供配电设计中的节能方法和措施研究

摘要：电力行业发展迅速，配电系统所需求的资源也越来越多，消耗的电力能源问题需要解决，为有效降低配电设计过程中能源的损耗，保证能源的可持续利用，应加强配电设计系统中节能技术的应用，保证电力行业可持续快速发展。能源保护对国民生产起着重要作用，只有在配电设计系统中改善节能系统的设计，才能保证节能系统能长久应用在配电设计过程。

关键词：电力行业；配电设计；节能系统；电力资源；能源损耗 文献标识码：A

中图分类号：TM92 文章编号：1009-2374（2015）05-0035-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0350

如何在配电设计过程实现节能，电气设计研究人员应该充分认识到在配电设计中节能环节的体现，在配电系统中实现节能设计，能优化配电系统的结构，因此节能系统要与电网发展的前景和趋势综合考虑进行设计，通过有效的节能设计和措施，实现配电设计中节能的目的。

1 供配电线路的设计

配电线路的组成结构主要有电缆电线和架空线路两种结构，在供电配电设计过程中，线路实现电能传输的电线主要是金属导线，但是导线在传输电能的过程中会在线路上出现功率的消耗，与功率消耗相关联的是线路中的电压和电阻以及电路的功率因数。根据功率消耗公式关系得出，电路负荷功率总数不变时，线路消耗的功率与电路电压、功率因素呈反比关系，与电阻是正比关系。经过公式内各因素的关系对比显示，电路设计中可以运用减少电阻的方法降低电路的消耗，而电阻和电路导线的长度、横截面积、电阻量有关，为了达到降低电阻的目的，实现在供配电设计加入节能设计，可利用以下方式降低导线电阻：

1.1 减少电路导线的长度

在供配电装置设计的允许下，尽可能降低导线之间的距离，考虑将变电站安置在线路连接的中心位置，尽量使线路以直线方式拉伸连接，并在低压配电的过程中选择使用无需回路的装置的方式，减少电路导线的长度，提高节能的效率。

1.2 加大电路导线的横截面积

在必须使用很长导线连接的电线上，并具备热量稳定、电流负荷量也较为稳定、电压减少的前提条件，增加电路导线的横截面积，从而达到节能的效果。

1.3 降低导线电阻

应选择电阻数较低的导线来降低导线的电阻，如铜芯导线，从而实现节能的目的。

2 照明灯的节能设计

照明灯使用的总电量是供配电系统主要的耗电系统之一，也是人们生活过程中必须使用的照明工具，提供了极大的便利。因此在电力系统节能设计中，照明灯节能设计是必不可少：（1）在供配电设计过程中，设计人员应对照明用电量进行详细的分析和计算，根据国家对照明灯使用的规范要求，结合照明灯照明所需的功率和光亮度数，经过核算后设计出能达到节能目的的照明灯系统；（2）照明灯设计系统中需要将分配载重，分配的原则遵照三相载重进行，在分配的过程中需要避免电线在电能传输过程中的增加电能损耗或者出现变压系统增加的情况，需将三相载重进行均匀的分配；（3）照明灯的节能设计在选择灯具时，应集合光源综合考虑加以使用，如T5荧光灯与普通白炽灯的消耗电能的结果对比，节能效果明显优于白炽灯，且经实验证明紧凑型荧光灯灯具比普通白炽灯灯具的使用时间更长，其中高压钠灯的节能效果是所有照明灯具中最好的，因此设计过程应根据不同场合的需要进行合理分配，室外活动尽量选择高压钠灯，因此在设计节能照明灯时应结合以上三个特点，尽量选择合适的材料和系统设计出最具节能效果的照明灯。

3 电气设备的正确选择

正确选择电气设备能为供配电系统提供有效的节能设备，是供配电设计过程中的主要步骤，并为节能设计起到积极的推动力，只有选择正确的电气设备投入到供配电系统设计中使用，才能更好地保证电能传输的质量，以达到减少电能损耗的目的，选择电气设备主要查看两个关键因素是变压器和电动机两个方面，变压器能根据电能传输的负荷量和运输时间进行调整，而电动机的使用则充分考虑到功率条件。具体选择方式：

