供配电设计中的节能方法和措施探究

供配电设计中的节能方法和措施探究

李智

中铁华铁工程设计集团有限公司北京100071

摘要：在新时期发展背景下，我国电力事业取得了有目共睹的成绩。然而，电力系统的运转造成了大量的能源损耗与生态环境污染，不仅制约了整个电力事业的发展，也与国家所倡导的可持续发展理念背道而驰。基于此，本文围绕供配电设计中的节能措施展开深度探究。

关键词：电力事业；能源损耗；生态环境污染；供配电设计；

随着我国经济高速发展，电力能源作为经济建设的必要物质保障，节能方法的探究对环保理念与供配电设计的有机整合具有实际意义。为此，设计人员要从多维度着手，切实提高电力能源转化效率，降低能源损耗，减少环境污染，进而为国家经济建设奠定基础。

1供配电节能设计的实际意义

到2017年，中国年发电总量为6.5万亿千瓦，世界第一；美国第二，为4.02万亿千瓦。中国已经成为电能消耗最大的国家，而这也成为制约经济可持续发展的关键因素。随着能源供应匮乏局势的加重与生态环境污染恶化，节能减排已然成为全人类共同致力探究的新课题。电力能源一直以来都是社会生产与日常生活的基础保障，与现代化建设及民生保障息息相关。电力系统运转过程中会产生造严重的能源损耗，造成产生环境污染，进而制约了经济增速。基于此，在新时期背景下，如何提高电力能源转化效率，优化供配电设计成为电气工程师们的首要任务。在整个电力体系中，供配电设计占据着主导地位，为此，高效应用节能环保措施，控制能源损耗，并不断优化电网结构，以完善供配电体系对电气设计师来讲势在必行。

2强化供配电节能设计的具体策略

2.1优化供配电总体规划设计方案

在供配电设计过程中，首先要制定完善的可行设计方案。基于电力系统实际运转极易受到海拔、天气等诸多主客观因素的影响，为此，设计人员需综合考量多方面制约因素，切实优化整体供配电设计方案。从专业角度来说，影响电力系统的主要因素包括如下几方面：基础配电设备运行效率、用电容量、输配电负荷强度等级、电力输配距离等。在电力能源输配过程中，应结合实际需求，优选电压等级，确保电力系统的稳定运行。此外，还需根据以往积累的实践经验及可行性理论研究成果，优化供配电系统。

在满足电力电源供应的前提下，采用较高电压等级电源供电，也有助于降低电能损耗，提高供电可靠性。但是，需要格外注意的是，如果提高供配电的电压等级，需要依靠高强度、高负荷性能的电气设备作为支持，而这也势必会增加生产成本。为此，在实际应用过程中，设计人员要通过单位指标法预估的年用电量，衡量不同的模式下的线路损耗、变压器损耗、基本电费等实际问题，从而选择利于经济节能的方式。

在供配电节能设计过程中，应当综合考量如下两方面内容：控制能源损耗与投资成本。设计人员可以优化降低变配电级数，尽量控制在三级以内，以求降低电能损耗，合理压缩投资成本。在施工过程中，可适当简化接线操作流程，确保接线设计的合理性与规范性，在保障功能稳定的基础上，控制线路损耗。

需要格外注意的是，降低线路能源损耗需要确保设计方案的科学合理性。例如，通过合理规划配电所与负荷中心的实际距离，避免园区降压站或开闭站与锅炉房临近布置，减少主管沟交叉，从而缩短供电线路半径，减少线损。

此外，我国是个富铝贫铜的国家，铝质导线的性能在不断提高，通过优选线路构成材料，完善线路配置，也可降低线损，控制能耗，产生良好的经济效益。

2.2变压器的选择

在整个配电节能设计体系中，电气设备节能设计属于最基础且最重要的环节，而确保电力设备匹配的合理性与电能质量息息相关。实际工程中，35千伏和10千伏电压等级的变压器，在整个配电体系中的使用较为普遍。优选高效节能变压器，不仅可以控制能源消耗，也有助于压缩生产成本，是企业控制成本，保障经济效益最大化的主要措施。此外，对变压器来说，要兼顾经济性原则与性能安全原则，调整配置数量及容量等级，确保变压器满足能源供应的实际需求。

