供配電系統電氣節能的途徑和技術策略

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隨著工業化社會的發展，能源問題也日益突出。電能作為一種優質、清潔、方便、高效的現代化能源之一，供不應求的局面也日益嚴重。在能源嚴重緊缺的今天，節電是一項促進國民經濟與社會發展的長期戰略。

1.電氣節能的意義

①緩解供需矛盾。

②提高電能使用的經濟效益。

③改善環境保護。

2.節能分析電氣方面的節能措施可分為三個方面，即：輸電、供配電、用電，本文主要從供配電設計角度談談常見費節能措施。

2.1輸電中的節能

2.1.1簡化電壓等級，配電電壓直接引入負荷中心配電電壓指向用戶或用戶內部向用電設備配電的電壓等級。供電電壓越高則線路電流越小，線路上損耗的電能就越少。采用中壓向用戶或用戶內建筑物、車間配電，在用戶或建筑物、車間旁（內）設變電所。2.1.2合理的變電所位置在不影響用戶發展規劃的前提下，變電所應盡量靠近負荷中心以縮短供電半徑，降低配電系統的電能損耗、電壓損耗和有色金屬損耗。在供電電壓范圍內，提高供電電壓的等級可以達到節能的目的，但卻要增加投資。對此必須要進行方案經濟分析。

2.2變配電中的節能

2.2.1變壓器的選擇節能根據負荷情況合理選擇變壓器的容量。當變壓器滿負荷運行時，變壓器一次側功率因數比二次側降低約3%~5%；當變壓器負荷率小于60%時，一次側功率因數比二次側降低約11%~18%。設計通常選擇變壓器容量按照負荷率75%~85%選擇比較合適。根據工程實際運行情況選擇變壓器的臺數，按照最優經濟選擇導線、電纜截面。選擇高效節能型變壓器及新型變壓器（如非晶合金變壓器等），減少金屬損耗。2.2.2電動機的節電減少電動機的電能損耗的主要途徑是提高電動機的效率和功率因數。電動機的節能有以下幾個方面：⑴采用高效率電機。采用各種切實可行的措施，減少電動機的各部分損耗，提高電動機的效率和功率因數。⑵根據負荷合理選擇電動機。為了合理選擇電動機，首先得了解負荷的特性，通常選擇電機時要考慮表2-2所列出的因數。合理選擇電機運行方式。恒負荷連續運行，功率在250KW及以上，采用同步電動機；功率在200KW及以上，采用高壓電動機；風量、流量經常變化的負荷，采用電動機調速的方式進行調節。合理選擇電機的容量。在工業用電動機中，異步電機是最多的一種。異步電機的功率因數和效率是電機運行過程中兩個主要經濟指標，且兩者密切相關，改善電機效率的同時也改善了功率因數。在異步電機輕載或空載時，功率因數很低，只有0.2~0.3；滿載時功率因數很高，約為0.85~0.9。所以設計時要正確選擇異步電機的容量，容量不能過大，應盡可能滿負荷運行。一般異步電機的額定功率和功率因數按負荷系數在75%~100%范圍內設計，故電機輸出功率應為選擇負荷功率1.1~1.15倍為佳。2.2.3無功補償與節能提高功率因數，減少電能損耗。功率因數低的主要因素：大量感性設備選用或其配套不匹配、使用不合理，造成長時間輕載或空載運行。變壓器選擇容量較大，使之常年低負載運行。所以功率因數的提高，可減少送、變配電設備中的電流，從而降低電能損耗，達到節能目的。提高功率因數主要方式有：一是提高自然功率因數；二是裝設電容器進行無功補償。大型變電所或有高壓電動機等用電設備采用高壓集中補償。高壓集中補償是將并聯電容器集中裝設在高壓變配電所的高壓母線上。這種方式主要對電力系統起補償作用，即補償高壓母線前所有線路的無功功率。低壓成組補償。低壓成組補償是將并聯電容器組集中裝設在變電所低壓母線上。它能補償變電所低壓母線前包括變壓器和用戶高壓配電線路在內的所有無功功率，這是補償方式應用較為廣泛。補償容量的計算。一般低壓電容器的補償容量可按下式計算：QC=Pjs（tgδ1-δ2），其中QC為所需補償量（Kvar），tgδ1為補償前功率因數的正切，tgδ2為補償后功率因數的正切，Pjs為有功功率（KW）。

2.3照明設計中的節能

①高效節能光源選擇原則。選擇要以實施綠色照明工程為重點，綠色照明工程旨在節約能源，保護環境，高效節能光源選擇應遵循以下一般原則：⑴高度較低的房間，如辦公室、教室、會議室及儀表、電子等生產車間宜采用細管徑直管熒光燈。⑵商店營業廳宜采用細管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化燈。⑶高度較高的工業廠房，應按照生產使用要求，采用金屬鹵化燈或高壓鈉燈，亦可采用大功率細管徑熒光燈。⑷一般照明場所不宜采用熒光高壓汞燈，不應采用自鎮流熒光高壓汞燈。⑸一般情況下，室內外照明不應采用普通白熾燈；在特殊情況下需采用時，其功率不應超過100W。⑹采用高效節能的燈具附件。②光源控制與節能。在各種特定的照明場所，為了節約能源，可以根據環境對照明的需求，如電源的開、關或照度高低的變化等，可以通過各種調光設備或控光器件來加以調整和控制。③照明節能的設計。照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度的利用光能，以國家標準《建筑照明設計標準》GB50034-2004中照明功率密度值為依據。

3.結束語

當然，除了從設計角度采取節能措施外，還應通過加強用電管理、合理用電調度，以及日常生活中節約用電等方面來達到節能用電的效果，節能是一件長期且涉及全社會的工作，只有全社會人人都參與其中，節能的效果才能真正顯示出來。