论文部分内容阅读
摘要：节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，是贯彻落实科学发展观，构建和谐社会，建设资源节约型社会的重要措施。供配电线路的运行情况直接影响电力系统的节能性，影响供电企业的经济效益。本文对供配电设计中的节能方法和措施进行了分析和探讨。
关键词：供配电 设计 节能 方法
中图分类号： S611 文献标识码： A
电力应用于各行各业，如何能够减少用电损耗、节约电能，在节能工作中是非常重要的。配电网在电力系统的末端，由于变压器数量很大，线路比较密集，所以在电力系统损耗中的比例是很大的。由此可见，实现配电网的节能不仅能提高供电企业自身的经济效益，还能实现国家节能减排的目标，具有重大的意义。
1配电网线损情况分析
（1）输电线路损耗波动大，过程管理和预控能力还有待加强和提高。 例如，由于关口电量缺少必要数据而出现估抄电量现象；由于变电站更换电能表，计量回路、CT 异常等原因导致可追补的损失电量参数没有完整记录下来；未同时抄录关口电量与售电电量，未能对供、售电量进行实时跟踪，分析和处理事故的最佳时机有时被贻误；另外用电负荷快速增长，导致滞留电量增加。
（2）配电网网架结构薄弱，电网互带互联能力有待加强。变电站出线建设相对滞后， 配网线路缺少必要的电源点支撑，造成供电半径长、线路迂回供电，配网运行不经济；部分输电线路存在线号小、老化严重现象。
（3）局部窃电现象较严重，仍需加强治理全社会用电环境。个别商业户、动力户绕表接线，改变计量倍率及计量接线方式，开启电能表调整误差或改变计数器的变速比等，导致电流、电压回路短路或开路，直接影响了供电企业的线损率和经济利益。另外，受到高额利润的驱使，部分窃电主体变得异常复杂，其中不乏黑恶势力的介入，不排除内外勾结的可能性，这就大大增加了打击的难度。
2配电线路节能的技术措施
2.1 选择合适的导线截面
由于电阻和线路的能量损耗成反比，因此增大导线截面可以减少能量损耗。在保证电压质量、满足载流量的前提下，要按照电流密度选择导线截面。根据以往计算的实例来看，供电线路线损经常发生在主干线的前两段上，在大负荷的回路上则主要出现低压线损。 所以在电流较大的回路上要注意增大线径、缩短供电距离。
2.2 缩短 0.4kV 线路
供电半径选择合理的供电半径，不仅能降低线路损耗，而且还能提高电网的输送功率， 保证供电质量。例如将 供电线路深入0.4kV 系统负荷中心，就能将 0.4kV 线路的供电半径缩小，使线路损耗降低，从而提高电压的质量。 因此在设计的过程中，要考虑到将用户独立变电所的位置尽可能接近负荷中心。负荷中心可以用负荷电能矩法、负荷指示图法以及负荷功率矩法来估测。
2.3 选择架空绝缘导线
（1）尽量使线路杆塔的结构 简单化 ，这样不仅节约了线路材料，节省能源，而且美化了环境。（2）避免合杆线路作业时停电 ，减少修理的次数，使得线路的使用率提高。（3）避免线路电能的损耗以 及导线的腐蚀 ，还可以延长线路的使用寿命。（4）节约了架空线路所占的 空间，方便架空线路在狭小通道内穿越。
2.4 无功补偿技术的应用
单独就地补偿通常适用于负荷比较稳定容量较大的用电设备，如高频炉，它需要在设备旁单独安装就地补偿装置，可以使补偿效果最好。大功率整流设备、变频调速设备等在配电网中的广泛使用，就会在配电网中形成大量无功电流，从而会导致配电网出现线路损耗增大， 配电变压器综合利用效率降低，电力用户发生电压跌落等问题。 配电线路因为线路的功率因数低，所以损耗很大，由于供电线路线长、点多、负荷季节性强、面广，加之大马拉小车等多种因素，导致功率因数有的竟低于 0.4。由于线路损耗同功率因数的平方成反比，所以提高功率因数降低线路损耗的效果就特别显著。在对 供电线路进行无功补偿时， 主要是对配电变压器进行补偿。由于变压器的空载电流一般占额定电流的 10%左右，功率因数是 0.2 左右，在实际电路的过程中，在理想的状态下变压器是不能够进行工作的，一是变压器在进行承载的过程中，原线圈带电，线圈电阻发热所需要的能量是需要电流的，二是虽然变压器是空载的，但是可以在变压器的铁芯中建立磁场，并且在应的程度上通過原线圈“电生磁”，对副线圈的“磁生电”进行有效的保障，所以在磁场在对能量进行消耗的过程中，也是需要电流的。变压器的空载电力大小，不仅和变压器使用的材质不同有着关系，还和变压器使用的型号、生产厂家的等不同有着一定的联系。所以在一般的情况下，变压器的空载电流在而定电流为10%左右。不论空载负载，功率因数都等于有功功率除以视在功率。cosφ=P/S=P/（√3UI）U为线电压，I为线电流，P为有功功率。变压器空载时功率因数较低。一般在0.2~0.5之间。由于变压器空载时，电流主要用于建立励磁磁场，这部分是无功，还有一部分用于补充铁耗和铜耗，属于有功。效率越高的变压器，空载损耗也越小，功率因数一般越低。故按变压器容量的10%进行补偿，就能将空载时的功率因数提升到 0.8 以上，对降低能源损耗上有显著的效果。
2.5 提高功率因数
提高系统的功率因数， 可以减少无功电能在线路上传输，从而可达到节约电能，降低损耗的目的，以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得下列计算式：
