东莞电力设计院 523000
摘要：电力是一种应用面广、 使用方便的能源。, 世界各国都把节约能源, 保护环境放在重要位置, 而电能是全球消耗最大的能源, 如何采取先进的节能措施电力损耗减少至最低, 对人类具有重要的意义。合理选用用电设备及加强其它节电措施， 对节约电能是十分重要的，本人就低压配电系统设计中的一些节电措施提出自己初浅看法。
关键词：配电系统； 低压电网
1.合理选择配电系统的型式及配电方式
国际上供电制式可分两大派：欧亚大多数国家三相四线Y制及美洲多数国家三相四制。发达国家将单相和三相负荷分开或从变压器分开，三相四线Δ可减少25%的损耗，我国保存原有对未来采用Δ制，20年内可以节约发电设备352万千瓦。我国的可行是：维持原有不变，对未来采用新制式；电气设备制造上不存在困难，绝缘水平500V下，设备不变，相适改变参数；IEC-38-1983新标准建议单相为230+10%，基本上适用220V和240V电压，新标准Y230/400和Δ230/400。设计中应根据工程规模、地理位置、设备布置、负荷性质、用电设备容量等条件，选择出一种既可满足工艺要求又能节电的配电系统型式及配电方式。
1.1配电系统型式的选择
根据《工业与民用供电配电系统设计规范》中的规定，低压配电系统宜采用单相二线制，三相三线制，两相三线制，三相四线制。如果负荷较大则更明显。《民用建电气设计规范》规定，当计算容量大于30A时宜采用三相四线制。
1.2配电方式的选择
常用的配电方式有放射式、树干式、变压器干线式和链式四中。合理节省物资消耗，（合理选择电缆、导线、母线等导体材料的材质、结构形式和截面，降低电能损耗，降低资源消耗量，降低碳排放量；合理选用配电形式，减少配电环节。配电系统线路节能是在设计中较为重要的方面，这个部分可以简单的用电能消耗来计算。可通过优化导体种类、减少输电线路长度以及加大导线截面的方法达到节能的目的。具体来说就是选择电导率高、成本低的导体，并优化变配电所选址，对供电距离长的负荷。
2.减少变压次数，降低损耗
在《工业民用供电系统设计规范》中规定“减少配、变电级数，简化结线，从而节约电能和投资”。配电系统中线路和变压器是要元件，占供电损耗比重量最大，每经过一次变压器大约要消耗1-2%的有功功率，所以变压次数越少，损耗也越小，因此应尽量减少变压次数，尽量将较高电压的供电线路架设到负荷中心，以此降低损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆输配电损耗包括供电源与配电点之间输送电力能源机构(IEA)《非经合组织国家能源统计与平衡》、以及向消费者配送电力过程中产生的损耗。
例如某办公楼建筑面积约3.9万m2，其年电能实际能耗统计为500万kWh，其每年配电损耗按3%粗略估算为15万kWh，低压配电传输部分每年损耗则为7.5万kWh因此选择高效率、低损耗的变压器对降低配件损耗是十分重要的，而低压配电传输部分的损耗占总损耗的比例占消耗电能的比例一般不大于3%，占比较小。依据国际《经合组织国家能源统计数据》和联合国《能源统计年鉴》相关资料。
3.合理提高电压
3.1对配电系统进行升压改造
升压改造也是降低损耗的最有效的措施之一，目前我国煤矿地面用电采用380电力损耗，如果采用660伏系统则线损人原系统的1/3。所以，在设计中应尽量采用高的电压等级，适当提高运行电压，不仅降低了线损，又可提高电能质量。在负荷不变的情况下将配电系统的电压提高，通过线路和变压器的电流将减少，功率损耗也相应的减少。
3.2自然功率因数改善
通常采取以下措施合理选择电动机容量，使其接近满载运行；对于平均负荷小于40%的电动机，应必换小容量电动机或将定子Δ改为Y（轻载或空载启动的电动机）；在改善电气设备运行方式，控制空载运转时；用同步机代替异步机
6.2电容器的补偿方式
可分为高压集中补偿；低压分散补偿；低压成组补偿电容器的容量为：Qc=a?pja(tg覬－tg覬’)=a?pjaΔqc（KVar）式中：Qc—电容器的容量，kar；a—负荷系统，一般0.7-0.8；pja—计算负荷，KW；Δqc—补偿率，（kvar/kw）线路中通过的电流还有功分量和无功分量，其关系式：I2=IQ2+IP2，IQ为无功分量，IQ为有功分量。
4.降低低压电网供电线路损耗
据相关资料介绍，在供电电网中，能损耗最大的是低压电网即380/220伏电网，压电网的电能损耗约占整个供电电网总损耗的50%-60%，其中因三相负荷不平衡引起的中性电能损耗约占整个低压损耗的4.5%-8%。为了大幅度地降低低压电网的线路电能损耗，减少线路的电压损失，保证供电质量以达到节能、降低损耗的目的.
