基于電力設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題及處理措施

楊雁春

【摘 ?要】近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力在人們生產(chǎn)生活著起到了重要的作用。目前我國(guó)用電量大的省份對(duì)于用電量需求也十分強(qiáng)烈，故而用電節(jié)能成為當(dāng)前資源節(jié)約的著重點(diǎn)。我國(guó)消耗的總能量是世界消耗總能量的1/3，故而節(jié)約能源是我國(guó)當(dāng)前重要的戰(zhàn)略措施。本文在此基礎(chǔ)上就電力設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題及處理措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

【關(guān)鍵詞】電力設(shè)計(jì);節(jié)能問(wèn)題;處理措施

1引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和不斷創(chuàng)新，導(dǎo)致城市人口數(shù)量日益增多，生產(chǎn)能力逐漸提高，對(duì)電力能源的使用需求不斷增加。因此，人們需要提高研究、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新電氣節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的力度，擴(kuò)大電氣新能源的應(yīng)用范圍。

2節(jié)能的現(xiàn)狀

我國(guó)目前的發(fā)電模式，火力發(fā)電占70%左右，且今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍占60%以上。2010年以來(lái)，我國(guó)逐步建設(shè)了1000MW燃煤發(fā)電機(jī)組，燃燒效率得到大幅提升，但仍有不少600MW和300MW以及裝機(jī)容量更小的機(jī)組。同時(shí)，由于近年來(lái)電廠投資過(guò)快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展沒(méi)有相應(yīng)跟上，存在著大馬拉小車(chē)、電廠負(fù)荷不足、運(yùn)行小時(shí)數(shù)不足，致使大多數(shù)燃煤電廠燃料燃燒不充分。同時(shí)，低壓余熱蒸汽有效回收利用不充分、輔機(jī)運(yùn)行效果欠佳，照明系統(tǒng)有待進(jìn)一步優(yōu)化等問(wèn)題，使電廠存在著較大的優(yōu)化節(jié)能空間。目前，我國(guó)電力企業(yè)在輸配電過(guò)程中仍然存在能耗較大、綜合經(jīng)濟(jì)效益不高的情況，所以，深入研究電力節(jié)能降耗技術(shù)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)踐價(jià)值。目前用戶側(cè)電力能效提升技術(shù)包括電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、設(shè)備節(jié)能等傳統(tǒng)的節(jié)能方式。

3電力設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題分析

（1）供配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)設(shè)置不當(dāng)，缺乏有效的功率因數(shù)。電力生產(chǎn)實(shí)踐中用電設(shè)備的用電狀況是否良好，與供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否有效密切相關(guān)。在電力設(shè)計(jì)工作開(kāi)展中，受到供配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)設(shè)置不當(dāng)、缺乏有效的功率因數(shù)影響，會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題發(fā)生。（2）導(dǎo)體截面及電氣設(shè)備選擇不當(dāng)，設(shè)計(jì)方面節(jié)能技術(shù)運(yùn)用不充分?；陔娏υO(shè)計(jì)的節(jié)能分析及其設(shè)計(jì)方案的形成，受到導(dǎo)體截面及電氣設(shè)備選擇不當(dāng)，設(shè)計(jì)方面節(jié)能技術(shù)運(yùn)用不充分的影響，從而引發(fā)了電力設(shè)計(jì)的節(jié)能問(wèn)題。

4電力設(shè)計(jì)節(jié)能問(wèn)題的處理措施

電力節(jié)能實(shí)施的目的就是節(jié)能，在此工作過(guò)程中電力節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有進(jìn)行最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能提高生產(chǎn)節(jié)能的作用。由于人們對(duì)電力資源的需求不斷上升，電力企業(yè)對(duì)于電力節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行更為深入的創(chuàng)新與改進(jìn)。