△P=3I2R×10-3=[R/UL2]×10-3
式中：UL———线电压，V；P———有功功率，kW；Q———无功功率。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如变压器、电动机、线路等放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功与之相抵消，这样，超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的。提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求。可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15％的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯、灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到 0.85～0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功，两者可以相互抵消，因此无功补偿，可以提高功率因数，因而也减小了无功的需求量。
3配电网减损节能管理措施
（1）利用现代化手段，加快电量远传。利用大客户在线监测系统、负荷管理在线检测、配网线路、集中抄表系统和用电信息发布等先进的现代化网络技术，进一步完善负荷管理远程工作站的功能，并将其与预试检修停电相结合，安排好变电站电量远传系统建设工作，同时开发电量远传系统主站的功能，使其在系统功能上能够实时分析线损，从而逐步实现变电站电量远传系统和电厂电量远传系统等的信息共享。
（2）选用国家推荐的节能新产品。对高效率电动机、轻载电动机采取降压运行，以提高电动机运行效率及其自然功率因数，并根据机械负载变化调节电动机的转速，使用变频器进行平滑调速，这样就可以使风机、水泵类的负载节能 30%左右。另外因节能的产品可以更好的节约能源，并且也能够起到保护环境的作用。采用高效光源和灯具，选用合理的照明方案，严格控制功率密度值，以合理控制照明的方式，减少不必要的照明时间。
4 结 语
节能降耗是一项系统工程，节能设计是这项工程中一个极为重要的环节。 电气节能设计重点在于建立和健全节能设计理念，合理设计，实现经济运行。 在今后设计中，设计者不仅要积极采用已有的节能措施，在总结经验的同时，还要大胆为新型节能技术提供使用平台。
参考文献：
［1］ 李尧森. 提高功率因数对节能降耗的作用分析［J］. 中华纸业，2007（9）：9~10.
［2］ 钱俊. 浅谈供配电设计节能技术和措施［J］. 黑龙江冶金，2009（4）：24~25.
关键词：供配电 设计 节能 方法
中图分类号： S611 文献标识码： A
电力应用于各行各业，如何能够减少用电损耗、节约电能，在节能工作中是非常重要的。配电网在电力系统的末端，由于变压器数量很大，线路比较密集，所以在电力系统损耗中的比例是很大的。由此可见，实现配电网的节能不仅能提高供电企业自身的经济效益，还能实现国家节能减排的目标，具有重大的意义。
1配电网线损情况分析
（1）输电线路损耗波动大，过程管理和预控能力还有待加强和提高。 例如，由于关口电量缺少必要数据而出现估抄电量现象；由于变电站更换电能表，计量回路、CT 异常等原因导致可追补的损失电量参数没有完整记录下来；未同时抄录关口电量与售电电量，未能对供、售电量进行实时跟踪，分析和处理事故的最佳时机有时被贻误；另外用电负荷快速增长，导致滞留电量增加。
（2）配电网网架结构薄弱，电网互带互联能力有待加强。变电站出线建设相对滞后， 配网线路缺少必要的电源点支撑，造成供电半径长、线路迂回供电，配网运行不经济；部分输电线路存在线号小、老化严重现象。
（3）局部窃电现象较严重，仍需加强治理全社会用电环境。个别商业户、动力户绕表接线，改变计量倍率及计量接线方式，开启电能表调整误差或改变计数器的变速比等，导致电流、电压回路短路或开路，直接影响了供电企业的线损率和经济利益。另外，受到高额利润的驱使，部分窃电主体变得异常复杂，其中不乏黑恶势力的介入，不排除内外勾结的可能性，这就大大增加了打击的难度。
2配电线路节能的技术措施
2.1 选择合适的导线截面
由于电阻和线路的能量损耗成反比，因此增大导线截面可以减少能量损耗。在保证电压质量、满足载流量的前提下，要按照电流密度选择导线截面。根据以往计算的实例来看，供电线路线损经常发生在主干线的前两段上，在大负荷的回路上则主要出现低压线损。 所以在电流较大的回路上要注意增大线径、缩短供电距离。
2.2 缩短 0.4kV 线路
供电半径选择合理的供电半径，不仅能降低线路损耗，而且还能提高电网的输送功率， 保证供电质量。例如将 供电线路深入0.4kV 系统负荷中心，就能将 0.4kV 线路的供电半径缩小，使线路损耗降低，从而提高电压的质量。 因此在设计的过程中，要考虑到将用户独立变电所的位置尽可能接近负荷中心。负荷中心可以用负荷电能矩法、负荷指示图法以及负荷功率矩法来估测。
