和电量载重数量等多种方面进行考虑，从而选择出适合供配电系统节的电动机，从而实现供配电系统设计的节能。
4.3节能变压器
可以通过降低空载损耗、降低负载损耗、降低其他部件损耗、利用工作机械的工作特性来降低损耗这四种途径实现变压器节能，这四种途径通过材质、工作原理、结构部件能够生产出不同种类的节能变压器。常用节能变压器有以下几种：
1、卷铁心配电变压器（s13型）
卷铁心变压器的优点：降低变压器空载损耗约10—25%，依变压器容量而变；降低空载电流，一般为叠片铁心的5O%；变压器噪音水平显著降低，小型变压器可做到30—45dB，减少对城镇噪音污染。
2、单相配电变压器
此类变压器多为柱上式，便于安装并靠近负荷中心，通常为少维护的密封式。与同容量三相变压器相比，空载损耗和负载损耗都小，有效材料用量也少，价格低20—30%。
3、非晶合金配电变压器
非晶合金变压器具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的１／５，且全密封免维护，运行费用极低。
4、干式配电变压器
干式变压器结构简单、维护方便、防火阻燃、防尘，被广泛应用在对安全运行有较高要求的场合。主要有两类产品；环氧树脂干式变压器和浸渍式干式变压器。
2005年，中国科学院电工所研制出630kVA/10.5kV的高温超导变压器，超导就是当温度降至某一刻度时，物质突然失去电阻的现象，现在超导体的最高临界温度已经达到-123℃，变压器时将用铋氧化物卷制的绕组，放入经强化的玻璃钢制成的隔热筒内并注入液氮取代变压器油，因为超导体直流电阻为0，没有热损耗，所以节能。还可以采用低电阻导线和低损耗导线，采用无氧铜和电工铝导线，可以使电导率分别为电解铜和工业铝导线的109.0%和104.2%，采用组合导线、换位导线和自粘性负荷线材都能够降低绕组损耗。除此之外，在各用电单位总线上接入TC型普及型、FVR型自动调压型和特种干式变压器，都能起到消除谐波、均压电抗器和稳定最佳电压的作用，也可以节能。
4.4无功功率自动补偿装置
无功功率自动补偿装置的原理是将感性负荷和具有容性功率的装置连接在同一电路中，它们的能量可以相互装换，感性负荷吸收的无功功率能够通过容性装置输出的无功功率进行补偿。无功功率自动补偿装置配置过程中要遵循“全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡”的原则，将降损与调压相结合，以降损为主，调压为辅，将集中补偿与分散补偿相结合，以集中补偿为主，以分散补偿为辅。无功功率自动补偿装置能够提高功率因数，提高设备的供电能力，降低变压器的功率损耗，降低电压损失，改善电能质量的作用，除此之外，无功功率自动补偿装置还能减少线路损耗，节省电费开支，降低生产成本，减小设备容量，节省投资。
4.5抑制谐波
供配电设计中，抑制谐波也是提高节能技术的方法之一，所谓的谐波其实就是一种能够对供配电系统产生很大影响的东西，供配电系统中存在谐波，不仅会大量的损耗供配电系统中的电能，严重时还会破坏变压器等供配电系统中的设备。因此，要想提高供配电设计，抑制谐波是一种非常有效的方法，我们可以通过安装滤波器的方式来达到抑制谐波的目的，安装滤波器时需要注意以下两点：一是滤波器的安装位置要在变压器的低压侧，二是要同时采用无源滤波器和有源滤波器，将两种滤波器混合使用。
5.结束语
电力资源的消耗在我过能源消耗中所占的比例很大，因此，基于节能技术的供配电系统是社会发展和节能减排的必要选择，供配电系统中的节能设计不仅可以改造电力系统的结构，大大减少了能源的损耗，为企业带来了长远的经济效益，同时也为我国可持续发展战略的实现起到了良好的推动作用。面对日趋严峻的资源形势，我们必须树立危机意识，树立绿色、低碳发展理念，将节能减排提上日程，不断推进节能降耗，落实节约优先的思想。
参考文献：
[1]夏治峰，在建筑电气设计中的节能技术措施[J]，民营科技，2012（08）
[2]张琳，工厂供配电系统节能技术的设计与改进[J]，产业与科技论坛，2014（5）
[3]钱俊，浅谈供配电设计节能技术和措施[J]，黑龙江冶金，2009（4）
论文作者:赖文跃
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/14
标签：变压器论文; 节能论文; 电能论文; 供配电论文; 系统论文; 功率论文; 照明灯论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;