4.1合理供電電壓

選擇使用供電電壓時(shí)，要進(jìn)行綜合考慮，主要是考慮當(dāng)?shù)氐墓╇姮F(xiàn)狀，使用電能用戶情況，以及電力企業(yè)對(duì)供電未來(lái)發(fā)展規(guī)劃等，根據(jù)這些內(nèi)容來(lái)選擇電壓，同時(shí)在選擇電壓使用時(shí)，還要考慮使用用戶與變電站的實(shí)際距離和根據(jù)電容量來(lái)選擇合適電壓。一般情況中使用的配電網(wǎng)絡(luò)是在6千伏到10千伏，使用配電電壓要實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，采用10千伏配電模式經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果較好。比如配電系統(tǒng)中的能耗較小，而且使用的配電金屬能耗也較小，首選配電電壓應(yīng)該是10千伏。如果對(duì)網(wǎng)絡(luò)中使用用戶來(lái)講，使用6千伏用戶較多，而且這個(gè)容量較大，這種情況下需要考慮使用6千伏的供電電壓。如果供電網(wǎng)絡(luò)中有少量用戶使用3千伏電壓時(shí)，對(duì)供電的選擇上可配置10（6）/3kv專用變壓器。

4.2選擇最佳的導(dǎo)體截面及電氣設(shè)備

為了得到理想的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案，減少電力生產(chǎn)實(shí)踐中的能耗，則需要在其設(shè)計(jì)中選擇最佳的導(dǎo)體截面及電氣設(shè)備，并重視節(jié)能技術(shù)的充分運(yùn)用。具體表現(xiàn)為：①電力設(shè)計(jì)人員因通過(guò)對(duì)輸電過(guò)程中所涉及導(dǎo)體應(yīng)用工況的分析與考慮，結(jié)合節(jié)能設(shè)計(jì)要求，從而選擇最佳的導(dǎo)體截面及電氣設(shè)備，使得電力設(shè)計(jì)方案應(yīng)用中有著良好的節(jié)能效果。②電力設(shè)計(jì)人員也應(yīng)重視變頻調(diào)速技術(shù)，其他相關(guān)節(jié)能技術(shù)的充分運(yùn)用，使得這些技術(shù)支持下的電力節(jié)能設(shè)計(jì)水平得以提升，增加電氣設(shè)計(jì)中的技術(shù)含量。

4.3加快推廣超導(dǎo)電纜

1911年，荷蘭物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)水銀的電阻會(huì)隨著溫度下降而降低，最后竟然完全消失，他們將這一神奇的現(xiàn)象稱為“超導(dǎo)”。在此后的一個(gè)多世紀(jì)里，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了更多的超導(dǎo)體（包括鈮鍺合金、陶瓷性金屬氧化物等）。超導(dǎo)電纜可以實(shí)現(xiàn)零電阻傳輸大電流，而且超導(dǎo)電纜的電流輸送能力超過(guò)常規(guī)銅芯電纜的3～5倍，可以節(jié)約大量材料、用電，還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。2013年，全球安裝了5624m超導(dǎo)電纜，2017年已增長(zhǎng)到8295m。耐克林、古河電工、SEI與SUNAM都在積極生產(chǎn)超導(dǎo)電纜。我們也應(yīng)當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)的國(guó)外超導(dǎo)電纜，同時(shí)，積極研發(fā)具有國(guó)內(nèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超導(dǎo)電纜，逐步淘汰落后的銅芯電纜。