2.3 选择架空绝缘导线
（1）尽量使线路杆塔的结构 简单化 ，这样不仅节约了线路材料，节省能源，而且美化了环境。（2）避免合杆线路作业时停电 ，减少修理的次数，使得线路的使用率提高。（3）避免线路电能的损耗以 及导线的腐蚀 ，还可以延长线路的使用寿命。（4）节约了架空线路所占的 空间，方便架空线路在狭小通道内穿越。
2.4 无功补偿技术的应用
单独就地补偿通常适用于负荷比较稳定容量较大的用电设备，如高频炉，它需要在设备旁单独安装就地补偿装置，可以使补偿效果最好。大功率整流设备、变频调速设备等在配电网中的广泛使用，就会在配电网中形成大量无功电流，从而会导致配电网出现线路损耗增大， 配电变压器综合利用效率降低，电力用户发生电压跌落等问题。 配电线路因为线路的功率因数低，所以损耗很大，由于供电线路线长、点多、负荷季节性强、面广，加之大马拉小车等多种因素，导致功率因数有的竟低于 0.4。由于线路损耗同功率因数的平方成反比，所以提高功率因数降低线路损耗的效果就特别显著。在对 供电线路进行无功补偿时， 主要是对配电变压器进行补偿。由于变压器的空载电流一般占额定电流的 10%左右，功率因数是 0.2 左右，在实际电路的过程中，在理想的状态下变压器是不能够进行工作的，一是变压器在进行承载的过程中，原线圈带电，线圈电阻发热所需要的能量是需要电流的，二是虽然变压器是空载的，但是可以在变压器的铁芯中建立磁场，并且在应的程度上通過原线圈“电生磁”，对副线圈的“磁生电”进行有效的保障，所以在磁场在对能量进行消耗的过程中，也是需要电流的。变压器的空载电力大小，不仅和变压器使用的材质不同有着关系，还和变压器使用的型号、生产厂家的等不同有着一定的联系。所以在一般的情况下，变压器的空载电流在而定电流为10%左右。不论空载负载，功率因数都等于有功功率除以视在功率。cosφ=P/S=P/（√3UI）U为线电压，I为线电流，P为有功功率。变压器空载时功率因数较低。一般在0.2~0.5之间。由于变压器空载时，电流主要用于建立励磁磁场，这部分是无功，还有一部分用于补充铁耗和铜耗，属于有功。效率越高的变压器，空载损耗也越小，功率因数一般越低。故按变压器容量的10%进行补偿，就能将空载时的功率因数提升到 0.8 以上，对降低能源损耗上有显著的效果。
2.5 提高功率因数
提高系统的功率因数， 可以减少无功电能在线路上传输，从而可达到节约电能，降低损耗的目的，以达到节能的目的。线路损耗的公式展开后得下列计算式：
△P=3I2R×10-3=[R/UL2]×10-3
式中：UL———线电压，V；P———有功功率，kW；Q———无功功率。有功功率是满足建筑物功能所必须的，因此是不可变的。系统中的用电设备，如变压器、电动机、线路等放电灯中的整流器都具有电感，会产生滞后的无功，需要从系统中引入超前的无功与之相抵消，这样，超前的无功功率就从系统经高、低压线路传输到用电设备，在线路上就产生了有功损耗，而这部分损耗是可以想办法改变的。提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求。可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于15％的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯、灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到 0.85～0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功，两者可以相互抵消，因此无功补偿，可以提高功率因数，因而也减小了无功的需求量。
3配电网减损节能管理措施
（1）利用现代化手段，加快电量远传。利用大客户在线监测系统、负荷管理在线检测、配网线路、集中抄表系统和用电信息发布等先进的现代化网络技术，进一步完善负荷管理远程工作站的功能，并将其与预试检修停电相结合，安排好变电站电量远传系统建设工作，同时开发电量远传系统主站的功能，使其在系统功能上能够实时分析线损，从而逐步实现变电站电量远传系统和电厂电量远传系统等的信息共享。
（2）选用国家推荐的节能新产品。对高效率电动机、轻载电动机采取降压运行，以提高电动机运行效率及其自然功率因数，并根据机械负载变化调节电动机的转速，使用变频器进行平滑调速，这样就可以使风机、水泵类的负载节能 30%左右。另外因节能的产品可以更好的节约能源，并且也能够起到保护环境的作用。采用高效光源和灯具，选用合理的照明方案，严格控制功率密度值，以合理控制照明的方式，减少不必要的照明时间。
4 结 语
节能降耗是一项系统工程，节能设计是这项工程中一个极为重要的环节。 电气节能设计重点在于建立和健全节能设计理念，合理设计，实现经济运行。 在今后设计中，设计者不仅要积极采用已有的节能措施，在总结经验的同时，还要大胆为新型节能技术提供使用平台。
参考文献：
［1］ 李尧森. 提高功率因数对节能降耗的作用分析［J］. 中华纸业，2007（9）：9~10.
［2］ 钱俊. 浅谈供配电设计节能技术和措施［J］. 黑龙江冶金，2009（4）：24~25.