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摘要:电气节能是当前社会发展中,国家与政府都积极提倡的工作。基于变电所开展节约型电网设计,将其作为电气节能设计的重点工作落实。在实际设计中将节约型电网作为发展目标,避免不必要的浪费。本文针对变电所电气设计进行分析,充分对各个环节的设计进行把关,采取节能手段保障设计的科学性。
关键词:变电所;电气设计;节能手段
引言:根据政府部门发布的节能政策,在变电站节能设计方面达成共识。基于循环发展、节能能源等因素,对变电所进行节能设计,助推节约型电网建设。并结合工程设计层层落实好每一个环节,提出切实可行的节能措施,将其应用在变电所的节能设计中,实现电气节能,从源头上杜绝能源浪费的现象发生。
一、电气节能的意义
我国作为能源消耗大国,经济快速发展的同时,全球能源的消耗量也随之不断增长,为了实现节能循环经济发展。需要基于电气节能工作提升节能设计,各行业对电能的消耗,使得节能设计有着良好的发展前景。需要针对变电所进行科学的节能设计,通过节能设计减轻电气应用的实际损耗,切实提升能源使用效率,促使变电所实现节能目标,提升经济效益。开创节能设计,推动节约型电网建立。
二、电气节能的设计原则
(一)功能保障原则
对于电气节能的设计原则,需要加强管理并采取有施减少不必要的浪费现象。设计的首要前提是保证各环节能够正常用电,之后对节能设计进行重点考虑。影响设备的正常运行,节能设计毫无意义,并且影响变电所的供电效率。
(二)经济效益原则
对于电机设计不应单方面注重节能这一因素,而是对节能设计以及成本投入进行综合思考,确保电能能够有效得到应用和转换。对节能措施的成本效益进行估算,分析其投资的合理性,当超出节能获取的经济价值,应停止使用。转换其他的节能措施,避免经济上过度损失,影响变电所的正常运行。对于电气节能设计,一定要遵守经济效益原则,保证电气设备实现低能耗运行,同时不影响各环节正常作业,切实提升变电所的社会与经济效益。
三、电机节能设计手段
实际设计过程中,采取的节能措施有多重,通常会考虑设备的节能、供配电等方向,并根据实际情况对设备进行优化设计调整,采取可行的节能手段,落实节能设计目标。
(一)用电设备节能
在实际对变电所电气进行设计的环节中,需要选择节能电气,这是实现电气节能的有效途径。节能设备能够有效降低运行参数,降低实际能耗使用,减少不必要的浪费。此外,选用当前先进的工艺和提升节能性能,选用环保材料也是提升环保性能的重要方式。
1.选用高效电机
对于变电所来说,选用的电气设备多是风机、传输机等,电机作为此类设备的驱动装置,在实际运行过程中有着极大的耗电量,占据着至少过半的电力消耗能源,为了实现节能目标,提升其能效势在必行。高效电机指的是能效能够满足国家规定标准,并且基于不同等级产生的效果存在一定差异。随着国家对电机节能提出新的要求,并采取相关政策推动了电机发展。使得二级高效电机发展逐渐成熟,在节能设计环节,应选择其作为驱动电机,对于特殊电力需求可另行选择能效电机[1]。
2.推广变频调速
变频调速是依据电机运行形成的实际频率,通过转变其频率实现调节电机转速的目的,能够有效提升作业效率。电气设备通常利用阀门和挡板进行调控,实际应用过程中,电机输出功率将会被拦截,影响设备的有效作业。基于变频调速技术,充分利用电机转速实现节能目的,避免电压冲击实现自动调节。提升电气设备的运行效率,在节能设计中得到认可与推广。
(二)供配电系统节能
电气应用的电气设备通常寻在电负荷较高的现象,较多的设备同时应用,造成电量急剧消耗。在节能设计方面,应保证系统运行的安全性,才能开展节能设计。对于供配电系统设计,可以采用灵活的措施,提升节能效果。
1.变电所深入负荷中心
电气设计需要明确供电半径,为其科学设计电气装置,避免线路运行过程中出现损耗。因此,在实际过程中,需要人员针对设计工艺与各部门进行科学的沟通,结合用电的不同时期需求,将其建立在负荷中心,科学的配置其电压等级。
2.合理选择变压器
在电网整体运行中,配电变压器有着重要作用。变压器损耗是变电所中消耗较大的组成部分,包含其内部构建在运行中的空载损耗等,造成能量损耗。变压器绕组电流会因为电流造成短路损耗,基于电流与电压的影响,需要对变压器进行降损耗处理,这对于系统节能有着重要影响。在实际设计环节中,应选择变压器耗损较低的变压器。变压器的有效选择,能够在节能方面实现更突出的效果。变电器损耗上述提及了,空载损耗与短路损耗都与变压器自身也行有关,是可变的损耗。需要在设计过程中,科学对电压器容量与数量进行设计,将其负载率保持在科学范围内。对于变电所来说,配电变压器占比较大可以将负载率控制在50%左右。
3.变电所的合理运行管理
变电所的合理运行,能够有效降低电能的实际损耗,对于其节能设计采取的措施有三种。
(1)平衡三相负载
三相不平衡是基于电流幅值不同,当幅值差超出一定范围后,造成三相不平衡,影响线路与变压器,影响电能造成损耗[2]。同时对电力设备的安全和电能质量产生影响,在设计过程中,应针对此现象对单相符合进行科学分布。控制好三相平衡,对设计后的运行情况进行观察,当发现存在不平衡现象时,对其进行调整,避免不平衡现象再次发生。
(2)补偿无功功率
电网运行过程中,无功功率过多会对电网运行造成影响。为了保证电网实现节能发展,并且保障电网运行的安全性,根据功率因素进行科学分配。随着无功补偿装置出现,可以将其应用在电气设计环节中,满足节能的设计需求。
(3)治理高次谐波
随着电子技术的发展,在不同行业以及电气的应用上,都会产生不同频率的谐波。这种非线性负载会在电网运行过程中,导致污染影响电力品质,长期下去造成设备老化,造成电能的严重浪费。还会造成设备烧毁,诱发安全事故。对于电网的谐波电压国家有明确规定,为了保证电网的电能质量,需要针对设计环节采取绿色环保设计理念,尽可能减少谐波产生,或对其产生量加以抑制。在实际设计环节,需要重视谐波指标,选择污染程度较低的滤波器组件。
在治理方面有无源滤波,是利用电容器串联连接在系统中,设定谐振频率消除谐波,适用于运行较为稳定的系统。对于不同频率,应使用多组滤波器,降低投入成本。有源滤波则是基于无源滤波发展,能够在电网运行过程中,对幅值开展动态跟踪补偿。系统会在检测出谐波电流后,产生相反的谐波电流,与检测的电流谐波相互抵消,实现对谐波处理的目的。
结论:综上所述,变电所电气设计关乎着电网运行,始于系统且意义重大的项目。需要在设计中积极采用节能手段,推动节约型电网建设,响应国家节能降耗的政策。通过对电气进行节能设计,降低电气实际应用的能耗程度,保障电网能够稳定运行的同时,维持节能供电的需求,推动社会实现节能降耗的可持续发展目标。
参考文献:
[1]黄鸿翱.工业电气设计中的节能措施综述[J].广西节能,2019(04):14-15.
[2]陆振华.变电所电气设计采取的节能手段[J].绿色建筑,2019,11(01):56-57.