从节能角度浅议供配电设计

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1、从节能角度浅议供配电设计　　【摘要】供配电的能源损耗已成为制约社会经济发展的一大难题，所以供配电节能设计是当前一项极为紧迫的任务。本文针对当前供配电设计中存在的问题，从供配电整体规划、供配电设计以及照明系统设计三个方面对节能措施进行了探讨，希望对供配电的节能设计工作能够有所借鉴。【关键词】供配电设计；节能；电能损耗1引言随着工业生产水平和人民生活水平的不断提高，能源的消耗在世界范围内持续增长，能源问题日益突出，并已经成为制约社会经济发展的一大难题，电能作为供不应求的局面也日益严重。在这样的形势和背景下，有必要在

2、供配电设计中引入节能技术，从而在不影响人们生产生活的同时，尽可能地对电能的使用量进行有效控制，以达到促进经济和环境资源可持续发展的目的。2电力系统供配电整体规划的节能措施2.1确定合理的电网供配电压等级6一般来说，供电电压与线路电流成反比，选择高的供电电压利于减少电能损耗。在一定的范围内，增强线路电压等级能够达到节能的目的，但这并不意味着可以无限提高电压等级，高的电压等级不仅增加了对电气设备绝缘性能的要求，还提高了投资成本。通常而言，输电网的主干线和相邻电网间的联络线多采用500kV、330kV和220kV等级

3、；二级输电网采用220kV和110kV等级；城乡配电网及大型工业企业内部采用35kV和10kV等级。此外，在进行电压等级的选择时，还应综合考虑线路的输送能力，以避免所选电压等级超出实际线路的输送能力。2.2确定合理的线路由于金属导线自身存在电阻，所以会产生功率损耗，其公式为：（1）其中，ΔP为三相输电线路的功率损耗；I为为线电流；P为输电线路输送的有功功率；R为输电线路每相线路的电阻；U为线电压；cosφ为输电线路的功率因数。由式（1）可知，当负荷功率一定时，输电线路上的功率损耗与输电线路的电阻成正比；与功率因

4、数的平方和电压的平方成反比。因此，可以通过减少线路的电阻和提高输电线路的电压等级、功率因数等方面减少线路功耗。而输电线路的电阻R与导线电阻率P、导线长度L和导线截面积S存在以下数学关系：R=PL/S（2）6由式（2）可知，要降低输电线路的电阻，可以采取以下措施：（1）应尽量电阻率较小的导线。（2）为了最大限度地减少导线长度，输电线路应尽量走直线而少走弯路，且变电所要尽可能地靠近负荷中心。（3）对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的基础上，可适当增大导线截面积。这虽然增加了前期的投入成本，但

5、从长远来看，其节约的能耗将大大超过前期的投入。3供配电的设计措施3.1准确测算用电负荷据相关资料显示，变压器损耗占全部电网损耗的28%，所以降低变压器损耗意义重大。为了有效降低变压器的损耗，必须对变压器的容量进行合理确定，而这依赖于对用电负荷的准确测算。需要系数法是目前最常见的一种用电负荷测算方法，该法较具有计算简单、求解精确度高的特点，因而得到了广泛的应用。实际中，需先将各用电设备分类，即将感性负荷与纯阻性负荷分类，然后依照3式进行计算。Pjs=Kx∑Pe（3）其中，Pjs是有功计算负荷；∑Pe为同类设备的总

6、容量；Kx为设备的需要系数，它与用电设备的工作性质、使用效率、数量等因素有关。3.2关于配电变压器负荷率的确定6用电负荷经过准确测算后，接下来的问题就是确定合理的配电容量，至于相关确定依据可以参考以下原则：（1）年电能损耗最低原则年综合电能损耗最小的变压器经济负荷率公式为：（4）其中，ΔPK为变压器空载有功损耗；ΔPd为变压器短路有功损耗；I0%为变压器空载电流百分数；Ud为变压器阻抗电压百分数；SE为变压器额定容量；K为变压器的无功经济当量（通常取0.08～0.1）；t为年受电时间。配电变压器的经济负荷率与用

7、电负荷的运行特点有关。对于长年持续生产且日负荷变化不大的三班制企业，其配变负荷率控制在50%～60%的范围内较为节能；对于二班制企业，其配电负荷率控制在60%～75%的范围内较为节能；对负荷变化较大的单班制企业，其配电负荷率宜控制在80%～95%的范围内。（2）年运行费用最低原则对于用户而言，对配电负荷率的确定，需要从经济和节能两个角度去考虑。这里需要提及一点，负荷率越低，固定运行费用在年运行费中占的比例就越大，这容易迫使用户尽量提高变压器负荷率而不愿为降低损耗而多付固定运行费用，因而，设计者有必要通过反复的测

8、试和核算，找出一个兼顾经济和节能的最佳方案。3.3选择低损耗的节能型变压器6作为一种电能传输设备，变压器可以将某一种电压等级的电能转换成另一种电压等级的电能，因而在电力系统中得到了广泛的应用。因此，选择低损的节能型变压器（如SIO、SI与SII等系列）来代替老产品，不仅能够有效节约能源，还能够大幅度降低变压器的生产成本，是企业提高经济效益的有效途径。3.4选择合适的电动机在供配电设计中