呂穎利，趙會娟

濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟(jì)源 459000

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，用電設(shè)備的種類和數(shù)量不斷增加，這雖然豐富了人們的生活，但也消耗了大量的電能。提高人們的節(jié)電意識、適當(dāng)限電等措施雖然能減少電能的消耗，但是要想從根本上解決電能緊缺的問題，需要從供配電系統(tǒng)的節(jié)電技術(shù)入手，不斷地優(yōu)化相關(guān)節(jié)電技術(shù)[1]。

1 供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的重要性

電力資源給人們的生活帶來許多便利。使用電力能夠降低人們的勞動強(qiáng)度，減少勞動力投入[2]，如使用全自動洗衣機(jī)可以完成衣物清洗的全過程，讓人們節(jié)約更多的時間；電力能夠讓人們的生活更加舒服，如空調(diào)的使用，可以讓人們更加適應(yīng)氣候的變化。家用電器的使用都離不開電力資源的支持，如果人們的節(jié)電意識不強(qiáng)，就會造成電能的浪費(fèi)，給供配電系統(tǒng)增加壓力。長此以往，一旦城市的儲備電能不足以支撐人們的正常生活，會給人們的生活帶來非常嚴(yán)重的影響?，F(xiàn)在，我國很多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了電力資源緊張的問題，為了解決這一問題，相關(guān)部門已經(jīng)采取了措施，如大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電或者太陽能發(fā)電等發(fā)電技術(shù)。電能的持續(xù)增加雖然能解決部分電力資源緊張的問題，但還需要節(jié)電技術(shù)和節(jié)電意識的共同配合，才能從根本上解決電能緊缺的問題[3]。

使用供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)能夠降低火力發(fā)電中煤炭的使用量，有效緩解環(huán)境污染的問題，為保護(hù)環(huán)境作出更多的貢獻(xiàn)。從企業(yè)的角度出發(fā)，節(jié)電技術(shù)能夠減少用電量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭力。因此，技術(shù)人員要加強(qiáng)對節(jié)電技術(shù)的研究，升級和改造電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以調(diào)整和優(yōu)化我國資源結(jié)構(gòu)，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更多的貢獻(xiàn)。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題和解決措施

節(jié)電技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分為兩種模式，一種是在設(shè)計供配電系統(tǒng)時直接按照相關(guān)要求加入節(jié)電裝置，從源頭上實現(xiàn)節(jié)能；一種是針對已經(jīng)完成的供配電系統(tǒng)，如果在使用過程中發(fā)現(xiàn)電能的消耗過大，需要調(diào)整和改進(jìn)供配電系統(tǒng)，確保改進(jìn)后的供配電系統(tǒng)符合實際要求[4]。設(shè)計人員在設(shè)計供配電系統(tǒng)，容易出現(xiàn)以下問題，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行改進(jìn)，并采取相應(yīng)的節(jié)電技術(shù)。

2.1 配電設(shè)備設(shè)計不合理

部分開發(fā)商為了節(jié)約成本，使用的配電設(shè)備相對落后，導(dǎo)致線損過高或者出現(xiàn)配置容量不足等問題，影響整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行；有的設(shè)備在使用過程中，由于用電負(fù)荷的增加，會導(dǎo)致電能表斷路，加速供電設(shè)備的老化，這不僅不利于電能的長期穩(wěn)定使用，還會增加故障發(fā)生的頻率；如果設(shè)計人員沒有給近距離使用的配電設(shè)備安裝保護(hù)裝置或者智能開關(guān)，會導(dǎo)致設(shè)備的利用率不足，也不利于電能的節(jié)約[5]。

在上述情況下，技術(shù)人員需要重新評估供配電設(shè)備，對于能改進(jìn)和完善的設(shè)備采取相應(yīng)的措施，增加節(jié)能裝置；對于已經(jīng)無法改進(jìn)的設(shè)備，要進(jìn)行更換，選擇更加節(jié)能并符合要求的裝置，確保后期的節(jié)能效果。

2.2 計量方式不統(tǒng)一

設(shè)計人員要根據(jù)實際的用電群體來確定供配電系統(tǒng)的計量方式，根據(jù)不同的用電量采取不同的計量方式[6]。例如，為了滿足工作需求，醫(yī)院和工廠需要使用大量的設(shè)備和儀器，用電量非常大，設(shè)計人員需要按照工作區(qū)的劃分來安裝計量表；居民小區(qū)的生活用電與工業(yè)生產(chǎn)用電相差較大，只需在合適的位置安裝計量表即可。如果計量方式和標(biāo)準(zhǔn)不同，會給技術(shù)人員監(jiān)測電能增加難度，并導(dǎo)致電能流失過多。

針對此種情況，技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況重新安裝計量設(shè)備，并觀察一段時間，以便及時發(fā)現(xiàn)電能消耗異常的位置，再制訂相應(yīng)的節(jié)能計劃，保證使用的節(jié)電技術(shù)更加符合實際需求。另外，在改進(jìn)過程中技術(shù)人員還可以添加相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測用電數(shù)據(jù)，以便及時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)信息，更早地發(fā)現(xiàn)故障，并采取相應(yīng)的解決措施，從而確保用戶的用電安全。

