供配电设计中节能方法的研究
刘伟
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刘伟,. 供配电设计中节能方法的研究[J]. 设计研究,20213. DOI:10.12721/ccn.2021.157005.
摘要: 随着社会与经济水平的不断发展,居民在生活工作中对电能的需求量日益增大,那么如何在节约经济的前提下为人类提供电能,便是电能供应所要考虑的大问题。本文主要结合10kv
配电设计分析了供配电设计中的节能方法和措施。据研究,在世界各国能源消耗总量中,中国位居首位。众所周知,能源对国民经济发展尤为重要,它直接关系着各行各业的发展。为了保证能源充足,降低我国能源消耗,需要我们在供配电设计中加强节能技术的应用。下面我们首先来探讨一下电力设计节能的重要性,然后再从供配电线路设计、照明灯的节能设计、电气设备的选择、人工无功功率补偿等方面来分析电力设计的有效节能措施。
关键词: 供配电设计;节能方法;研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157005
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一、供配电节能设计的重要性

1、供配电节能设计有助于优化电网结构

在供配电设计中实现节能措施能够为电网的安全运行提供一定的保障,全面优化电网的结构。就目前的情况。电网的网架规划时针对现在的模数进行调整的,从而进一步的提高电网的运行,加大系统的运行难度,也能够进一步的促进电网改造。

2、供配电节能设计能够促进企业结构优化

节能设计能够进一步的促进开发和利用风能、太阳能等新能源,进一步的优化企业的结构。随着社会的发展,电力市场得到很大的发展,逐步的扩大了资源的配置,从而不断的优化国家的产业结构,优化资源配置,进一步的促进了企业的发展。

3、缓解电力紧张形势

进行配电设计符合国家的节能理念,在电力能源紧张形势日益加剧和节约型社会建设不断推进的背景之下,在配电设计中使用10kV配电设计节能措施已经成为一大趋势。如果能够长期的实现及节能,从而会大大节省水源和煤炭,同时在很大的程度上缓解了电力紧张的形式,更好的促进社会的发展。

二、配电设计中电能损耗的原因

 电能的损耗是跟诸多问题相关联的,从电能生产开始、到运输过程,最后到输送给用户的末端,途中会有很多因素影响,本文主要讨论的是运送前变压器的因素,和线路中的各个因素。1、变压器

变压器对于线路中电能的影响是最大的,其材质、运行方式、功率大小,无一不成为整条线路的最大影响因素,不适合该条线路的变压器可能会对整个区域的电网系统能量损耗有决定性的作用。

(1)变压器的功率。变压器的功率偏低,功率越小,便需要越大的线路负载电流,而线路的损耗和变压器的损耗与负载电流成正比,所以,变压器的功率过低,会一定程度上加大电能的损耗。

(2)变压器的运行方式。不同区域的电路情况不同,就应该择优选择不同的变压器运行方式,每条线路每个地区的电路情况不同,变压器的最佳运行方式也就不同,不能完全照搬,要结合自身的实际情况择优选取。不适宜的变压器运行方式也会导致额外的电能损耗。

2、线路

线路是连接供电所和用户的桥梁,过程中电能的损耗比值也是相当大的,这主要由线路材质和线路截面半径决定。

(1)线路的材质。不适宜的材质不能更好的在当前电网系统中起到作用,反而会大大增加电能运送中的损耗,从而降低整个运送效率。比如说不适宜的材质在线路运送中会产生过多的热量,造成电能的损失。

(2)线路导线的截面选择。导线截面半径过小、电阻过大,电路的损耗也就随之增大。

三、供配电节能设计措施

1、 科学选择变压器

变压器是电压变换设备,广泛应用于电力系统,特别是10kV和35kV电压等级的变压器,在电力系统和配电系统中使用普遍,数量较大。据统计,目前在电网上运行的10kV和35kV级变压器容量约有10亿KVA以上。由于使用量大,运行时间长,变压器的选择和使用存在着巨大的节能潜力,特别是量大面广的10kV和35kV级变压器。选择高效节能产品,不但对节约能源具有重要意义,同时还可以大大降低变压器的运营成本,是用电企业改善经济效益的重要途径。在供配电设计中应选择高效节能变压器,从而有效减少电力运行费用,实现良好的经济效益。

2、合理选择电动机

在供配电设计中,电动机的选择应根据负荷运行不低于额定容量的40%,变压器负荷率宜在75~85%,不低于60%。减少电动机能量损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。异步电动机在空载或轻载运行时,功率因数很低,空载时功率因数低于0.4,轻载时约为0.6左右;负荷在70%以上至满载时功率因数较高,约为0.85左右。所以,设计时如能正确的选择电动机的容量,使之尽可能地满负荷运行,将会大大提高自然功率因数。例如:在空载时,功率因数在0.2~0.3范围内:而当处在满载情况时,功率因数则较高,可达到0.85~0.89范围。因此,在供配电系统设计过程中,对于异步电动机的容量要合理进行选择,但要求容量不能选择过大,使之能够达到满负荷运行即可。

3、 人工无功率补偿

使用同步电动机,可达到工作设备提高自然功率因数的目的,此外,可通过人工补偿无功功率,即采取装设无功功率补偿设备的方式进一步提高功率因数。在节能为主进行无功自动补偿方面,应选择无功功率参数调节方式,或采用就地平衡补偿(即低压无功功率的一部分应由低压电容器补偿,高压无功功率的一部分应由高压电容器补偿)来减少电压损失和线路损耗。依据不同的情况,分别选择集中补偿、分散补偿或单独就地补偿以及自动或手动的投切方式等形式。

4 照明中的节能设计

     在电力供应和分配系统中,照明用电量占据较高比例,因此,应高度重视节能照明系统的设计。可采取以下措施:

(1)根据中国目前的使用照明情况、电力照明数量和亮度的计算及审计,细化电源的设计和照明功率分布计算等,实现照明系统的节能设计。

(2)在照明设计中,负载应严格按照三相负载考虑,这是为了防止产生三相不平衡的情况,使线路和变压器等设备造成损失,或增加不良现象的发生。

(3)注意照明灯具及光源的选择。

5、无功补偿方式的节能措施

 对于10kV配电节能设计而言,常用的无功补偿方式包括:如果设计对象为容量较大、相对稳定的用电设备,像高频炉、感应电动机等,同时强调的投入运行的经济性,便可采取单独就地补偿方式,即单独在相应设备的旁侧装设补偿装置,以便尽可能的改善补偿效果;但最为理想的还是就地平衡补偿方式,即在0.4kV母线侧安装并联电容器,并为其设置配套的补偿柜和动态调节设备,如此一来,位于低压端的用户便可根据变化的无功负荷对补偿电容器进行自动投切,而且其既无需为高压线路进行无功电能的反送,又可以将线路无功电流保持到最小,进而最大程度的降低有功功率损耗若在10kV母线侧安装并联电容器,则是对其配电线路和变压器运行过程中的无功损耗进行,补偿,以此通过主要降损。

四、结束语

对于电力企业来说,电力节能的实施有利于电能质量的提高,对优化资源配置也有较高的影响。在供配电设计中,我们通过分析10kv配电设计的分析,从几个方面分析配电设计,从而,进一步保证了电力行业的稳定发展。节能方式以及技术的正确使用不仅能为电能的节约起到积极意义,还可为企业带来长远的经济效益,能够在很大程度上缓和国内资源紧急、在国民经济持续健康的发展前进上起着至关重要的作用。

参考文献

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