張光凱

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610081)

淺談工民建供配電系統(tǒng)的節(jié)能策略

張光凱

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610081)

為了促進(jìn)供電效率的有效提高，最大限度地減少電能損耗，在貫徹落實(shí)節(jié)能減排政策的基礎(chǔ)上，采取多樣化的節(jié)能策略勢(shì)在必行?，F(xiàn)對(duì)工民建供配電系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能分析，并提出了具體的節(jié)能策略。

工民建；供配電系統(tǒng)；損耗；節(jié)能策略

0 引言

在當(dāng)前的工民建工程的供電、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，部分設(shè)計(jì)者通常僅僅考慮到設(shè)備的節(jié)能效應(yīng)，將節(jié)能設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)設(shè)定于提高系統(tǒng)的使用功率等方面，而較少關(guān)注到系統(tǒng)整體節(jié)能方面的功能。伴隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力能源在廣大居民的日常生活中扮演著重要的角色，但由于供配電系統(tǒng)的不合理設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了電能的損耗與浪費(fèi)，也減短了設(shè)備的使用周期。同時(shí)隨著我國(guó)工業(yè)水平及國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的日益提高，能源的匱乏已成為影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一大難題?；诖耍诠I(yè)及民用建筑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能策略勢(shì)在必行。以下將對(duì)工民建供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能分析，并提出具體的節(jié)能策略。

1 工民建供配電系統(tǒng)節(jié)能分析

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)主要遵循在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，盡最大可能降低電氣設(shè)備自身的能源消耗及系統(tǒng)的整體能源損耗的原則。在當(dāng)前全球能源危機(jī)的背景下，節(jié)能設(shè)備的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了前所未有的熱潮，且各類效率較高的節(jié)能設(shè)備也不斷涌現(xiàn)出來(lái)。但在工民建工程的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，單純考慮設(shè)備的節(jié)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需將整個(gè)系統(tǒng)供配電設(shè)計(jì)的合理性納入考慮的范疇，并以此作為參照，制定最優(yōu)節(jié)能計(jì)劃。

在工民建供配電系統(tǒng)中，能源的耗損主要由2個(gè)方面組成，包括變壓器的損耗及供電線路的耗損。而且依照電能損耗的變化概況，可將其分為可變電能耗損與固定耗損。一般來(lái)說(shuō)，造成電能固定損耗的原因包括系統(tǒng)內(nèi)部變壓器的損耗及供電線路與電氣設(shè)備之間的介質(zhì)耗損。固定電能耗損的大小同樣與整個(gè)供配電系統(tǒng)的電壓及頻率有著不同程度的聯(lián)系，它是客觀存在的，并伴隨著系統(tǒng)負(fù)載的增加而增加。針對(duì)固定損耗的節(jié)能，一般從設(shè)備方面采取措施，它所占據(jù)系統(tǒng)整體能耗的比例相對(duì)較低，在15%左右。而可變損耗則占據(jù)整個(gè)系統(tǒng)能源損耗的80%左右，它主要是由于電流流經(jīng)變壓器與其他導(dǎo)體而產(chǎn)生的能源損耗，一般我們將其稱為銅損，其損耗大小與線路的阻抗性能及通過(guò)導(dǎo)體的電流大小相關(guān)。因此，工民建供配電系統(tǒng)的節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)放在降低系統(tǒng)可變損耗方面，將節(jié)能策略應(yīng)用于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不僅能夠有效提升供配電系統(tǒng)的使用效率，同時(shí)也能夠提升相應(yīng)供配電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 工民建供配電系統(tǒng)中節(jié)能策略的應(yīng)用

基于節(jié)能策略在工民建供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要性考慮，為貫徹節(jié)能減排的理念，優(yōu)化電力資源的配置，提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，十分有必要將節(jié)能策略應(yīng)用于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。以下主要介紹在供配電系統(tǒng)中節(jié)能策略的應(yīng)用。

