供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

1、<p>　　供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，最大限度地減少無(wú)功功率，提高電能的利用率，是當(dāng)前建筑電氣節(jié)能的重要課題之一。建筑節(jié)能已成為時(shí)代的呼喚，作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利用，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到工程項(xiàng)目當(dāng)中，成為建筑電氣設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。本文首先對(duì)供配電系統(tǒng)中電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行了說(shuō)明，然后分別從供配電系統(tǒng)整體規(guī)劃中的節(jié)能設(shè)計(jì)和供配電系統(tǒng)的節(jié)

2、能設(shè)計(jì)兩方面詳細(xì)探討了供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)；電氣節(jié)能；變壓器；功率因數(shù)；諧波 </p><p>　　Abstract: to reduce the line losses of power supply system and distribution costs, minimize reactive power, improve the

3、utilization rate of electric energy and is currently one of the important problems in the building electrical energy saving. Building energy efficiency has become the call of The Times, as a secondary energy power, how t

4、o reduce the loss, efficient utilization, energy-saving technology reasonably applied to the engineering project, become the focus of building electrical design</p><p>　　Keywords: power supply and distributi

5、on system; Electric energy conservation; Transformer; The power factor; harmonic </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013) </p><p>　　供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則 </p><p><b>　?。ㄒ唬?shí)用性

6、原則 </b></p><p>　　首先，建筑電氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足建筑物內(nèi)電氣功能正常發(fā)揮基礎(chǔ)上進(jìn)行，如：照明系統(tǒng)要首先照明場(chǎng)所照度、色溫、顯色等技術(shù)指數(shù)要求；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)要首先滿足供風(fēng)場(chǎng)所溫度、濕度等指標(biāo)要求。 </p><p><b>　?。ǘ┙?jīng)濟(jì)性原則 </b></p><p>　　在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮電氣系統(tǒng)

7、投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本等飲食，要從長(zhǎng)期高效使用角度考慮，減少系統(tǒng)投運(yùn)后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，有效提高電氣系統(tǒng)綜合投資經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　?。ㄈ┏掷m(xù)發(fā)展原則 </p><p>　　供配電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，要從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度著手，始終貫徹方案技術(shù)先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)中精心考慮、仔細(xì)斟酌各環(huán)節(jié)中的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，確保所建立的建筑電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)能夠具有較高技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。 &

8、lt;/p><p>　?。ㄋ模┕?jié)省無(wú)謂消耗的能量 </p><p>　　節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先找出哪些方面的能量消耗與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗、電能傳輸線路上的有功損耗，都是無(wú)用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)的調(diào)光技術(shù)、控制技術(shù)使其能耗降低。 </p><p>　　供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的

9、要點(diǎn) </p><p>　?。ㄒ唬┕┡潆娤到y(tǒng)整體規(guī)劃中的節(jié)能設(shè)計(jì) </p><p>　　1、確定合理的電網(wǎng)供配電壓等級(jí) </p><p>　　通常情況下，整個(gè)電網(wǎng)線路容量、距離與電壓成正比。在電壓一定的情況下，輸送電流的距離與容量成反比。因此，應(yīng)按照實(shí)際的用電設(shè)備、供電距離、負(fù)荷容量實(shí)際情況，對(duì)供配電的電壓等級(jí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)的控制室應(yīng)設(shè)置在電網(wǎng)負(fù)荷中心附近，

10、以減少供電半徑，降低線路電流損失。在電壓供電范圍內(nèi)，增強(qiáng)供電電壓能夠?qū)崿F(xiàn)供配節(jié)能，但是提高了電力系統(tǒng)的投資成本，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的方案。 </p><p>　　2、確定合理的線路 </p><p>　　選擇較大電纜導(dǎo)線的截面，盡管可以達(dá)到節(jié)能效果，然而提高了投資成本；選擇較小的截面會(huì)降低運(yùn)行的可靠性、加大安全危害、縮短使用壽命，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此設(shè)計(jì)線路時(shí)應(yīng)以降低線路

11、的損耗為原則。 </p><p>　　在實(shí)際電力工程中，確保配電的線路電流穩(wěn)定，減少損耗，通過(guò)降低電阻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電阻公式，降低其電阻值，應(yīng)選擇電阻率較小的材料，如銅芯、鋁芯線等?？s短導(dǎo)線的長(zhǎng)度，其電力系統(tǒng)的線路盡量走直。在電力系統(tǒng)的低壓配電中，盡量少走彎路、回頭路。對(duì)于線路較長(zhǎng)的電力系統(tǒng)，要以滿足與保護(hù)電壓降為基礎(chǔ)，來(lái)確保熱穩(wěn)定、載流量。在設(shè)計(jì)線截面的過(guò)程中加大線截面，盡管能夠增加電網(wǎng)的成本費(fèi)用的投入，但是

