简析节能技术在工业供配电设计中的运用

简析节能技术在工业供配电设计中的运用

刘革

（长沙有色冶金设计研究院有限公司湖南长沙410019）

摘要：近年来，随着我国的经济发展越来越迅速，使得工业领域的用电量，在整体的用电量中占有的比重越来越大，因此，为了实现节能减排的目标，国家要求供电企业在对工业供配电进行设计时，要加大对节能技术的研究，并完善节能技术在工业供配电中的运用，进而满足我国可持续发展的需求。由于工业用电量的逐年上升，现有的节能技术已经远远不能够满足时代的需求，所以，在以后的工业供配电设计过程中，要加强对这项技术的应用研究，使它能够尽可能的满足时代的需求，进而促进我国能源的可持续发展。

关键词：节能技术；工业；供配电设计；运用

近几年来，由于我国经济的稳步上升，工业用电量越来越多，在整个用电量中都可以排上名次的，所以国家让供电单位培养人才不断的深入到节能技术当中，不断探寻供配电的设计，最后达到国家要供电单位做到的地步。可现实是用电量因为社会的迅速发展而不断的变多，但是现在的节能技术并没有达到要求，所以最终并没有达到节能的效果，反而却在浪费资源。工业供配电设计最终还要继续深入，并且考虑技术水平是否能匹配，进而能够符合当今社会的发展，从根本上实现国家的主题。

一、工业供配电系统的节能概述

工业供配电设计需要在实现其基本的为工业以及居民用电提供保障的基本目标的同时，更好的做好节能工作，对于供配电系统的设计应按照以下要求执行：①要响应国家节能减排的战略号召，供配电施工中按照国家相关法律以及行业的制度进行节能技术的应用，例如减少铜质电线的应用，而更多的采用铝质材料等。②应当从全局出发，合理确定供配电系统的整体设计方案，综合考虑供配电设计的各方面影响因素，使系统能够最大程度的发挥功效，减少资源的闲置。③供配电设计要能够为居民和工业用电提供稳定的电力供应，而且要保证其用电的安全。供电设备要尽量选择性能优越、资源损耗较低的高科技设备。④应当结合工程项目的整体特点、规模与发展规划，合理统筹工程的近期需求和远期发展之间的关系，在满足近期需求的基础上，合理考虑远期扩建的可能。总而言之就是，在设计时要保证人员与设备的安全，保证电力供应的稳定，保证电能质量优越，并且要能够节能降耗，保证电力企业的经济收益。另外，在供配电系统的设计工作中，还应注意整体和局部的关系，合理设计，既要从整体考虑，也不可忽视局部细节。

二、节能技术应用在工业供配电设计中的作用

现阶段，节能减排成为社会发展重要研究课题，同时，进行能源优化也是确保自然资源和社会稳定生产的主要途径，保证能源资源分配合理化。工业供配电设计中融入节能技术，在一定程度上确保了资源合理分配。由此可见，节能技术在工业供配电中的重要作用，贯穿始终。在具体工业供配电设计中结合具体要求进行技术优化，保证节能技术作用优势的发挥，解决能源紧张问题。

2.1推动企业结构优化

供配电设计应用节能技术推动企业利用现代化能源，即：风能、光能、太阳能，其技术的应用帮助企业实现转型与优化，帮助企业实现可持续发展。

2.2节省经济投入

现阶段，我国不同区域的电网差价加大，尽管在用煤量同等的机组内其电价也具有较大不同，使得企业在经济效益上难以确保稳定。部分企业为扩大生产而选择花较高价钱购买电能源，使得经济投入增加而影响企业效益提升。而节能技术的出现，将有效解决这一问题，确保了电能源的应用效率，有利于企业实现经济效益最大化。

2.3完善电网结构

随着企业改革的深化，电网结构也打破了传统的形式实现了创新。如果在现阶段电网调度中融入节能调度，将对电网性能的提升具有重要作用。完善了电网结构，实现了优化。

三、供配电设计的特点

电源设计特点，也需要提高注意力有以下方面：第一，低压配电系统。低压配电系统设计的电源设计的重要组成部分，混合动力车，树干和辐射的主要类型，实验设计应该基于电力供应和分配系统的操作条件在一个合理的选择。第二，一个断路器。断路器与真空断路器、油断路器，气体绝缘断路器，结合变电站的快速发展，在实际的设计中应当优先真空断路器或气体绝缘断路器。第三，变压器。电力供应和分配系统的应用主要油浸式变压器，环氧树脂浇注式和干式三种，由于环氧树脂浇注式变压器油浸式变压器噪音小，防火、防潮、易处理的优点，值得选择。第四，电力和照明。基于我国电力和照明用电价格是不同的，当电力供应和分配系统的设计还需要单独的电源和照明配电，并考虑到正常工作和事故情况下的不同的要求，所以他们都是电力和照明配电系统可分为正常和事故系统。因此，在实际设计中，电源和照明系统必须分为正常，事故，正常照明，应急照明，根据其特点分别从不同的设计，以确保电源设计的安全、经济。

