摘要：节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而供电系统或用电设备，都存在着巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的，电气设计中应正确设计供配电系统，精心考虑，反复衡量，选用节能型电气产品等，设计行之有效而又切实可行的节能措施，实现供配电系统及用电设备的经济运行，从而达到真正节约电能的目的。
关键词：供配电系统；电气节能；变压器；功率因数；谐波
1 供配电系统电气节能设计原则
1.1 实用性原则
首先，建筑电气系统优化设计应在满足建筑物内电气功能正常发挥基础上进行，如：照明系统要首先照明场所照度、色温、显色等技术指数要求；通风空调系统要首先满足供风场所温度、湿度等指标要求。
1.2 经济性原则
在供配电系统设计过程中，要考虑电气系统投资成本、运行维护成本等饮食，要从长期高效使用角度考虑，减少系统投运后期运行维护费用，有效提高电气系统综合投资经济效益。
1.3 持续发展原则
供配电系统节能优化设计，要从长远角度着手，始终贯彻方案技术先进可靠、经济合理的设计原则，在设计中精心考虑、仔细斟酌各环节中的具体设计细节，确保所建立的建筑电气系统在设计寿命期内能够具有较高技术经济性能。
1.4 节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。设计时应首先找出哪些方面的能量消耗与发挥建筑物功能无关，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗，都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低。
2 电气节能设计的重要性
2.1 电力节能设计有助于优化电网结构
加强节能技术在供配电设计中的应用，大力推行电力系统的节能措施，有助于提高电网的运行速度，优化电网结构，保证电力系统的安全运行和健康发展。
2.2电力节能设计能够促进企业结构优化
科学合理的电力节能设计能够促使新能源的开发和利用，不但节约了现有资源，还进一步的促进企业结构优化。电力行业的不断发展，电力节能成为电力系统发展的必然选择，大力推行、实施电力节能，优化电力行业的产业结构，为电力行业的稳定健康发展起到了决定性的作用。
2.3 电力节能设计能够控制购电成本的增加
新能源的利用，使电价的成本投入过高，由于发电能源不同，企业间也存在着较大的利益差距。为了解决这一问题，很多大型大力企业开始实施电力节能技术，科学合理的电力节能设计有利于提高电能的利用率，降低电价的投入成本，增强企业的竞争力。
3 供配电系统电气节能设计的要点
3.1 供配电系统整体规划中的节能设计
3.1.1确定合理的电网供配电压等级
通常情况下，整个电网线路容量、距离与电压成正比。在电压一定的情况下，输送电流的距离与容量成反比。因此，应按照实际的用电设备、供电距离、负荷容量实际情况，对供配电的电压等级进行合理设计。电力系统的控制室应设置在电网负荷中心附近，以减少供电半径，降低线路电流损失。在电压供电范围内，增强供电电压能够实现供配节能，但是提高了电力系统的投资成本，因此应根据实际情况制定科学、合理、经济的方案。
3.1.2确定合理的线路
选择较大电缆导线的截面，尽管可以达到节能效果，然而提高了投资成本；选择较小的截面会降低运行的可靠性、加大安全危害、缩短使用寿命，造成经济损失。因此设计线路时应以降低线路的损耗为原则。
在实际电力工程中，确保配电的线路电流稳定，减少损耗，通过降低电阻方式来实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据电阻公式，降低其电阻值，应选择电阻率较小的材料，如铜芯、铝芯线等。缩短导线的长度，其电力系统的线路尽量走直。在电力系统的低压配电中，尽量少走弯路、回头路。对于线路较长的电力系统，要以满足与保护电压降为基础，来确保热稳定、载流量。在设计线截面的过程中加大线截面，尽管能够增加电网的成本费用的投入，但是节约电力能耗与运行费大大超过前期的投入。
3.2供配电系统设计中的电气节能设计
3.2.1正确选择变压器
变压器节能的实质就是降低损耗，提高运行效率。
（1）正确选择变压器容量和数量
设计中应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，合理分配负荷，力求三相负荷平衡，正确选择容量与负荷相匹配的变压器，且变压器主接线设计应能在负荷变化时，按经济运行原则灵活投切，使其工作在高效区内。
对停产后仍不能停电的负荷，宜采用专用变压器。如大型厂房宜对照明负荷设置照明专用变压器。对分期投产负荷，宜采用多台变压器方案，避免轻载运行增大损耗。
（2）正确选择变压器的类型
变压器的类型选择对于日常用电节能非常关键。变压器的空载损耗(铁损)主要发生在变压器铁心叠片内，它是因交变的磁力线通过铁心产生磁滞及涡流而带来的损耗。近年来，变压器的铁心材料已采用最新的非晶态磁性节能材料，非晶合金铁心变压器便应运而生。另外，S11、S13等型号变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电质量，使空载损耗降低20%～35%。
4 提高功率因数
（1）提高功率因数的意义
变压器损耗主要是铁损和铜损，提高变压器二次侧功率因数，可使总的负荷电流减少， 从而减少铜损。改善系统功率因数, 可以改善
线路及变压器的电压损失，由此提高现有的设备和线路的供配电能力。由于提高了功率因数，减少了无功功率，供给同一负荷功率所需的视在功率和负荷电流均减少，可以选择较小的变压器容量和线路截面，达到减少投资的目的。或者，对现有设备而言，变压器容量和线路截面就有了富余，可以增加用电设备，也就等于直接增大了配电系统的供电能力。
（2）提高功率因数的措施
①减少供用电设备的无功损耗
如: 合理选择变压器，使变压器经济运行；正确设计和选用变流装置，对直流设备的供电和励磁，应采用硅整流或晶闸管整流装置，取代变流机组、汞弧整流器等直流电源；限制电动机和电焊机的空载运转。设计中对空载率大于50% 的电动机和电焊机，可安装空载断电装置等等。
②采用静电电容器进行补偿
如: 采用高、低压电容器补偿相结合，变压器和高压用电设备的无功功率由高压电容器补偿；分散与集中补偿相结合，对距供电点距离较远且无功功率较大的采用就地补偿，对用电设备集中的采用成组补偿，其余的在变电所集中补偿；固定与自动补偿相结合，在最小运行方式下的无功功率采用固定补偿，常变动的负荷采用自动补偿等等。
5 对于供电线路的安全性问题
在供电电源可以满足电力负荷的要求时， 供电线路的安全可靠也是非常重要的。工程设计过程中，需要根据供电系统的停电几率、停电带来的损失、电源条件、供电系统各方案所需投资等诸多因素加以确定。还需要避免由外部的热源和腐蚀以及灰尘的聚集等所存在问题给布线系统造成的影响。在防止因敷设和使用当中所受到的振动和冲击以及对建筑物的沉降、伸缩等各种问题的外界应力作用而造成的损失。而在高层建筑的民用消防用电设备中必须用专门的供电回路。
结束语
在进行建筑电气供配电系统节能优化设计过程中，除了要考虑上述多个方面的节能设计外，还需要从设计合理无功补偿系统、设计合理电机变频调速方案、设计完善智能照明控制系统、设计可靠冰蓄冷空调系统、设计电梯群控节能系统等方面进行综合节能优化设计。
参考文献:
[1]魏国民，姜群.关于建筑电气节能设计的几个问题[J].黑龙江科技信息，2011.23.
论文作者:滕达,戴传凯,彭龙,商秀娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：节能论文; 变压器论文; 系统论文; 负荷论文; 功率因数论文; 线路论文; 供配电论文; 《电力设备》2018年第33期论文;