供配电设计中节能技术的方法和应用

施逢源　郭建慧

随着经济的发展和科技的进步，能源的消耗在世界范围内持续增长，能源问题日益突出，并已成为全球共同关注的问题。据资料显。示：我国电网产生的总损耗占发电量的5.32%，在这样的形势和背景下，节能作为我国可持续发展的一项长远发展战略和基本国策被提到重要的位置上。供配电设计应该充分认识到节能的重要性，并在供配电设计中，从全局的角度出发，通过节能方法和措施的合理运用，达到节能降耗的目的。

供配电设计中节能技术的重要性

在供配电的设计中加入节能技术，主要是从节约资源的角度出发，以处理好资源和环境与社会经济友好发展的关系，从而为人类营造更好的生活环境。节能技术在供配电设计中的使用，可以有效提高单位电量的使用率，从而不断提高电能的优化配置率。随着经济的发展，我国电能的使用率在逐步提高。近年来，为提高我国的发电能力，为减少对已有资源的过度开采和使用，在不断的开发新能源，采用新技术。而在供配电设计中采用节能技术，减少能源的浪费和过度使用，会对经济的可持续发展发挥出积极的推动作用。

供配电设计中节能技术，在节能工作中发挥重要作用，它重视优化产业结构，大力开发以水电为主的可再生能源，调整和优化能源产业结构，提高能源转换和利用效率，以最少的资源消耗获得最大的经济和社会收益：建立节约型电力生产供应体系，把资源节约与效益目标相结合，不断加大基础性管理和设备治理力度：加强电力消费管理，提高全社会用电水平，不断提高电能利用率和提高终端用电效率。

供配电系统节能设计方法

注意供电压等级选择。在供电过程中，若输电线上的电压相对偏高，其输送容量也就相对偏大一些，进而使输送距离也会更远。如果电压大小相同，输送的距离越远，其输送容量就会更小。所以，供配电系统设计以及供电电压选由负荷容量大小、输电距离以及用电设备等因数共同确定。若供电电压相对较大，输电线路上的电流就会非常小，同时电能损耗也会也非常小的。变电所位置的选择要距离负荷中心近一些，供电半径就会减小，同时输电线路损耗也会有所降低。若在供电电压允许范围之内，选用高等级的供电电压最终可以实现节能，不过前期的资金投入量相对较大，因此，对设计方案要进行反复的比较与分析，从中选择更经济的一种。

重视供电线路设计。一般情况下，供电线路的选择，导线电缆截面加大，尽管最终能够达到节能目的，但是，其投资成本却是非常的大；而若选择偏小的截面，则又会直接影响到设备的正常运行，同时使用周期也会大大缩短，给电力企业带来巨大的经济损失。但是，结合相关公式可得出：为进一步降低电阻值，首先要降低输电线路的电阻值。若输电线路较远，在满足载流量以及热稳定性的基础上，要尽可能选用截面较大的电缆。然而，对于计费相同的负荷，如：空调、照明、电热水器等，都是通过使用一条干线进行供电。若处在不使用空调的季节中，依然可以使用此干线来传输更小的电流，这样也有利于降低输电线路损耗。

供配电节能设计措施

科学选择变压器。变压器是电压变换设备，广泛应用于电力系统，特别是10kV和35kV电压等级的变压器，在电力系统和配电系统中使用普遍，数量较大。据统计，目前在电网上运行的10kV和35kV级变压器约有10亿kVA以上。由于使用量大，运行时间长，变压器的选择和使用存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的10kV和35kV级变压器。选择高效节能产品，不但对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是用电企业改善经济效益的重要途径。在供配电设计中应选择高效节能变压器，从而有效减少电力运行费用，实现良好的经济效益。

合理选择电动机。在供配电设计中，电动机的选择经应根据负荷运行不低于额定容量的40%，变压器负荷率宜在75—85%，不低于60%。减少电动机能量损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。异步电动机在空载或轻载运行时，功率因数很低，空载时功率因数低于0.4，轻载时约为0.6左右；负荷在70%以上至满载时功率因数较高，约为0.85左右。所以，设计时如能正确的选择电动机的容量，使之尽可能地满负荷运行，将会大大提高自然功率因数。特别是当电动机处在空载运行状态时，或者是选用的为异步电动机，电动机的功率因数会非常低，例如：在空载时，功率因数在0.2—0.3范围内：而当处在满载情况时，功率因数则较高，可达到0.85—0.89范围。因此，在供配电系统设计过程中，对于异步电动机的容量要合理进行选择，要求容量不能选择过大，使之能够达到满负荷运行即可。

提高功率因数，实施照明节能。如果将配电系统功率因数予以提高，那么能够大大降低输电线路上的无功损耗，最终达到节能目的。在电网系统中，电流在流经高压与低压线路后，最终传送到供电设备的末端，这样一来，进一步增大了输电线路上的功率损耗。但是，这些损耗经过采取一定补偿措施后，是完全能够避免的。通常主要采取以下两种对策：一方面，降低设备的无功功率损耗，提升用电设备功率因数。因此在设计过程中，最好选择功率因数较高的设备。另一方面，采用静电电容器。在使用电容器之后，能够产生无功电流，这样一来，可抵消设备滞后的无功电流，从而提高设备的功率因数。

在节能应用方面，绿色照明灯具和光源的选择尤为重要。随着科技的发展进步，照明灯具和光源不断向高效节能方向发展，其节能效果也十分显著。与普通白炽灯相，T8型荧光灯的节能可达10%：紧凑型荧光灯比普通灯具的寿命也更长，节能效果好；高压钠灯替代高压汞灯，也可节约电能37%。此外，LED光源的广泛应用，也可以有效节约电力能源。

在供配电设计中，应将节能技术的方法和措施加以科学合理的应用，这样才能有效的降低电能的损耗，保证供配电系统有效的运行。在具体的系统设计过程中，应注意各种新的节能技术和产品的应用，在有限的投资下达到优化的节能目的，这对我国构建和谐、节能型社会有着非常重要的现实意义。