12、節(jié)約電力能耗與運(yùn)行費(fèi)大大超過(guò)前期的投入。 </p><p>　　（二）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電氣節(jié)能設(shè)計(jì) </p><p>　　1、正確選擇變壓器 </p><p>　　變壓器節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是降低損耗，提高運(yùn)行效率。 </p><p>　　（1）正確選擇變壓器容量和數(shù)量 </p><p>　　設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投

13、資和年運(yùn)行費(fèi)用，合理分配負(fù)荷，力求三相負(fù)荷平衡，正確選擇容量與負(fù)荷相匹配的變壓器，且變壓器主接線設(shè)計(jì)應(yīng)能在負(fù)荷變化時(shí)，按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則靈活投切，使其工作在高效區(qū)內(nèi)。 </p><p>　　對(duì)停產(chǎn)后仍不能停電的負(fù)荷，宜采用專(zhuān)用變壓器。如大型廠房宜對(duì)照明負(fù)荷設(shè)置照明專(zhuān)用變壓器。對(duì)分期投產(chǎn)負(fù)荷，宜采用多臺(tái)變壓器方案，避免輕載運(yùn)行增大損耗。 </p><p>　?。?）正確選擇變壓器的類(lèi)型 <

14、/p><p>　　變壓器的類(lèi)型選擇對(duì)于日常用電節(jié)能非常關(guān)鍵。變壓器的空載損耗(鐵損)主要發(fā)生在變壓器鐵心疊片內(nèi)，它是因交變的磁力線通過(guò)鐵心產(chǎn)生磁滯及渦流而帶來(lái)的損耗。近年來(lái)，變壓器的鐵心材料已采用最新的非晶態(tài)磁性節(jié)能材料，非晶合金鐵心變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。另外，S11、S13等型號(hào)變壓器卷鐵心改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，大大減少了磁阻，空載電流減少了60%～80%，提高了功率因數(shù)，降低了電網(wǎng)線損，改善了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，使

15、空載損耗降低20%～35%。 </p><p><b>　　提高功率因數(shù) </b></p><p>　　改善功率因數(shù)，對(duì)于節(jié)能降耗的影響是多方面的，也是最為有效的。 </p><p>　?。?）提高功率因數(shù)的意義 </p><p>　　變壓器損耗主要是鐵損和銅損，提高變壓器二次側(cè)功率因數(shù)，可使總的負(fù)荷電流減少， 從而減少

16、銅損。改善系統(tǒng)功率因數(shù), 可以改善線路及變壓器的電壓損失，由此提高現(xiàn)有的設(shè)備和線路的供配電能力。由于提高了功率因數(shù)，減少了無(wú)功功率，供給同一負(fù)荷功率所需的視在功率和負(fù)荷電流均減少，可以選擇較小的變壓器容量和線路截面，達(dá)到減少投資的目的?；蛘撸瑢?duì)現(xiàn)有設(shè)備而言，變壓器容量和線路截面就有了富余，可以增加用電設(shè)備，也就等于直接增大了配電系統(tǒng)的供電能力。 </p><p>　?。?）提高功率因數(shù)的措施 </p>

17、<p>　　①減少供用電設(shè)備的無(wú)功損耗 </p><p>　　如: 合理選擇變壓器，使變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；正確設(shè)計(jì)和選用變流裝置，對(duì)直流設(shè)備的供電和勵(lì)磁，應(yīng)采用硅整流或晶閘管整流裝置，取代變流機(jī)組、汞弧整流器等直流電源；限制電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)中對(duì)空載率大于50% 的電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)，可安裝空載斷電裝置等等。 </p><p>　?、诓捎渺o電電容器進(jìn)行補(bǔ)償 </p&

18、gt;<p>　　如: 采用高、低壓電容器補(bǔ)償相結(jié)合，變壓器和高壓用電設(shè)備的無(wú)功功率由高壓電容器補(bǔ)償；分散與集中補(bǔ)償相結(jié)合，對(duì)距供電點(diǎn)距離較遠(yuǎn)且無(wú)功功率較大的采用就地補(bǔ)償，對(duì)用電設(shè)備集中的采用成組補(bǔ)償，其余的在變電所集中補(bǔ)償；固定與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合，在最小運(yùn)行方式下的無(wú)功功率采用固定補(bǔ)償，常變動(dòng)的負(fù)荷采用自動(dòng)補(bǔ)償?shù)鹊取?</p><p>　　用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì) </p><p>

19、;　　（1）照明節(jié)能設(shè)計(jì) </p><p>　　照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低照明場(chǎng)所照度、色溫、顯色等視覺(jué)技術(shù)指標(biāo)要求，即在不降低照明系統(tǒng)照明質(zhì)量的基礎(chǔ)上，力求減少照明系統(tǒng)中光能資源損耗，從而最大限度的利用建筑物室內(nèi)有限光能。 </p><p>　?、僭黾幼匀还獾恼丈渎?</p><p>　　在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員要與建筑設(shè)計(jì)人員多交流，增加自然光的

