（内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯电业局 内蒙古鄂尔多斯 016200）
摘要：传统建筑物的供配电系统设计已不能适应现代高层建筑及社会的可持续发展的要求。从我国最新制定的“十三五”规划纲要中可以看出，低碳、绿色、环保健康发展将是我国经济未来发展的主旋律与目标；这也使得“节能降耗”成为了未来我国经济及各行业、领域发展中需要开展的主要工作之一。为了更好促进上述工作的开展，结合工作实际，专门从设计角度探讨了供配电系统节能方法问题，分别从供配电系统的方面进行了深入、具体的分析，并探索性提出改进措施与建议。
关键词：设计；供配电系统；节能降耗
引言
伴随我国经济多年的持续稳定增长，我国作为世界上最大的发展中国家同时又多了一个角色，就是世界上能源消耗最大的国家；面对着世界范围内日益严峻的能源危机和环境危机，可以说我国的经济发展面临着巨大压力。为此，我国始终没有放弃“节能降耗”努力，从最新制定的“十三五”规划纲要中就可以看出，我国已经将低碳、绿色、环保健康发展作为我国经济未来发展的主旋律和目标，“节能降耗”将是我国经济及各行业、领域的主要工作方向之一。
1、供配电系统的节能分析
供配电线路以及变压器在供配电系统中是主要的两种节能系统。当民建施工中设计供配电系统图时，就要考虑其最为关键的组成部分-电能的消耗指标。要想实现供配电系统节能，就要确保其供配电系统可以满足人们的基本日常所需，再考虑供配电的设备的能源消耗，尽量减少以及系统整体的能源消耗。当设计供配电系统时，之前的传统模式只是利用节能设备这是远远不够的，对此应该从系统中的设备进行考虑，减少能源消耗，确保供配电系统节能更为科学。为了不对环境造成影响，考虑到经济成本，设计出可行方案。线路以及变压器的损耗两者构成了系统的损耗。系统损耗依据损耗变化情况，就有固定以及可变损耗两种。固定损耗就是线路中的变压器的铁损以及电介质的损耗情况。由相关的报道所知，只要接通电源，就会存在固定，在总的损耗中，固定损耗只是占了其损耗的1/10-1/5而已。固定损耗的大小会与频率以及电压有关联，为了降低固定损耗，就要在设备选择上，选择节能设备。可变的损耗就是铜损，就是在变压器以及导体只要有电流通过，产生的损耗就是铜耗。
2、供配电系统的节能措施
2.1选择合理的接线方式
供配电系统在民用建筑电气系统中属于重要的组成部分，在民用电气系统的设计中，供配电系统应该尽可能简单、可靠。在设计中，同一个电压等级的供电系统的变配电不应超过两级，这样才可以减少由于变电级数过多而引起的电能损耗。而且，在民用建筑电气系统的设计中合理的选用供电电压能实现有效节能。在我国，对于普通用户，可供选择的供电电压有三档，10kV、380V以及220V。对于10kV等级的供电用户，如需使用大功率的单台或单组设备，可考虑是否能够直接使用，即可免除由于变压带来的电能损耗，并能有效减少由于线路发热导致的电能损耗。而对于380V等级的供电用户，应尽量采用三相电路用电设备，如果不能选用三相设备也需尽可能将单相负载在三相电路中均匀分布，以减少中性点偏移，降低中性点电流，降低电热损耗并节约金属材料。在满足系统安全可靠的要求下，线路结构越简单，配电负荷越集中，越能满足减小多余的电能损耗的要求。近年来，许多民用建筑都采用单母线结构作为其电气主接线的主体结构，这样的结构较为简单，不需较多设备，可以有效减少投资，具有很好的经济性。10kV及以下电压等级的多回路电气系统一般都采用单母线分段式的配线形式，通过装设母线联络开关的方式在各段母线上实现负荷分配的功能。
2.2提高供配电系统的功率因数
