供配電係統的節能的優化與提升探討
社科論壇
作者：劉成剛 賈玉鳳 遲恩先
[摘 要]本文就供配電係統的電氣設計節能措施做了初步的探討，同時還闡述了建築電氣設計中的節能原則、節能方法。
[關鍵詞]供配電係統 節能 優化與提升
中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0385-01
我國是能源短缺的國家，但能源浪費卻很嚴重。無論是供配電係統或用電設備，都存在著節能的巨大潛力。人口增長、工業發展、生活水平提高，一係列的因素促使能源消耗在急劇增加。因此，各行各業為應對可能迫在眉睫的能源危機提出了節能的要求，而節約二次能源——電能，也成為民用建築電氣設計的焦點。節能工作的重點是：建立和健全節能管理機製，正確設計供配電係統，改革高電耗工藝，選用節能產品，更換改造低效設備，通過科學管理和合理組織生產，實現供配電及用電設備的經濟運行。
1 變壓器的節能設計
變壓器的有功損耗包括空載損耗和短路損耗，即ΔP=Ρ0+β2ΡK，式中ΔP為變壓器的有功損耗，Ρ0為變壓器的空載損耗，ΡK為變壓器的短路損耗，β為變壓器的負載率。Ρ0又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，它的大小取決於矽鋼片的性能及鐵芯製造工藝。所以變壓器應選用節能型的。第一、二代變壓器已基本不采用；第三代變壓器產品稱為低損耗節能型變壓器，即S7、SL7和S9型；第四代是非晶合金鐵心變壓器。非晶合金鐵心變壓器是利用鐵、硼、矽和碳四種元素合成的非晶合金作鐵心材料而製成的變壓器，鐵磁損失極小，是我國“九五”重點推廣的新型節能產品，對配電係統的節能降耗具有重大意義。ΡK是功率傳輸的損耗，即變壓器的銅損，它決定於變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，與負載率β的平方成正比。β2ΡK用微分求它極值時，當β=50%時變壓器的能耗最小。此時，僅僅是為了節能而沒有考慮經濟價值。其實變壓器實際運行的負荷率是很不均勻的，根據《變壓器允許過負荷係數的負荷率最大負荷持續時間關係曲線》可求得變壓器的過負荷係數，所以在確定變壓器容量時，可按75%-85%的負荷率選擇。
2 配電係統的節能設計
供配電係統的節能設計的要點主要有以下幾個方麵：1、降低變壓器損耗；2、降低輸配電線路損耗；3、采用高效節能、高功率因數電氣設備；4、配電線路優化；5、供配電設備經濟運行；6、提高用電平均負荷與最大負荷之比；7、提高係統功率因數。
本文重點探討探討節能措施2、降低輸配電線路損耗和7、提高係統功率因數。一個工程中由於線路上下縱橫交錯，一般工程線路總長不下萬米，大工程更甚，因此而造成的電能損耗相當可觀，所以減少線路能耗必須引起設計人員的足夠重視。低壓線路截麵選擇的一般原則是按發熱條件、機械強度、電壓損失，並按熱穩定校核其最小截麵，當線路較長時，電壓損失較大，這時主要依電壓損失的計算選擇截麵。因為線路上的電流是不能改變的，要減少線路的損耗，隻有減少線路電阻。線路電阻R=ρL/S，即與線路電阻電導率ρ成正比，與線路截麵積S成反比，與線路的長度成正比。
因此，減少線路的損耗應從以下幾方麵考慮：a、應選用電阻率ρ較小的材質作導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之；b、減小導線的長度，首先線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度；其次低壓線路應不走或少走回頭路，以減少來回線路上的電能損失；第三，變壓器盡量接近負荷中心，以減少供電距離；c、適當增大導線的截麵，對於比較長的線路，除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓降要求所選定的截麵外，可適當再加大一級導線的截麵，這樣可以延長導線的使用壽命，減少線路的損耗，減少火災危險，而且提高了供電質量，並為負荷的發展留有餘地。
功率因數提高了可以減少線路無功功率的損耗，提高設備利用率，從而達到節能目的。提高供配電係統功率因數的具體方法有：提高自然功率因數自然功率因數是在沒有任何補償情況下，用電設備的功率因數。提高自然功率因數的方法有：a、擇異步電機；b、電力變壓器輕載運行；c、安排和調整工藝流程，改善機電設備的運行狀況；d、在生產工藝條件允許的情況下，采用同步電動機代替異步電動機。采用人工補償無功功率裝用無功功率補償設備進行人工補償，電力用戶常用的無功功率補償設備是電力電容器，又稱並聯電容器、移相電容器、靜電電容器，在具體工程設計中有采用分散就地補償和高低壓櫃集中補償等方式，可根據具體情況具體分析。