四、供配电设计整体规划应用

4.1选择合适的供电电压等级

在电力系统的运行过程中总结出一个规律，当输电线路电压高时，能够传送到比较远的地方，并且容量也相对来说要强大。当处于相同的电压状态时，随着电力容量的增多，路线也要相应的减短。要想达到输送的远距离效果，就需要降低容量。在设计过程中，根据供电的距离和负荷容量的大小，选择适合的供电电压等级，科学、合理的做好供配电系统的设计工作。

4.2路线选择

电压越高、电能损耗越小，这是电路的基础物理知识。在其他条件相同的前提下，提高线路电压是减少运输损耗的重要举措。在保证电器设备负载不超过限度、供电距离合适的前提下，通过确定实际用电量，提高输送电量的电压，从而达到降低成本的效果。在工业配电设计中，因为工业用电数量巨大，在基数大的前提下，输电环节的损耗也同样巨大，降低能耗是首要考虑的因素，因此需要针对设施的距离和位置选择合理路线，减少电能在传输中的损耗。

五、工业供配电设计

5.1意义

工业供配电设计的主要目的在于确保工业用电的安全、经济、优质、稳定和可靠。在现今这个高速发展的社会中，工业生产中一旦出现电力故障带来的经济损失是不可估量的。一个可靠的供配电系统对于提高生产效率、工业产量、产品质量以及降低成本有很重要的意义。一个设计优秀的供配电系统除了能给工业生产带来更好的经济效益之外，还有另一个重要的战略意义：节约电力能源，保护环境，推进我国经济型社会的建设。

5.2设计要求

工业供配电设计工作的目的是为了更好地服务于工业生产，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

①工厂供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。②必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案。③工厂供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计。应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。④应根据整个工程的特点、规模和发展规划，正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近为主，远、近结合，适当考虑扩建的可能性。总结一点就是要安全、可靠、优质、经济。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系。既要照顾局部和当前的利益，又要有全局的观点，能顾全大局，适应发展。

六、工业供配电设计中常见的问题

6.1配变电所的设备及位置问题

配变电所的设备质量如果存在缺陷，就有可能导致整个变电站的工作出现故障；而变电站的位置如果设计不合理，难以满足当地的供电需求，就会频繁发生跳闸断电等现象；而有些地方对消防通道的设计不尽合理，这对于配电设备作用的充分发挥形成了一定程度的制约，导致经济投入的增大。

6.2供配电的监测不到位

对于日常用电量较大的单位，尤其是一些大型建筑群，易于出现负载过大的现象，若不能及时有效的对其电量使用情况进行监控，可能会使变压器或其它设备发生损坏，进而可能会对整个供配电系统的安全问题有所影响，造成一定的经济损失。

6.3防雷装置的设计

供配电网络防雷装置的设计，要充分考虑当地的气候条件等，进行针对性的规划，以及相应防雷装置的选择。避雷针等具体的防雷装置的安装位置以及具体的设备参数的等都需要科学合理的规划，然而在实际的防雷设计中，对防雷装置接地电阻及安装范围的计算和检验常易受到忽略，使得系统遭受雷电攻击的概率大幅增加，供电系统的安全难以得到保障。

6.4电压系统设计的问题

电压系统设计的问题主要体现在对不同设计方案的选择上，通常设计人员会给出多套供配电系统设计方案，不同的方案侧重点也有所不同，而管理人员在选择时，不仅仅要考虑设计系统的供电性能，更要从安全、经济等方面综合考虑。例如对导线截面积和供电过程中的电压损耗进行精确计算，详细对比不同方案中的电压损耗与资金投入情况等。

七、节能技术在工业供配电设计中的运用

7.1在供配电设计总体规划中节能技术的应用

7.1.1根据实际的情况确定变配电所的方位

在实际的设计规划过程中，针对供配电系统中不同的作业和功能的特点，相关工业厂区会对其进行分区管理，例如陕西银兴电力电子通讯有限责任公司（贵州分公司）通常会将其生产区和储备区、卸载区以及中转区等区域进行合理的划分，由于这些区域中所消耗的电量和功率以及负荷等值存在明显的差异，所以该企业在实际的施工中会对每一项工程设置相应的配电中心，以此来让变配电装置能够被灵活的使用，从而保证该区域内用电的稳定性，同时让区域间的配电装置既能相互独立又能相互联系。