20、折射率，實(shí)現(xiàn)自然光利用最大化，通過(guò)室內(nèi)照明與自然光有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)照明電能節(jié)約目的。 </p><p><b>　?、谶x擇合適的燈具 </b></p><p>　　在燈具安裝過(guò)程中要嚴(yán)格控制發(fā)光功率，在確保照明質(zhì)量基礎(chǔ)上，普通房間應(yīng)盡量采用發(fā)光高效熒光燈或緊湊熒光燈；在高大廠房、車(chē)間、室外等應(yīng)采用太陽(yáng)燈、高壓鈉燈等放電高效光源。 </p><p>

21、;　　③完善控制燈具方式 </p><p>　　在電力系統(tǒng)中設(shè)置燈具節(jié)能開(kāi)關(guān)能夠有效降低電量損耗。根據(jù)燈具自身特點(diǎn)，設(shè)置分區(qū)控制或增加適當(dāng)?shù)恼彰鏖_(kāi)關(guān)點(diǎn)，如在客房、病房、臥房的燈具可使用調(diào)光控制；在高級(jí)客房中使用節(jié)電鑰匙控制；在室外照明或者公共場(chǎng)所可采用聲控、光控、程序等方式來(lái)控制；在停留短暫的公共場(chǎng)所如樓梯、走道等可使用自熄節(jié)能控制。 </p><p>　　（2）電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì) </

22、p><p>　　減少電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的運(yùn)用損耗的主要途徑，是采取相關(guān)技術(shù)措施提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和運(yùn)行功率因數(shù)。在實(shí)際工程節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)功能需求選擇合適的高效率節(jié)能電動(dòng)機(jī)。需要結(jié)合就地電容器補(bǔ)償?shù)却胧?，以降低電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的線路損耗外，避免或縮短電動(dòng)機(jī)輕載和空載運(yùn)行時(shí)間。 </p><p>　　另外，還可以結(jié)合變頻調(diào)速等先進(jìn)控制系統(tǒng)，有效提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的電能資源綜合利用效率，達(dá)到節(jié)

23、能降耗的目的。 </p><p>　　4、抑制諧波危害 </p><p>　　供配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量是指電壓頻率和波形的質(zhì)量。電壓波形是衡量電能質(zhì)量的三個(gè)主要指標(biāo)之一。諧波電流的存在不僅增加了供配電系統(tǒng)的電能損耗，而且對(duì)供配電線路及電氣設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生危害。為了抑制諧波，通常在變壓器低壓側(cè)或用電設(shè)備處設(shè)置有源濾波器、無(wú)源濾波器，或?qū)⒂性礊V波器及無(wú)源濾波器混合使用，或采用節(jié)電裝置。通過(guò)上述措施

24、有效濾除中性線和相線的諧波電流，這樣不僅凈化了電路，而且降低了電能損耗，提高了供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 </p><p>　　5、平衡三相負(fù)荷 </p><p>　　在低壓線路中，由于存在單相以及高次諧波的影響，使三相負(fù)荷不平衡。為了減少三相負(fù)荷不平衡造成的能耗，應(yīng)及時(shí)調(diào)整三相負(fù)荷，使三相負(fù)荷不平衡度符合規(guī)程規(guī)定。 </p><p>　　要解決三相電壓或

25、三相電流的不平衡度，首先設(shè)計(jì)時(shí)盡量使三相負(fù)荷平衡，同時(shí)可以采用調(diào)節(jié)單相電壓及采用濾波器抑制諧波的方法。最好的方法是采用省電裝置來(lái)平衡三相電壓或三相電流。省電裝置能使線電壓或線電流的不平衡度小于2%，零線上電流極小，使三相電壓或三相電流基本平衡，從而大大減少了相線及零線上的電能損耗。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　綜上，在電力系統(tǒng)中進(jìn)

26、行供配電節(jié)能設(shè)計(jì)，能有效節(jié)約能源、降低損耗，推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展，從而取得較大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，因此供配電的節(jié)能設(shè)計(jì)引起廣大設(shè)計(jì)人員的高度重視。設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，充分應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)，選用高效節(jié)能電氣設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑供配電系統(tǒng)的最大節(jié)能，達(dá)到建筑電氣節(jié)能降耗的目的，推動(dòng)建 </p><p>　　筑節(jié)能工作順利開(kāi)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

27、</b></p><p>　　[1]魏國(guó)民，姜群.關(guān)于建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[J].黑龍江科技信息，2011.23. </p><p>　　[2]劉昌明.建筑供配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].四川建筑科學(xué)研究，2011.1. </p><p>　　[3]陳雁高，王鵬，余淑娟.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾種節(jié)能方式[J].四川水力發(fā)電，2008.6. </p&