功率，分为有功功率（符号为P，单位W、kW）、无功功率（符号为Q，单位Var、kVar）与视在功率（符号为S，单位VA、kVA）。在人们平时所说的功率概念中，对于用电设备，主要是指有功功率，如电灯、电视等；而对于电动机、变压器等的容量则是指视在功率。功率因数（cosφ），是用来衡量用电设备的用电效率的数据，它反映了用电设备的有功功率对于视在功率所占的比例。提高用电设备的功率因数即是减小线路中的无功功率损耗，提高系统的用电质量与电网的输电效率，改善系统内设备的运行条件，使系统在保证安全稳定的工作条件下达到节能的目的。提高功率因数，主要的方法有以下几点：（1）通过减小用电设备的无功损耗来提高用电设备的功率因数。我们在对系统进行设计时可以尽量采用一些功率因数较高的用电设备，例如同步电动机等。提高系统中各个用电设备的功率因数即可有效的减小无功损耗，提高有功功率，达到节能目的。（2）通过使用调相机或电路电容补偿装置等设备来减少电力损失，改变功率因数。例如选择适当的电容器并联在感性负载上，此时，电容器的无功功率将会补偿感性负载的无功功率，从而减少或消除感性负载与电源之间存在的能量交换。对于交流电路，纯电阻电路中负载的电流和电压相位相同，纯电感电路中负载的电流比电压滞后90度，纯电容电路中负载的电流比电压超前90度。纯电容与纯电感的电流相位差为180度，可以互相抵消，而民用建筑电力系统中的负载绝大多数都是感性元件，所以总电流比电压滞后，如图1所示：
图1并联电容器补偿原理图
并联电容器，原称移相电容器。主要用于补偿电力系统中感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。根据具体的补偿方法不同有三种补偿方式，即集中补偿、个别补偿和分组补偿，这三种补偿方式的目的都是为了提高用电设备功率因数，一般可将用电设备的功率因数稳定在0.9～1.0。a.集中补偿法：这种方法是将电容器组接在变配电所的低压侧或高压母线上，其优点是电容器组的利用率较高，缺点是不能减少用户内部配电网络的无功负荷引起的损耗。其原理如图2（a）所示。b.个别补偿法：这种方法是将电容器组直接接在用户设备附近，与用电设备共用一套开关。这种补偿方法一般用于低压网络，适用于对连续运行的用电设备需要较大的无功功率容量补偿的时候。其优点是补偿效果好，缺点是电容器利用率低。其原理如图2（b）所示。c.分组补偿法：这种方法是将电容器组分别安装在各车间配电盘的母线上。其优点是电容器组利用率高，且需要的容量比个别补偿方式需要的少。其原理如图2（c）所示。
图2补偿法原理
2.3供配电线路优化设计
供配电线路的设计方案对整个系统的能耗有很大影响。在设计供配电线路时，应根据各线路用电情况、负荷分配情况、供电线距离以及供电半径和用电设备的容量等因素进行综合考虑设计，以达到节能目的。在民用建筑供配电系统的设计中，应遵循安全、简单、可靠、方便、节能等原则，尽量减少线路上的电能损耗。如在大负荷的配线过程中尽量使用铜芯导线，小负荷配电尽量采用铝芯导线，并在线路设计中尽量减少导线长度，来满足节能需求。
结束语
现代供配电系统设计应秉承“安全用电一体化”及节能的原则，根据用电负荷的种类、性质确定负荷等级。导线的选择可根据系统的计算数据和供配电方案来进行。变压器、低压断路器、配电箱、开关、面板、插座的合理选择，直接影响整个电力系统的安全与能耗。
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[3]况涛，张道亮.工厂供配电系统中的节能措施研究[J].科技展望，2015，25（13）：97.
论文作者:张锦龙,王金
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：系统论文; 供配电论文; 设备论文; 功率因数论文; 节能论文; 功率论文; 电容器论文; 《电力设备》2017年第36期论文;