4.4實(shí)施變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)與應(yīng)用工作中，需要明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應(yīng)用與荷載，結(jié)合變壓器合理選擇材質(zhì)，從而降低變壓器線路的使用數(shù)量。通常情況下，變壓器的空載損耗不會(huì)發(fā)生很大變化，不能消除變壓器的損耗問(wèn)題。因此，需要結(jié)合變壓器的使用環(huán)境選擇節(jié)能效果較好的變壓器，減少損耗問(wèn)題，提高工作效率。變壓器使用過(guò)程中，不僅會(huì)有空載損耗，而且會(huì)存在有載損耗。損耗數(shù)值的大小主要由變壓器的節(jié)點(diǎn)功率和自身電阻決定。選擇變壓器時(shí)，需要根據(jù)電阻率的實(shí)際情況，選擇較小的變壓器。材質(zhì)選擇方面，要盡量使用銅制材料，以減少電力能源的損耗。另外，還要考慮設(shè)備的使用成本。為了能夠減少能源消耗，要支出更多的電能損耗，而選擇合適的變壓器就可以減少損耗。一般情況下，負(fù)載在75%～85%的變壓器，應(yīng)用效果最好。

4.5開(kāi)發(fā)利用電力新能源

4.5.1風(fēng)能的開(kāi)發(fā)

對(duì)于新能源的開(kāi)發(fā)問(wèn)題上需要考慮到能源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，而風(fēng)能是一種可再生的綠色能源，為了可以進(jìn)一步的緩解電能的壓力，各國(guó)間也在積極的研究將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，但是要想真正地實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化活動(dòng)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程的輸送，這種輸送方式對(duì)經(jīng)濟(jì)上造成了一定的負(fù)擔(dān)，不利于新能源的大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

4.5.2地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)

我國(guó)北方冬季氣溫較低，供暖設(shè)備成為居民生活必備。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，供暖設(shè)施也在不斷改進(jìn)，不同于傳統(tǒng)的燃煤取暖，地?zé)豳Y源在現(xiàn)階段家庭供暖中受到了極高的重視。在我國(guó)，主要是云南及西藏地區(qū)，擁有豐富的地?zé)豳Y源。相關(guān)調(diào)查顯示，目前我國(guó)可以利用的地?zé)崽飻?shù)量達(dá)到300處左右，可利用的天然熱量達(dá)到110J/a。因此，現(xiàn)階段電力新能源開(kāi)發(fā)的主要方向就是地?zé)豳Y源。而在地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)中，我國(guó)仍舊擁有極大的發(fā)展空間。另外，地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)不僅僅能夠進(jìn)一步推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)還能夠在一定程度上推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)大發(fā)展。

4.5.3太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)

太陽(yáng)能資源是十分常見(jiàn)的，對(duì)于太陽(yáng)能的資源利用率也逐步提高了，對(duì)于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用在滿足電能使用的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保的作用，但是我國(guó)對(duì)于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)上還存在著很多技術(shù)上的問(wèn)題，并且開(kāi)發(fā)成本較高，需要不斷的進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

4.5.4核能資源的開(kāi)發(fā)

在眾多新能源之中，核能是效率最高、清潔力最強(qiáng)的能源，但是由于核能本身具有很高的危險(xiǎn)性，因此在核能資源的開(kāi)發(fā)利用之中必須要對(duì)核反應(yīng)堆的開(kāi)發(fā)格外重視。目前，我國(guó)對(duì)核能的開(kāi)發(fā)仍舊處于起步階段，且核能的應(yīng)用范圍也比較窄，因此相關(guān)的研究人員要借鑒其他國(guó)家的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在開(kāi)發(fā)核能時(shí)要將開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降到最低，降低放射危險(xiǎn)，充分發(fā)揮核能轉(zhuǎn)化為電能的潛力。

5結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，人們的生活和社會(huì)生產(chǎn)對(duì)電能的需求日益增長(zhǎng)，有些地區(qū)甚至出現(xiàn)電能短缺的情況。因此，未來(lái)在緩解電能緊張的局面時(shí)，我國(guó)一定要注重對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的提高以及電力新能源的開(kāi)發(fā)利用，通過(guò)有效的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，有效利用電能，將能源的損耗降到最低，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力行業(yè)的穩(wěn)定積極發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]卞峰，梁慧媛，樊相臣，李燕，李一真.分析大功率電力設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017，04：36-38.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西大同供電公司）