7.1.2选择合适的供电电压和线路

相同条件下，电压越高，电能损耗越小，为减少电能损耗，在供配电设计中，应充分考虑负荷容量、供电距离、用电设备特点等因素，根据实际用电需要，在确保技术经济合理性的基础上，适当提高供电电压。工业企业供配电系统电压一般为35kV以上，据统计，供电电压每提高1%，就可减少电能损耗1.2%，为此，工业企业可逐渐以110kV或220kV电压取代35kV供电电压。对于中小型企业，当用电设备容量在100-2000kV且输送电能距离在4-20km时，可采用6kV或10kV电压进行供电。在工业供配电设计中，以节能降耗为原则选择合适的线路非常有必要.首先，应尽量选择电阻率较小的铜芯导线，对于电线的布线，为减少线路长度，降低电能损耗，则应走直线，避免走弯路，在低压配电中，不走或少走回头路；其次，当线路较长时，在满足热稳定、电压降、保护配合等要求的前提下，选定线截面时可加大一级线截面。

7.2节能技术在变配电设计中的应用

7.2.1提高功率因数

提高功率因素来提高变配电设计的节能水平也是一种十分有效的方法。而在提高功率因素方面，在当下的供配电企业中，多数采用无功补偿方法。这种方法对于提供节能水平是十分有效的。而无功补偿也不是所有的企业都一种的。具体到某个工业企业，应根据自身发展需要，对不同补偿方式的特点、运行情况、经济性进行分析，选择集中补偿和就地补偿相结合的方式，按配电方案分级补偿。

7.2.2对高效节能电气设备的选择

在工业供配电设计中应用节能技术，可以从多个方面进行考虑，而就笔者来看，首先也是最重要的一点就是要选用高效节能的电气设备。变配电的变压器本身就是一种比较高耗材的设备。如果不选择合适的高效节能的变压器，那么耗电量是极大的。就当下的供电企业中，多数采用10k或者35kV的节能变压器。采用节能变压器其优势主要体现在两个方面，一方面，选用有效的节能变压器可以大大的减少电能的浪费；另一方面，采用节能变压器还有可以大幅度的降低企业的运营成本。然而，具体要选用何种类型的节能变压器，还要根据具体情况来进行具体的分析。例如，对于一些用电量特别大的供电企业，在节能变压器的选择上可以选择S11或者SC10。但是，无论是任何形式的供电企业，在节能变压器的选择上还要充分的考虑回收率、有效损耗值等多个问题，从而达到即节能又能降低企业运营成本的根本目的。在选择有效节能电气设备时，除了可以选用变压器外，如果可以，选用节能型电动机也是有必要的。但是要注意的是，在选择时，一定要满足以下几个方面的需求：第一，电动机每年的运行时间必须用电量的保证，一般为三千小时以上；第二，所选用的节能电动机单机的容量要大；第三，所选用的节能电动机能够长时间的工作于低负载的状态下。

7.2.3对供配电中抑制谐波的应用

抑制谐波同样是在变配电设计中用来节约能源的重要节能技术，通常情况下可以将谐波理解为给供配电系统造成较大影响的事物，由于谐波在供配电系统中不仅会使相关的供配电系统消耗大量的电能，同时还对其中例如变压器等相关设备造成一定的破坏，为此想要提升供配电设备的工作效率，通过抑制谐波的方式能够有效的进行处理，一般情况下可以利用滤波器对其进行抑制，但是在实际的安装过程中，需要注重的是利用有源和无源相结合的方式对滤波器进行使用，其次应当在变压器的低压范围内安装滤波器。

结语

综上所述，在工业供配电的设计过程中，合理的应用节能技术，不仅能够满足我国当前可持续发展的需要，同时还能达到节约能源的目的，由此可见该技术对于工业供配电系统有着重要的意义。但是在实际的运用过程中，节能技术属于一项较为复杂的研究项目，同时由于节能技术在我国的工业配电设计中的研究并未取得一定的深度，这对于节能技术的进一步使用是极为不利的。对此，要求相关研究和设计人员，能够在工业供配电的设计过程中加强对该技术的重视与研究，同时从多个角度出发进行考虑和分析，从而得出最好的研究成果。

参考文献：

[1]刘伟坚.浅谈节能技术在工业供配电设计中的运用[J].中国新技术新产品，2016.

[2]肖立.探讨节能技术在供配电系统设计中的应用[J].电气时代，2016.

[3]韩贵晶.供配电设计中节能方法与技术措施的运用实践[J].中国新技术新产品，2015.

[4]邹小波，田如飞.浅谈节能技术在工业供配电设计中的运用[J].通讯世界，2015.

[5]王罡.分析节能技术在工业供配电设计中的运用[J].科技与企业，2015.

[6]陈天立，王红娟.分析节能技术在工业供配电设计中的运用[J].商品与质量，2015.

[7]邹小波，田如飞.浅谈节能技术在工业供配电设计中的运用[J].通讯世界，2015.

[8]邰先花，杨雪琳，雷鸣等.节能技术在工业供配电设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014.

[9]张志成.浅谈供配电设计中的节能方法和措施[J].城市建设理论研究，2014.

作者简介：

刘革（1969，05-），性别男；籍贯湖南长沙；民族：汉；学历：大专；职称：工程师职务：研究方向：电气电气自动化、民用建筑智能控制系统；单位：长沙有色冶金设计研究院有限公司。