变电所电气设计采取的节能手段探讨

变电所电气设计采取的节能手段探讨

高祥辉

23011919741218 **** 山西太原 030000

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.