淺談節(jié)能技術(shù)在工業(yè)供配電設(shè)計中的運用

劉偉堅

（惠州電力勘察設(shè)計院有限公司，廣東 惠州 516001）

淺談節(jié)能技術(shù)在工業(yè)供配電設(shè)計中的運用

劉偉堅

（惠州電力勘察設(shè)計院有限公司，廣東 惠州 516001）

在當今的社會中，資源匱乏是一個嚴重的全球性問題，因此任何一個生產(chǎn)行業(yè)都需要采取節(jié)能型的生產(chǎn)模式。對于能源消耗型的工業(yè)配電產(chǎn)業(yè)來說，采取節(jié)能技術(shù)的要求則顯得更加的迫切。而要實現(xiàn)工業(yè)供配電的節(jié)能減排，采取合理的工業(yè)供配電設(shè)計是關(guān)鍵。本文先分析了節(jié)能技術(shù)在工業(yè)供配電系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性和重要性，并提出了相應(yīng)的應(yīng)用方法，希望能夠為我國工業(yè)供配電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

節(jié)能技術(shù)；工業(yè)供配電；供配電設(shè)計

經(jīng)濟的發(fā)展對工業(yè)用電提出了更高的需求，工業(yè)用電在總用電量中所占到的比例是最高的。而隨著能源資源的日益匱乏，各個產(chǎn)業(yè)都面臨著節(jié)能化生產(chǎn)的要求，對工業(yè)供配電產(chǎn)業(yè)來說更是如此，要想實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就必須向著節(jié)能化生產(chǎn)模式的方向轉(zhuǎn)型，采取科學的節(jié)能技術(shù)，提高電能的使用率，減少能源的浪費。

1.在工業(yè)供配電設(shè)計過程中采用節(jié)能技術(shù)的意義

在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上進行供配電的設(shè)計是實現(xiàn)自然資源與社會生產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段，與此同時，還能進一步提高資源的利用率。將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)供配電設(shè)計中不僅能夠最大限度地發(fā)揮電能的作用，還能提高資源配置的合理性。因此，節(jié)能技術(shù)應(yīng)當貫穿于工業(yè)供配電設(shè)計整個過程中，并在實際的應(yīng)用過程中根據(jù)實際的情況和需求，進行技術(shù)的調(diào)整，確保節(jié)能技術(shù)能夠真正發(fā)揮提高資源利用率、緩解能源不足問題的作用。

1.1促進企業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在供配電設(shè)計中進行節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能夠促進工業(yè)企業(yè)采用新型的清潔能源，如太陽能、風能、潮汐能、生物能等，從而促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和優(yōu)化，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2控制購電成本的增加

我國當前各個地區(qū)的電網(wǎng)差價很大，即使是在耗煤量相同的機組中，也存在較大的電價差異，從而導致企業(yè)之間出現(xiàn)嚴重的利益失衡問題。有一些企業(yè)為了擴大生產(chǎn)，不得不購買高價電，從而增加了生產(chǎn)的成本，而采取節(jié)能措施能最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有電能的作用，降低生產(chǎn)的成本。

1.3優(yōu)化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

當前我國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要是在傳統(tǒng)模式下進行了一定的調(diào)整，若能夠在當前的電網(wǎng)調(diào)度中增加節(jié)能調(diào)度的功能，就能提高電網(wǎng)的性能，促進電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

2.在供配電設(shè)計總體規(guī)劃中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1根據(jù)實際的情況確定變配電所的方位

在進行供配電的設(shè)計時，需要根據(jù)供配電系統(tǒng)的性質(zhì)和特點，合理的選擇變電所的位置。通常工業(yè)廠區(qū)會對供電區(qū)采取分區(qū)管理的方式，主要分為的區(qū)域包括生產(chǎn)區(qū)、存儲區(qū)、卸載區(qū)、中轉(zhuǎn)區(qū)等。這些區(qū)域?qū)﹄娔艿男枨蠛拖牡碾姽β始霸O(shè)備的負載都是存在很大的不同的，在設(shè)置變電站時需要考慮到這些區(qū)域的用電特點，對于一些用電量較大的區(qū)域需要設(shè)置專門的配電中心，從而確保變電設(shè)備能夠得到有效的應(yīng)用，保障每一個區(qū)域供電的穩(wěn)定性。各個區(qū)域之間的配電設(shè)備既相互獨立又相互聯(lián)系。通常變配電所的位置是靠近負載中心的，并且需要與電氣豎井與電源的位置保持在同一方位，這樣就能盡可能地縮短供電線路的長度和供電網(wǎng)的半徑，從而減少在輸送過程中電能的損耗。