3.1 变压器的选择

变压器即变压设备是供配电系统的必要设备，变压设备的型号选择上应充分考虑到选用S9或者SC10等具备节能设计的变压设备，另外也可以从电阻值大小的设备进行选择，一般考虑电阻值比较小的变压设备。

3.2 电动机的选择

根据供配电系统的设计，选择适当容量的电动机设备，同时保证供配电系统达到节能的目的。电动机的选择设计，可以合理选择具备高效运转和低量消耗节能设计的电动机，并根据电量载重数量、运转速度和启动次数等多方面条件的考虑，从而能选择出合适供配电系统的电动机，进一步实现供配电系统设计的节能。

4 人工无功功率补偿

在进行供配电设计的过程中，为能有效地降低电路传输电能的功率损耗，可以通过对变压设备和电动机的所需负载的电量进行仔细分析，选择与供配电系统相匹配的用电设备，从而有效提高无功功率的因数，电动机和变压设备是供配电系统中占据重要地位的用电设备，提高无功功率就容易达到节能设计的目的。人工无功功率补偿也是无功功率补偿装置，来提高供配电系统的功率因数，但是无功功率大小不一致，那么可供人工无功功率补偿装置也不同，为实现更有效节能，应合理选择适用的人工无功功率补偿装置。如：

4.1 补偿方式的平衡性

根据电压线路不同的损耗和电能的流失，要充分保证人工无功功率补偿的平衡性，即高压电容器应向高压部分进行补偿，而低压电容器则向低压部分补偿。

4.2 电路感性负荷补偿

电路感性负荷人工无功功率的补偿，可选择采用并联电力电容设备实现。但是设计人员应注意的是，无论是采用哪一种类型的人工无功功率的补偿形式，都应该以达到最大节能设计为目的。根据不同的电路电线传输电能的承载量和与其相关的设备条件，还可以选择分散补偿或集中补偿等人工无功功率的补偿形式。

5 供配电系统的总体规划设计

除了在实际生活过程加入节能设计的方式，还需要考虑到供配电系统的总体规划的设计方案的建立，选择合理应用的电压级数，来设计出最佳节能设计系统，为了解供配电系统的总体方案的设计，设计人员应对不同电压级数及与其相对应的线路电路传输的能力参照，如表1所示：

表1 不同电压级数的电路运输能力

电压级数（kV） 线路结构 电路运输量（MW） 传输距离（km）

6 电缆电线 3 ≤2

7 架空线路 0.1～0.2 4～16

10 电缆电线 4 ≤5

9 架空线路 0.2～2.1 6～21

35 电缆电线 15 ≤19

34 架空线路 2～7 20～51

61 架空线路 4～30 29～100

110 架空线路 10～51 50～151

221 架空线路 100～301 99～300

331 架空线路 199～1000 199～600

501 架空线路 1000～1600 299～1000

6 结语

电能消耗是当下发展过程中的能源损耗较为严重的一项能源，无论是人类的日常生活用电还是企业发展的工程用电对电能的需求量越来越大，而电力能源在使用的过程还经常出现浪费的现象，导致能源使用面临紧缺的状况，针对此类的问题的产生，解决能源消耗和浪费，实现绿色节能理念，供配电设计中的节能设计是必不可少的设计趋势，电路节能设计的应用，一定能在电能能源节约上起到良好的积极作用，优秀的节能设计方案，还能给企业带来更大的经济效益，同时降低了电网工程在电路传输过程减少电能的损耗，从而达到节能的目的，为国民经济增长带来了更大的效益。

参考文献

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[2] 杨钟益.关于送配电线路的防雷与接地技术的探讨

[J].黑龙江科技信息，2010，（34）.

[3] 李晓利.工业供配电设计中的常见问题[J].通讯世界，2014，（3）.

作者简介：赵德均（1965-），男，浙江诸暨人，国网浙江诸暨市供电公司工程师，研究方向：电力设计。

（责任编辑：周 琼）