3 供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 合理設(shè)計供配電線路，選擇優(yōu)質(zhì)電纜

供配電線路的整體結(jié)構(gòu)不是特別復(fù)雜，但線路的主要材料是金屬導(dǎo)線，在電能的傳輸過程中會產(chǎn)生一定的損耗，電壓、電阻等都是造成電能損失的原因[7]。因此，技術(shù)人員在使用配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)時，要優(yōu)先考慮供配電線路的設(shè)計問題。根據(jù)實際情況最大限度地降低電阻，節(jié)省電能。

除了保證供配電線路符合要求，要選擇更優(yōu)質(zhì)、更合適的電纜。電纜的選擇不僅關(guān)系著節(jié)電效果，還能影響用電的安全和企業(yè)的投資成本。電纜的截面積如果太小，雖然能夠節(jié)約成本，但是會增加線損，不利于使用安全；反之，如果截面積太大，會增加成本，但是能夠減少線損，增加電纜使用的安全性。技術(shù)人員在選擇電纜時，要根據(jù)導(dǎo)體載流量等參數(shù)，確定電纜的橫截面積。在電力工程中，技術(shù)人員要結(jié)合供配電線路的設(shè)計方案，綜合考慮工程的投資及線損情況，全面地考慮導(dǎo)體的載流量和電流密度，選擇更合適的電纜。

3.2 合理選用燈具，科學(xué)設(shè)計照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)消耗的電能非常大，技術(shù)人員需要在照明系統(tǒng)中合理使用節(jié)電技術(shù)[8]。技術(shù)人員要嚴(yán)格遵守我國相關(guān)的照明系統(tǒng)的使用規(guī)范，準(zhǔn)確地計算需要的電量，并在安裝過程中嚴(yán)格檢查照度值等信息。在同等的照明條件下，要盡量選擇功率更低、節(jié)能效果更好而且使用壽命更長的燈具。例如，LED燈具的節(jié)能效果比普通的燈具要好，技術(shù)人員可以優(yōu)先選擇LED燈具。為了避免電線損耗的情況，技術(shù)人員要均勻分派照明線路，并嚴(yán)格按照三相載重進(jìn)行設(shè)計，確保照明系統(tǒng)能夠滿足用戶的需求。

3.3 使用干式變壓器，降低無功損耗

在應(yīng)用供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)時，技術(shù)人員可以選擇干式變壓器，其可靠性更高、功能更加豐富、節(jié)能效果更好，得到了很多企業(yè)的認(rèn)可，應(yīng)用非常廣泛。干式變壓器使用的是一體式硅鋼片，更節(jié)能；而傳統(tǒng)的油浸式變壓器采用的是油浸層疊硅鋼片，使用過程中會消耗更多的能源；兩者的能源消耗相差近70%，使用干式變壓器能夠降低無功損耗，實現(xiàn)節(jié)電的目標(biāo)。

3.4 合理設(shè)置配電系統(tǒng)，減少線損

（1）合理設(shè)置導(dǎo)線的長度。設(shè)計人員在設(shè)計過程中要盡量以直線輸出為主，以減少能源的損耗和浪費(fèi)。在實際工作中，設(shè)計人員不能只考慮節(jié)約能源的問題，還要保證線路的設(shè)計符合人們正常的生活需求以及所在位置的未來規(guī)劃，應(yīng)該選擇最合適的電纜布置方式和長度，以最大限度地減少線損。

（2）合理設(shè)置變配電所的位置。技術(shù)人員要對負(fù)荷進(jìn)行分析和歸類，在離負(fù)荷較近的位置設(shè)置變配電所，而普通負(fù)荷主要由主干電纜供電。該方式不僅能夠起到節(jié)電的作用，還能保證供電的安全性。如果實際的用電負(fù)荷分布變化不大，技術(shù)人員可以將變壓器的位置設(shè)置在中心位置，以保證節(jié)電效果。有人曾經(jīng)進(jìn)行過實驗，他們將變壓器分別放置在離用電負(fù)荷150 m和300 m距離的位置，發(fā)現(xiàn)隨著距離增大，線損也增大。根據(jù)這一實驗結(jié)果，如果變壓器的位置在用電負(fù)荷周圍，能夠有效減少線損。在實際工作中，技術(shù)人員應(yīng)該充分合理設(shè)置變壓器的位置，以最大限度地減少電能損耗。

（3）合理設(shè)置配電室的位置。配電室應(yīng)該設(shè)置在電氣豎井的周圍，以減少主干線路的數(shù)量和尺寸，降低線損。尤其是對于高層建筑，配電室和電氣豎井的合理設(shè)置能夠減少電纜的長度。