2.2根據(jù)實際情況對供電電壓和線路進行選擇

在其他條件相同的基礎(chǔ)上，通常線路中的電壓越高，電能的損耗量越小，因此提高線路中的電壓時實現(xiàn)減少能源損耗的有效方法。與此同時還要考慮到電氣設(shè)備的負載以及供電線路的距離等相關(guān)的因素，并結(jié)合實際情況，對供配電線路的電壓進行適當?shù)恼{(diào)整，在確保供電的效率和穩(wěn)定性的同時，提高供配電的經(jīng)濟性。一般工業(yè)生產(chǎn)的供配電系統(tǒng)的電壓在36kV以上，而供配電系統(tǒng)的電壓每提高1%，電能的損耗量就會減少1.2%。因此，為了達到節(jié)能的作用，很多工業(yè)企業(yè)都會選擇110kV或220kV電壓來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的35kV電壓。而一些中小企業(yè)對電量的要求不高，通常只需要采用6kV或10kV電壓就可以滿足日常的生產(chǎn)要求。在進行工業(yè)供配電設(shè)計時，應(yīng)當以降低能耗為主要的考慮因素，在選擇導線材料時，也應(yīng)當使用電阻率較低的銅芯。在導線的布線方面，則應(yīng)當對線路進行合理的設(shè)計，盡量減少線路的長度，從而減少電能在輸送過程中的損耗。當線路過長的情況無法避免時，則可以保證供電穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，適當?shù)奶岣邔Ь€的橫截面積。

3.在供配電設(shè)計中對節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1對高效節(jié)能電氣設(shè)備的選擇

為了在工業(yè)供配電設(shè)計中充分發(fā)揮節(jié)能技術(shù)的作用，系統(tǒng)的設(shè)計人員應(yīng)當多種因素進行綜合全面的考慮。首先，在電氣設(shè)備的使用上應(yīng)當盡可能選擇高效節(jié)能的設(shè)備。變配電系統(tǒng)中有很多設(shè)備本身就屬于耗電量較多的設(shè)備，如變壓器，因此在選擇變壓器時必須對其相關(guān)的性能和型號進行合理地選擇。若選擇的變壓器型號不恰當顯著的增加電能的損耗。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程中消耗的無功功率主要是由變壓器和異步電動機產(chǎn)生的，其中異步電動機所占的比例高達70%，變壓器占到20%，剩余的10%則是在電線上損耗的。因此，選擇合適的變壓器和電動機可以起到良好的節(jié)能作用。當前，大多是企業(yè)采用的10kV或35kV的節(jié)能變壓器，當線路中的電功率控制在一定限度時，無功功率的比例就會降低，自然功率因素就會得到提升。此外，還可以采用同步電動機與間隔性工作方式的結(jié)合來起到節(jié)能的目的。但在使用同步電動機時必須去除其空載的功能。在選擇電工機的負載時，通常需要將其參數(shù)控制在40%左右，當要求變壓器的負載達到60%上時，參數(shù)控制在75%～85%左右為宜。但無論采用的是那種供電方式，工業(yè)企業(yè)都要采取變壓器功率回收的方式來降低能源的損耗，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)成本的有效控制。在選擇對點攻擊時，應(yīng)當先制定電動機的年運行標準，通常是3000h。此外，發(fā)電機應(yīng)當選擇節(jié)能型的單機，并在運行過程中保持低負載的狀態(tài)。