在选择变压器时，应当优先考虑低损耗、节能型变压器。对于高层建筑、化工生产企业等对消防安全要求较高的场所，可适当的采用低损耗节能型干式电力变压器。根据各地区电网要求和绿色建筑标准，尽量选择满足《电力变压器能效限定值及能效等级》GB24790中2级及以上的能耗标准要求的变压器。再者，还需切实了解变压器在实际使用过程中可能受到的影响，如季节更替、温度变化等，根据严谨的负荷计算，确定变压器规格与容量等级，使变压器在经济负载率范围内工作。

另外，为进一步提高电力能源输配的高效性与安全性，应采用有载调压电力变压器。

2.3灯具的选择与控制

在整个配电系统中，由于照明灯具是生产和生活用电中必不可少的设备，其能源消耗比重可观。针对此，在设计过程中，要加大对照明灯能耗的控制力度。

2.3.1设计人员要综合分析与核算配电量。设计人员需严格执行《建筑照明设计标准》GB50034中照明功率密度限值的要求。

2.3.2在照明灯系统设计过程中，需重新优化配置系统载重，并最大限度的通过控制电线损耗调整电能传输级数。

2.3.3选择节能型灯具。近几年，LED灯具、无极灯具不断推陈出新，其光效已经明显有益于传统荧光灯、卤素灯。以工矿灯为例：传统400W金卤灯发光量约为35000流明，而同等效果的LED灯具、无极灯，基本需要200~240W即可达到类似效果。而且LED灯具色温、频闪、特殊光显色指数、红光饱和度、蓝光饱和度、穿透性等指标已经可以与传统灯具相媲美，无极灯的电磁干扰也逐步控制在正常范围内。目前，像有高清电视转播、投屏、体育馆照明等这些对灯具要求极高的场所改用LED灯具。此外，从寿命上讲，LED灯具、无极灯具的寿命基本能达到5万小时以上，约是传统金卤灯的2倍。因此，建议在今后的设计中，适当考虑LED灯具、无极灯。

2.3.4选择合理的控制灯具方式。在现代化的公共建筑、民用建筑的公共区域、地库等区域内的照明控制，除传统声光控开关外，多采用智能照明控制系统。该系统需具有多种网关接口，并对纳入建筑设备监控系统预留条件。根据应用场景对灯具的控制进行编辑，满足正常、巡视、打扫等不同模式的灯光需求。在走廊、门厅等公共区域设置感光传感器、人体位移传感器等实现人来灯亮人走灯灭、最大限度利用自然光以达到节能目的。

2.4提高功率因数措施

在配电设计过程中，提高功率因数同样对电气节能产生明显的效果。在实际工程中，无功功率补偿需要增设无功功率补偿装置的方式来实现。对于功率补偿装备的选择，应当注意以下几点：

①根据负荷计算选择合理的补偿容量，补偿设备需自动投切，防止过补偿；

②建议采用电容补偿与动态补偿相结合的方式，节约成本的同时又能达到快速响应的目的；

③大型设备（例如容量超过变压器10%）时采用就地补偿；

④根据实际情况，采用滤波装置，提高电能质量。

3结语

综上所述，供配电节能设计是目前企业的核心工作内容之一。由于节能设计涉及多方面内容，所以先要制定科学合理的发、输、变、配的设计方案。通过硬件上的节能措施，软件上的电能监控，再通过企业自身的节能增效的具体工作管理，最终达到整体的节能效果。作为供配电设计人员要不断提高专业技能水平，积累实践经验，在确保供配电系统的安全稳定的前提下优化设计，以降低能源损耗，提高电力能源转化效率，最终为现代化城市建设与经济的可持续发展贡献力量。

参考文献：

[1]李洁敏.供配电设计中的节能方法与措施探究[J].科技展望,2017(9)

[2]赵琳琳.供配电设计中的节能方法和措施研究[J].信息记录材料,2018

[3]高超.供配电设计中的节能方法和措施的研究[J].电子制作,2017(6)