3.5 提高功率因數(shù)，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償

生活和生產(chǎn)中用到的用電器大多數(shù)都會產(chǎn)生無功功率，這類用電器在使用過程中會消耗大量的電能。為了解決這一問題，技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況，安裝合適的變壓器等設(shè)備。除此之外，技術(shù)人員還可以安裝無功功率補(bǔ)償器，以此來提高自然功率。技術(shù)人員在安裝無功功率補(bǔ)償器時，需要調(diào)整無功功率的參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)其過大，要及時進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)實際情況采用合適的補(bǔ)償器，從而減少線路中電能的損耗。

無功功率對供配電系統(tǒng)的影響非常大，對電能和供電容量都有一定的限制，還會增加線損。技術(shù)人員在應(yīng)用供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)時，要通過無功補(bǔ)償?shù)姆绞絹硖岣吖╇姀?qiáng)度，節(jié)約電能。提高功率因數(shù)是無功功率補(bǔ)償?shù)囊环N節(jié)電技術(shù)，其優(yōu)勢非常明顯，使用頻率非常高。技術(shù)人員在進(jìn)行無功功率補(bǔ)償時，主要有以下兩種方式。

（1）就地補(bǔ)償法。使用就地補(bǔ)償法的前提是供配電系統(tǒng)的容量較大而且負(fù)荷相對平穩(wěn)，在設(shè)計時還要盡可能地提高功率因數(shù)。

（2）集中補(bǔ)償法。技術(shù)人員在使用集中補(bǔ)償法時最好選擇自動調(diào)節(jié)的補(bǔ)償設(shè)備，避免由于過度補(bǔ)償而造成無功負(fù)荷倒送的問題，如在供配電系統(tǒng)的低壓面安裝符合實際需求的電容器柜。此外，也可以安裝電容箱來提高功率因數(shù)。電容箱主要對供電系統(tǒng)內(nèi)部的靜電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，通過無功電流的相互抵消，控制無功電流，并在要求的范圍內(nèi)最大限度地提高功率因數(shù)，通過兩者的共同配合，實現(xiàn)節(jié)電效果。

功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的影響非常大，技術(shù)人員要根據(jù)工程的實際情況，科學(xué)地選擇節(jié)電技術(shù)。

3.6 抑制諧波，減少電能損耗

電網(wǎng)中諧波的存在是造成電能損耗的原因之一，其危害較大。在電流通過時諧波的存在會導(dǎo)致熱量過高從而造成設(shè)備的損壞；諧波的存在會干擾感性負(fù)載，使控制系統(tǒng)無法正常使用，增加電能傳輸過程中的能量損耗；諧波會增加電磁干擾的強(qiáng)度，給電網(wǎng)造成更大的壓力。諧波的危害大，而且產(chǎn)生諧波的原因比較多，技術(shù)人員需要通過合適的方法來抑制諧波。目前最常用的方法是安裝無功補(bǔ)償裝置，其在有諧波的環(huán)境中，能夠吸收特定頻率的高次諧波，從而起到抑制諧波的作用。

3.7 采用現(xiàn)代化省電裝置，穩(wěn)定輸送電壓

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，供配電系統(tǒng)的節(jié)電技術(shù)也有了新的突破，如省電裝置的應(yīng)用。該裝置的內(nèi)部是比較特殊的電磁結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部接入了調(diào)壓器；外部具備獨(dú)立的相位，并且能夠起到消除諧波的作用。省電裝置主要通過電磁的平衡效應(yīng)，減少電動機(jī)的啟動電流，從而調(diào)整設(shè)備的電壓平衡，使電壓在傳輸過程中更加穩(wěn)定，節(jié)約更多的電能。

4 供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用案例

以某機(jī)械廠為例分析供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用。該廠的生產(chǎn)過程主要依賴電能，但是在實際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的電能消耗非常大，增加了企業(yè)的制造成本，于是企業(yè)決定重新設(shè)計節(jié)電方式。技術(shù)人員根據(jù)該廠的實際情況，調(diào)整了供配電系統(tǒng)的主線，選擇在35 kV側(cè)和10 kV側(cè)，通過降壓變電的方式將電壓變?yōu)?0 kV，然后通過車間進(jìn)行降壓變電，使電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備工作所需要的電壓。技術(shù)人員選擇了變電壓容量較大，而且能夠滿足該廠生產(chǎn)需求的電氣設(shè)備。完成該工廠的供配電系統(tǒng)改造后，對該廠一段時間內(nèi)的用電量進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)電能的使用量有所減少，說明使用的節(jié)電技術(shù)符合該廠的發(fā)展需求。

5 結(jié)束語

國家的發(fā)展和人們的生活離不開電能，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展的今天，供配電系統(tǒng)的節(jié)電技術(shù)也在逐漸提高。技術(shù)人員要不斷提高自身的技術(shù)水平，學(xué)習(xí)和掌握更多先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)，從而實現(xiàn)節(jié)約能源、降低企業(yè)的運(yùn)行成本的目標(biāo)，并為我國的可持續(xù)發(fā)展作出更多的貢獻(xiàn)。