作者/高超，山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司

供配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能方法和措施的研究

作者/高超，山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問(wèn)題日益凸顯，成為各行業(yè)不可忽視的危機(jī)問(wèn)題，因此，科學(xué)、合理地運(yùn)用節(jié)能方法和措施，不僅有助于保證社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也能有效緩解能源緊張的局面。本文以供配電系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析供配電線路的設(shè)計(jì)以及電器設(shè)備選擇，為供配電設(shè)計(jì)的節(jié)能方法和措施提供理論參考。

供配電；設(shè)計(jì)；節(jié)能；措施

引言

現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，加劇了對(duì)能源的消耗以及對(duì)環(huán)境的破壞，在世界范圍內(nèi)不可再生資源的使用率逐年上升，現(xiàn)今，能源和環(huán)境問(wèn)題也已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)不斷惡化的生態(tài)環(huán)境和日益緊缺的不可再生資源，國(guó)家在《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中明確提出“節(jié)能減排”規(guī)劃綱要，并制定相關(guān)法律條例。在電力企業(yè)方面，需要對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，最大限度地降低能源消耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最終目標(biāo)。本文從供配電設(shè)計(jì)方面主要對(duì)節(jié)能方法和措施的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地探討和論述。

1.供配電系統(tǒng)的評(píng)價(jià)分析

電能資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活中的必不可缺的能源，電能可以從其他形式能量轉(zhuǎn)化而得，又能很方便的轉(zhuǎn)變成其他形式的能量，可以進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，電能的控制、分配、測(cè)量都很方便。用戶所需要的電能，主要由電力系統(tǒng)提供，由于發(fā)電廠距離用戶較遠(yuǎn)，需要通過(guò)輸電線路和變電所等中間環(huán)節(jié)，才能把電力輸送給用戶，同時(shí)，為了提高供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通常需要將多個(gè)發(fā)電廠和電力網(wǎng)連接在一起并聯(lián)運(yùn)行，所謂電力系統(tǒng)就是由各種電壓等級(jí)的輸電線路將發(fā)電廠、變電所以及電力用戶聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。

2.供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在供配電系統(tǒng)中，金屬導(dǎo)線是電能傳輸?shù)闹饕绞?，主要分架空線路以及電纜線路兩個(gè)大類。在電能長(zhǎng)距離傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的電阻，由此而產(chǎn)生的功率損耗將是不可避免的。在對(duì)供配電進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用降低輸電線路電阻的方式以及提高輸電線路功率因數(shù)和電壓等級(jí)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)降低功率損耗和節(jié)約電力資源的目的。供配電線路電壓、傳輸功率以及輸送距離關(guān)系如下表1所示。

在供配電節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量保證輸電線路沿直線方向，曲線傳輸會(huì)增加輸電線的長(zhǎng)度，電阻也會(huì)隨之上升，增加了電能損耗，這就要求變電所盡量縮短與負(fù)荷中心的距離，減小供電半徑；在低壓配電過(guò)程中，最大限度地減少輸電導(dǎo)線的長(zhǎng)度，從而達(dá)到降低輸電線路電阻的最終目的。此外，增加導(dǎo)線的橫截面積可以起到節(jié)約電能的目的，因此可以將輸電導(dǎo)線的截面面積適當(dāng)增大。

表1 供配電線路電壓、傳輸功率以及輸送距離關(guān)系

3.電器設(shè)備的選擇

在供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，電器設(shè)備是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)備，適用范圍廣、數(shù)量多，雖然就電器設(shè)備個(gè)體而言，消耗的電能并不多，但整個(gè)供配電系統(tǒng)眾多電器設(shè)備總量龐大，其中所產(chǎn)生的電能消耗不容忽視，因此合理選擇電器設(shè)備也是節(jié)能降耗設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分。

供配電系統(tǒng)當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)、變壓器等用電設(shè)備都具有一定的電感性，通電后會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，改電流會(huì)經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)礁鱾€(gè)用電設(shè)備的末端，必然增加了線路的電能耐損耗，因此，需要通過(guò)合理的設(shè)計(jì)來(lái)降低這種消耗。在滿足功率條件的情況下，可以通過(guò)合理選擇變壓器的容量和電動(dòng)機(jī)的方法，來(lái)達(dá)到降低線路感抗的目的，例如運(yùn)用同步電動(dòng)機(jī)和選擇使用間隙工作制設(shè)備，前提是該電器設(shè)備具有空載切除功能。通過(guò)降低電器設(shè)備的無(wú)功損耗，來(lái)提高其功率因數(shù)（Power Factor），從而實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中很重要的一個(gè)技術(shù)數(shù)據(jù)，用來(lái)衡量電氣設(shè)備的使用效率。如果功率因數(shù)低，表示整個(gè)電力系統(tǒng)用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大， 影響電器設(shè)備的使用效率，增加了電能損耗。因此，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡量采用功率因數(shù)較高的用電設(shè)備。同時(shí)，在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，還需要充分考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)、負(fù)荷性質(zhì)等各方面因素，從而避免不必要的電能消耗。

4.結(jié)論

綜上所述，能源消耗是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展所不可避免的一個(gè)問(wèn)題，其中電能優(yōu)勢(shì)能源消耗最為嚴(yán)重的一項(xiàng)能源，人們?nèi)粘９ぷ骱蛯W(xué)習(xí)以及企業(yè)的生產(chǎn)都離不開(kāi)電能，社會(huì)發(fā)展腳步不斷加快，電能的消耗也越來(lái)越大，因此有必要降低對(duì)電能的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的理念。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，節(jié)能方法和措施是今后發(fā)展必不可少的趨勢(shì)，科學(xué)合理的供配電節(jié)能設(shè)計(jì)，可以有效降低電能傳輸和使用過(guò)程中產(chǎn)生的不必要浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)并且給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

＊ [1]工業(yè)和信息化部，質(zhì)檢總局，發(fā)展改革委.三部委關(guān)于印發(fā)《配電變壓器能效提升計(jì)劃(2015—2017年)》的通知[J].寧波節(jié)能.2015(04)

＊ [2]徐曉東.高壓輸配電線路節(jié)能降耗技術(shù)探討[A].公共管理體制改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C].2014

＊ [3]廖國(guó)棟,楊高才等，供電方式對(duì)中壓配電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的影響[J]電網(wǎng)技術(shù).2011(03)

＊ [4] Xingzhao，WangZhen Liu.Application of the EMC Mod el in Distribution Network of Energy—saving Projects[A]2015 SSR International Conference on Social Sciences and Information(SSR—SSI 2015)