供配电系统节能设计中的几个问题

供配电系统节能设计中的几个问题

彭萍

(中国石油天然气股份有限公司规划总院100083)

摘要：随着经济的发展、社会的进步，人们的生产生活需要大量的电力能源，因此，电力行业规模不断扩大。但是，随着能源需求与消耗量的不断增加，亟需解决消耗的电力能源问题。为有效降低电力能源消耗，缓解能源紧张，促进电力行业的可持续发展，必须加强供配电系统中节能技术的应用。本文将重点阐述供配电系统节能设计中的几个问题，并提出有效解决措施，为供配电系统节能设计提供参考。

关键词：供配电系统；节能设计；问题；解决措施

建立资源节约型，环境友好型社会是我国长治久安的重要方针。现阶段，电力是促进经济发展，提高人们生产生活水平的主要能源之一。随着经济发展步伐、城市化进程的不断加快，电力能源逐渐呈现供不应求的局面。在能源日益匮乏的今天，我们必须节约能源，不断加强节能减排力度，促进电力行业的可持续发展。

节能技术已在我国供配电系统中得到大量使用，笔者基于技能技术在供配电系统中的应用特点、现状，提出相应的节能措施，让供配电设计人员在实际操作中有所参考。

一、供配电系统节能设计的具体措施

（一）供配电系统设计相关概述

供配电系统设计，指从科学设计电压等级，科学选择变压器的型号，科学选择功率补偿、线路路由及线径，科学设计防雷接地装置，科学供应与分配电能等方面，有效提高电能的利用率。

（二）供配电系统线路设计

笔者认为，在设计供配电系统线路时，必须综合考虑以下几点：

第一，配电线路由架空线路与电缆、电线等设施共同构成，线路中传输的电线为金属导线，由于金属体本身具有电阻率，所以，当电流经过导线时，就会在线路上产生功率损耗，正常情况下，功率损耗计算公式为：

（三）供配电系统设计中电气设备的选用

技术人员在设计供配电系统时，应尽量选择电动机与变压器作为电气设备，通过科学合理地选择电气设备的自然功率因数和容量来加强电网的电能质量，从而有效降低电气设备的损耗。

第一，供配电系统在选择变压器时，应尽可能地根据电能输出的负荷量的实际情况来调整变压器。这是供配电系统中电压变换的必要设备。现阶段，我国10kv和35kv电压等级的变压器在供配电系统中的应用范围十分广泛，这两种变压器使用量大、寿命长、工作时间长，因此，选择高效节能的变压器有着积极的作用。其次，我国变压器型号非常多，而S9、S10以及SC10系列的变压器的铁心都使用优质的冷轧晶粒趋向硅钢片，能有效降低铁心中的损耗，一定程度上达到节能减排的目标。

如，常用10KV配电变压器S9比较S7的回收年计算数据

第二，供配电系统在选择电动机时，由于异步电动机在现阶段我国的工业生产领域被广泛使用，它的功率因数以及效率是电动机运行中的两大关键经济指标，技术人员在改变异步电动机效率的过程中也有效改善了功率因数。在工业企业中，异步电动机引起的无功功率占企业无功功率总和的70%以上，一旦异步电动机出现空载或者轻载时，它的功率因数比较低的。为了有效提高异步电动机的功率因数，可变频调速控制电动机，能有效根据负载的不同来自动调节转速，从而有效提高电动机的功率因数，最终达到节能的目的。

（四）供配电系统设计中人工无功功率补偿

技术人员为有效降低供配电系统线路中无功功率的损耗，提高供配电系统的功率因数，最终实现节能目的。除了上述提到的异步电动机等感性负载给系统提供无功功率以外，还能采取一些人工无功功率的补偿方法，由于人工无功功率的补偿的灵活性能非常好，因此，可根据无功功率大小的实际情况，来科学选用合适的无功功率补偿装置。

技术人员在选择使用并联电力电容器进行人工无功功率补偿时，通常会使用相应的谐波治理方法，能有效避免由于谐振引起的电容器绝缘击穿故障。谐波吸收装置主要有谐式谐波吸收装置、无源滤波器、有源滤波器、有源无源复合型滤波器、静止无功发生器等等。不同的谐波治理设备适用于不同的场所，供配电系统必须满足下列三个条件中的一个，才能设置滤波器：第一，供配电系统的自然功率因数偏低，需要作电容补偿；第二，必须减少低电压畸变来防止灵敏负载被干扰；第三，必须减少电流畸变来防止馈线和设备过载。值得一提的是，当供配电系统内有相对集中的200KVA及以上大容量非线性负载时，可采用无源滤波器；当供配电系统内有200KVA级以上非线性负载，并且变化很大，而采用的无源滤波器无法有效工作时，应采用有源滤波器；当供配电系统内不仅有200KVA及以上相对集中、长期运行稳定的大容量非线性负载，并且有大容量经常变化的非线性负载时，可采用有源无源组合型滤波器。另外，在无功功率变化很大、谐波严重的系统内，可采用静止无功发生器，在校正功率因数的过程中，也有效抑制了谐波。静止无功发生器（SVG），指自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式，SVG有着无可比拟的优势，是目前国际上最先进的电力技术，5-20毫秒就能完成一次补偿，SVG可以从0.1千法开始进行无级补偿，完全实现了精确补偿，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波，SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。为解决供配电系统线路上的损耗，有效确保人工无功功率补偿的平衡性，并且补偿要有方向性，一些高压电容器中，应对高压部分进行补偿，一些低压电容器中，应对低压部分进行补偿。

（五）供配电系统设计中照明节能的设计

照明节能设计也是供配电系统节能设计的重要组成部分，长久以来，我国大力倡导绿色照明，由于绿色照明设计不仅能有效提高人们的工作效率和质量，提高人们的生活水平，还能有效保护人们的身心健康，促进人的全面发展，从而节约能源资源，保护环境，加快资源节约型、环境友好型社会的建设速度与质量。因此，在进行照明节能设计时，应注意以下几点：

第一，节能灯具以及灯具控制的选择方面。在进行建筑照明设计时，技术人员应从灯具本身设计出发，科学选用高效节能灯具型开关以及装置，事实证明，这是一种高效的节电措施。不同工作区域应有不同的照明需求，可适当的增加照明开关的数量或者增加节能灯具的数量。如，卧室灯场所应选用可调控亮度的灯具开关；再如，楼道走廊中，可选用声控灯具开关等。

第二，充分利用自然光。为了提高建筑物的采光效果，设计师应充分利用自然光。如，在一些条件较好的场所，可以适当开大建筑物内的窗户；而一些无法打开窗户的场所，应选用透光强度好的玻璃。良好的采光条件，能有效减少电能的使用，最终实现节能的目的。

结束语

供配电系统节能设计涉及范围广，本文从供配电系统设计、无功功率补偿和照明节能等方面进行分析，提高供配电系统节能设计的科学性、有效性，有效提高系统运营的经济性、环保性，从本质上提高电能的利用率与电能的节约，加快假设资源节约型、环境友好型社会，提高社会效益的同时也加快了国民经济的发展步伐。

参考文献

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