3.2對供配電中功率因數(shù)的提升

提升功率因數(shù)也是提高工業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能效果的有效方式。一般工業(yè)企業(yè)會采用補償?shù)姆绞絹硖岣吖β室驍?shù)，也就是對電壓較低位置的無功功率使用低壓電容器進行功率的補償。而對于電壓較高的位置則采用高壓電容器來補償無功功率。具體的補償方式包括就地補償、集中補償、分散補償?shù)刃问?。在補償方式的選擇上，應(yīng)當以節(jié)能的效果最為主要的考慮因素，并根據(jù)無功功率的特點對幾種補償方式進行綜合應(yīng)用。

3.3對供配電中抑制諧波的應(yīng)用

抑制諧波也是降低供配電過程中能源損耗的重要途徑。所謂的諧波就是指會對供配電系統(tǒng)供電效率產(chǎn)生較大影響的事物。諧波的存在不僅會產(chǎn)生極大的能源消耗問題，還會對接入系統(tǒng)中的設(shè)備產(chǎn)生較大的破壞，因此必須對供配電系統(tǒng)中的諧波進行及時有效的處理。通常會采用濾波器來處理諧波，在實際應(yīng)用中將有源和無源結(jié)合起來能夠起到更好的處理效果。此外，還可以采用在變壓器的低壓范圍內(nèi)安裝濾波器的方式來處理諧波。

除了上述的這些主要因素外，在供配電的過程中，線路的設(shè)計、相關(guān)設(shè)備的選用等都會對能源消耗率產(chǎn)生影響，在采取節(jié)能措施時可以綜合這些因素進行科學有效的處理。

3.4照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

照明設(shè)備也是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的能源來源，選擇節(jié)能型的燈具能夠起到良好的節(jié)能效果。當前市場上已經(jīng)有很多節(jié)能效果較好的燈具設(shè)備，如LED燈具、半導體燈具等，此外通過充分利用自然光源、設(shè)置自動光源、光照亮度的調(diào)節(jié)、縮小照明區(qū)域大小等方式也可以起到更好的節(jié)能效果。照明系統(tǒng)所耗費的電能在整個工業(yè)生產(chǎn)中占到了很大的比例，因此必須對其進行合理地節(jié)能控制。具體的方法包括以下幾個方面。首先，對供配電系統(tǒng)中所需要的照明設(shè)備數(shù)量進行科學的計算，并按照我國的照明設(shè)備使用標準、照明功率、亮度等參數(shù)進行照明設(shè)備的選用和安裝；其次，在進行照明設(shè)計的載重分配時應(yīng)當根據(jù)三相載重的方式進行分配，確保分配的合理與均衡，從而防止電能在電線上的過量損耗；最后，在照明系統(tǒng)的設(shè)計時要注重照明燈具與光源的選擇，新型的T5與T8燈具在節(jié)能效果上要遠高于傳統(tǒng)的白熾燈，而緊湊型的熒光燈具則比傳統(tǒng)燈具具有更長的使用壽命。高壓鈉燈的節(jié)能效果要高于汞燈。設(shè)計人員在設(shè)計照明系統(tǒng)時應(yīng)當充分考慮到這些因素，充分發(fā)揮節(jié)能燈具的優(yōu)勢。

3.5人工無功功率補償

人工無功功率補償是指通過在系統(tǒng)中裝配無功功率補償設(shè)備來提高功率因數(shù)。無功功率的損耗情況不同，所采取的補償方式也有所不同，當前常用的補償方式包括并聯(lián)電力電容器、分散補償、集中補償?shù)姆绞降?。無論采取哪一種補償方式，都要以達到最佳的節(jié)能效果為目標。

結(jié)語

在嚴峻的能源現(xiàn)狀下，彼此采用合理的節(jié)能技術(shù)對我國工業(yè)供配電系統(tǒng)的運行模式進行調(diào)整，促進相關(guān)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及能源的節(jié)約。而工業(yè)供配電的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是一個復雜的過程，在今后需要進行更多的研究。

［1］劉偉.供配電設(shè)計中的節(jié)能方法和措施初探［J］.科技資訊，2013（16）：32-33.

［2］劉朝陽.工業(yè)供配電設(shè)計中常見問題及對策研究［J］.科技信息，2014（11）：22-24.

［3］李隨中.節(jié)能技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用［J］.科技視界，2012（2）：65-66.

TE08

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