2.1 降低固定損耗的主要節(jié)能策略

在供配電系統(tǒng)中，導(dǎo)致固定電能損耗的關(guān)鍵因素在于供電設(shè)備及變壓器的選擇。其中變壓器的選擇與固定能耗節(jié)能存在較為緊密的聯(lián)系。當(dāng)前，在電壓交換設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備主要包括10 kV與35 kV的變壓器。在整個(gè)供配電系統(tǒng)中，變壓器發(fā)揮著巨大的作用，同樣也是電力領(lǐng)域所研究的重點(diǎn)內(nèi)容。因此，為減少供配電系統(tǒng)的固定電能損耗，需要根據(jù)供電實(shí)際情況合理計(jì)算出系統(tǒng)負(fù)荷與所需配置的變壓器的具體容量與數(shù)量，盡最大可能保障系統(tǒng)變壓器所能承載的實(shí)際負(fù)荷滿足系統(tǒng)節(jié)能需求。應(yīng)綜合考慮到影響系統(tǒng)電力負(fù)載的各類因素，包括工民建工程中專用設(shè)備的配置類型，用電設(shè)備的選擇，如空調(diào)系統(tǒng)、照明設(shè)施、動(dòng)力設(shè)備等，掌握建筑物內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)。在供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)中必須以負(fù)荷計(jì)算作為節(jié)能策略制定的主要依據(jù)，合理選用高效的節(jié)能產(chǎn)品，同時(shí)盡最大可能降低變壓器的成本。因此，在變壓器的選擇過(guò)程中，應(yīng)盡量選擇低損耗的節(jié)能變壓器，比如S9、S10以及S11等系列。除此之外，非晶合金類變壓器作為第七代節(jié)能變壓器，目前同樣受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注，且被稱之為現(xiàn)今最節(jié)能的一種配電變壓器。

2.2 降低可變損耗的主要節(jié)能策略

首先，需要合理選擇供配電系統(tǒng)的供電中心，合理設(shè)定變壓器的位置，并選用具備較強(qiáng)性能的高壓線路連接系統(tǒng)負(fù)荷和供電中心，同時(shí)盡可能降低低壓線路的使用長(zhǎng)度，以達(dá)到減少系統(tǒng)線路損耗的目的。一般在工民建工程的建筑設(shè)計(jì)中，為達(dá)到優(yōu)化土地資源配置的目的，減少建筑投資，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)盡量減少設(shè)備房的預(yù)留面積，為了滿足高負(fù)荷的供配電要求，往往會(huì)選擇容量較大的變壓器作為變電所的供電中心，導(dǎo)致線路耗損嚴(yán)重。因而，為降低電能損耗，需要合理選擇供電中心，從供配電系統(tǒng)整體節(jié)能效果出發(fā)，制定合理的節(jié)能措施。在確立供配電方案前，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)整個(gè)建筑物的用電力負(fù)荷的分布情況進(jìn)行精確估計(jì)，保障其在滿足居民及公共用電要求的前提下，盡可能避免供電中心的集中設(shè)置，選用分散布置的方案，降低所選用變壓器的容量，保障配置的穩(wěn)定性。同時(shí)在輸電線路的選擇方面需要減少低壓電纜的使用范圍，按照實(shí)際情況增加必要的高壓線路。

在系統(tǒng)線路的選擇方面，一般選用電阻率較小的導(dǎo)線，同時(shí)還需保障銅芯處于最佳的利用狀態(tài)，此外還需考慮系統(tǒng)節(jié)能的造價(jià)要求，盡量減少設(shè)計(jì)成本，可在線路負(fù)荷較大的一、二類建筑中選用銅質(zhì)導(dǎo)線，在三類或者是電力系統(tǒng)負(fù)荷相對(duì)較小的建筑中采用鋁芯導(dǎo)線。在使用過(guò)程中同時(shí)還需要注意的是應(yīng)在最大范圍內(nèi)減少導(dǎo)線的長(zhǎng)度。在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)或施工的過(guò)程中，應(yīng)保證低壓或配電箱的出線回路處于直線狀態(tài)，盡量少走彎路以及不走回頭線。對(duì)于低壓線路而言，其供電半徑最好不超過(guò)200 m，且在樓層較高的建筑中，低壓配電室應(yīng)盡量與強(qiáng)電豎井靠近。此外，低壓配電室在為每個(gè)豎井提供干線時(shí)，應(yīng)確保負(fù)荷密集區(qū)不超過(guò)100 m，負(fù)荷中等密集區(qū)不超過(guò)150 m，而少負(fù)荷區(qū)不超過(guò)250 m。盡最大可能降低可變電能損耗，進(jìn)而提升整個(gè)供配電系統(tǒng)的節(jié)能效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前建筑電氣損耗相對(duì)較為嚴(yán)重的背景下，要全面貫徹節(jié)能減排戰(zhàn)略，優(yōu)化建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的資源配置，降低經(jīng)濟(jì)成本，需將節(jié)能策略應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，確立恰當(dāng)?shù)碾妷?，選擇合理的布線線路，科學(xué)設(shè)定系統(tǒng)供電中心的位置。同時(shí)還需考慮線路的安全性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能效率等方面，選擇電壓較高的線路連接供電中心，盡最大可能降低線路損耗。從固定損耗及可變損耗兩方面著手，將重點(diǎn)放在占據(jù)較大損耗比例的可變電能損耗的節(jié)能上，做到有效提升整個(gè)供配電系統(tǒng)的節(jié)能效率。

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2014-02-19

張光凱(1983—)，男，湖北武穴人，工程師，研究方向：市政電氣。