5.按经济电流密度选择导线截面
有关资料，其截面选择的公式为:A=Ig/j(mm2)式中：A—导线截面，mm2；Ig—最大负荷电流，A；J—经济电流密度，A/mm2。当线路传输电能时，必然要产生线损，而线损是随着电流和电阻而改变，它的大小与电流的平方成正比，因此电流的变化对线损的影响是较大的。对于导线截面，确定通过的电流密度多大为合理，要从技术经济的观点来考虑。如果导线截面越大则损耗越小，但线路投资和耗用的有色金属将会增多。综合考虑各方面因素，定出按年运行费用最小时所对应的导线截面，称为经济截面。对应与经济截面的电流密度称为经济电流密度。经济电流密度与导线材料及线路最大负荷利用小时数有关，线路的最大负荷性质而确定的。经济电流密度可见。
6.用无功功率补偿来提高功
由于线路有无功电流存在，使配电设备能力没有充分利用，并有以下损害：功率因数愈低则电力损失愈大；电压降愈大；增加了设备容量与电力损耗。
6.1自然功率因数改善
通常采取以下措施合理选择电动机容量，使其接近满载运行；对于平均负荷小于40%的电动机，应必换小容量电动机或将定子Δ改为Y（轻载或空载启动的电动机）；改善电气设备运行方式，控制空载运转；用同步机代替异步机,例如：某企业原功率因数为0.7改善到0.9，减少的损耗为改善损耗的39.5%。又如：某建筑在用日光灯由于镇流器是感性负载，它消耗一定的无功功率并降低用电地点电压对节约用电不利。为了避免这些现象，应在日光灯的电源侧并联一个电容器，具体数据如下：
日光灯功率：15-20W选用2.5uF，400V30W选用3.75uF，400V40W选用4.75uF，400V所选配电容后，一定能达到节能目的。
6.3自然功率因数改善
通常采取以下方法：合理选择电动机对的容量，使其接近满载运行。对于平均负荷小于40%的电动机，应必焕小容量电动机或将定于Δ改为Y（轻载或空载启动电动机）。改善电气设备运行方式控制空载运转，用同步机代替异步机。6.4电容器的补偿方式可分为
高压集中补偿；低压分散补偿；低压成组补偿电容器的容量为：Qc=a?pja(tg覬－tg覬’)=a?pjaΔqc（KVar）式中：Qc—电容器的容量，kar；a—负荷系统，一般0.7-0.8；pja—计算负荷，KW；Δqc—补偿率，（kvar/kw）线路中通过的电流包括有功分量和无功分量，其关系式：I2=IQ2+IP2，IQ为无功分量，IQ为有功分量。功率因数的提高使IQ减少，从而使线路中的损耗I2R减少，当由于种种原因不能减少电阻R时若减少电流I，则减少配电路损失，I2R的效果更明显。设原没有设置电力电容器的配电路的电流和功率因数为I1、Cosφ1；设置后为I2、Cosφ2。因为负荷不变，即使功率因数变化了，有功电流是不变的。
故有：IP=I1Cos∮1=I2Cos∮2；I2=（Cos∮1/Cos∮2）I1因此，减少的配电线路损耗为：ΔP=I12R－I22R=I12R[1－（Cosφ1/Cos覬2）
例如：某企业原功率因数为0.7改善到0.9，减少的损耗为改善损耗的39.5%。又如：某建筑在用日光灯由于镇流器是感性负载，它消耗一定的无功功率并降低用电地点电压对节约用电不利。为了避免这些现象，应在日光灯的电源侧并联一个电容器，具体数据
如下：日光灯功率：15-20W选用2.5uF，400V30W选用3.75uF，400V40W选用4.75uF，400V所选配电容后，一定能达到节能目的。
7.积极选用节能新产品
新产品节能出现给我们节约电能提供了新方法，在设计中应积极推广和采取新的节能产品。如：低耗变压器，低耗电动机，低耗接触器，节能照明灯等。总之，减少配电系统的损耗决非仅仅上述几个方面，还包括管理方面的其它因素，本文所涉及的主要是配电设计中应考虑的主要因素。如果从配电系统的设计到配电系统的管理等方面都立足于节能，并能达到良好的效果，这无论对企业还是国家都是相当有益的。
参考文献
[1]杨泓，陈众励.供配电系统节能设计中的几个问题[J].智能建筑电气技术，2007-06-20.
论文作者:李嘉怡
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
标签：电流论文; 负荷论文; 电动机论文; 电能论文; 功率因数论文; 系统论文; 截面论文; 《防护工程》2017年第11期论文;