(映秀湾水力发电总厂四川都江堰611830)
摘要:世界范围内能源消耗问题日益突出,我国能源消耗量已跃至世界首位,节能已成为我国可持续发展战略的重要方面。电气设计人员需充分认识供配电系统节能的重要性,而供配电系统的节能设计是建筑物节能设计的关键,需进行科学合理的供配电系统设计,以充分利用电力资源,提升建筑供配电系统整体节能性能。
关键词:供配电系统;节能措施;探讨
引言
能源消耗是现代社会发展所不可避免的一个问题,其中电能优势能源消耗最为严重的一项能源,人们日常工作和学习以及企业的生产都离不开电能,社会发展脚步不断加快,电能的消耗也越来越大,因此有必要降低对电能的浪费,实现绿色节能的理念。在供配电系统方面,节能方法和措施是今后发展必不可少的趋势,科学合理的供配电节能设计,可以有效降低电能传输和使用过程中产生的不必要浪费,实现节能减排的目标并且给企业带来更大的经济效益。
1供配电系统节能设计的主要内容
高层建筑物伴随社会发展进程的进步而不断发展,在提升土地资源利用率的同时,也存在着电能消耗量大的问题,且高层建筑供配电系统受施工组织及技术方面的影响均存在着较大的问题。据统计,高层建筑电能消耗中照明消耗占据了40%以上,因此需进行建筑节能系统优化设计,依据标准JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》以及GB50034-2004《建筑照明设计标准》等,进行建筑系统节能优化。首先需结合国家及行业政策、节能标准进行电力系统优化设计,充分进行负荷统计、无功动态补偿及谐波治理等的计算;在照明系统的节能设计中,需在保证照明系统科学合理性的基础上进行照明灯具的优化控制及匹配,以达到建筑节能设计标准;电气设备及空调系统的节能设计需充分使用当前最新的建筑材料以及建筑能源,如风能、太阳能等,以不断优化建筑供配电系统。
2供配电系统的节能措施
2.1变压器的选配
变压器是电力系统内部最为广泛应用的变电装置,主要发挥着电能传输作用,可以妥善调整电能级别,其绕线组主要通过电源来吸收有功功率,电能转换过程中,其内部一部分有功损耗主要为电阻钢损耗,部分有功损耗在铁芯上出现了铁损耗。铁损大体包括:涡流损耗、漏磁损耗,实际的铁损数据主要同铁芯材料、制作技术、工艺等密切关联,为了达到节能的目标就必须做好变压器的选配,优选节能型变压器,常见的型号包括:S9,S10,SC10等,因为这些型号的变压器重要采用了冷轧晶粒沙钢片作为铁芯材料,这一材料能够有效控制铁芯的功率损耗。变压器主线圈、副线圈等的电阻以及流经的电流等都会影响到损耗问题,优选低电阻绕组线圈。
2.2电动设备的选配
电动设备属于高能耗设备,对此必须做好电动设备的选配与选型工作,有效控制电动设备的工作效率,达到能源节约目标。可以通过提高电动设备的运行速率、功率系数等来控制电动设备能量,通常在载荷较低状态下运转时,其功率系数较小,对此优选运行效率较高、能耗较低的电动设备,同时,参照电量载荷的数量、运行速度等来综合选配电动设备,选配出一个型号适宜的电动设备,使之能够适合配网系统,从而达到节能设计的目标。
2.3照明设计
工业及高层建筑场所,供配电系统中照明电能损耗占据较大方面,照明的节能设计需引起足够重视。照明节能设计基于天然采光的充分利用,从合理的照明计算、负荷分配,对照明灯具、电光源以及照明控制方式的正确选择等方面进行节能设计。照明计算需对照度、功率密度进行计算,负荷分配中,应注意三相负荷的平均分配,避免三相不平衡加重变压器及线路的损耗。在节能效果方面,照明灯具和电光源的选择需引起足够重视,紧凑荧光灯比普通灯具的寿命长,节能效果好,T8型荧光灯的节能可达10%,T5型荧光灯比T8型节能效果更好;此外,高压钠灯及金卤灯、LED(发光二极管LightEmittingDiode)等具有更优良的节能性能,其寿命长、启动时间短、功耗低。照明控制方式需结合智能模块、传感器、智能开关和总线控制等先进技术对工作场所的照明灯具进行科学控制。照明系统的节能设计措施包括以下几方面:首先,增加自然光的折射率,实现自然光利用最大化,通过室内照明与自然光有机结合,实现照明电能节约;其次,依据《照明标准设计规范》选用合适灯具,综合考虑视觉要求、照明功率及标准等严格控制发光功率,优先保证照明质量,并推动新型节能灯具的应用;最后,完善控制灯具方式。灯具节能开关的设置能够极大降低电量损耗,灯具的分区控制也有利于灯具的节能降耗:客房优先采用调光控制方式,公共场所优先选用声控及光控方式,楼梯走廊等可使用自熄节能控制。
2.4无功补偿的优化
供电与配电设计中,要想能够最大程度地控制配网系统电能传输中的能量损耗就要优化无功补偿。首先应该深入调查并了解变压器、电动机等必需的负载电量,负载电量大小应该成为无功补偿的一大参考数据,优选能够有效适合供电、配电系统的电气设备,以此来提升无功功率因数。也要做好人工补偿,具体措施和方法为:配置无功功率补偿设施,用来提升功率因数,其他的感性负载人工无功补偿通常适合通过并联电力电容器。可以尝试就地平衡补偿的方法来控制线损问题,并保护电压安全,也就是说根据电容器所处的位置就近补偿,例如:低压线路的补偿应该来自于低压电容器,或者参照实际情况来优选独立的就地补偿方式,也可以借助其他补偿方式,例如:分散与集中补偿穿插分布,手动投切等,为了达到节能的目标,可以选择无功自动补偿,但是最好选用无功参数调节的方法。
如果选择并联电容器来实现无功补偿,电容器有着自身的弱点和缺陷,体现在:易于吸收谐波电流,从而导致过载发热问题,这是因为电容器具有容性阻抗特征,而且阻抗与频率之间呈反比,如果容性阻抗和电力系统内部的感性阻抗之间契合一致,则可能带来谐波谐振问题,最终电容器的温度升高,出现绝缘击穿故障,对此可以选择并联电容器人工补偿时,应该选择谐波治理的方法积极预防绝缘击穿问题。
2.5供电与配电线路的节能设计
配电线路通常包括以下两大组成部分:电缆线路与架空线,任何一种线路的设计都要本着节能的原则,金属导线是线路电能传递的主体材料,然而,实际的电能传输中难免发生损耗,所谓的功率损耗则可能带来线损问题,对此需要科学设计供电与配电线路,根据已有的科学技术原理总结出:电路负荷功率稳定时,线损则同功率因数以及线路电压等呈负相关关系,相反,同电阻阻值呈正比,对此可以通过控制电阻来减少线损,这其中需要明确影响电阻阻值大小的因素,例如:导线长度、截面面积、电阻量等,具体可以从以下方面进行线路节能设计:
2.5.1控制电路导线长度
为了减少线损应该尽可能地控制电路导线的长度,缩小导线间的距离,对此则要科学布局变电站,可以从整体上分析,根据线路的分布让变电站设计于一个中心地带,采用直线架设拉伸线路,低压配电操作施工中优先选择不需要回路的设备,控制导线长度,从而有效确保供配电线路的高效传输电能。
2.5.2控制导线电阻
优选电阻值较小,低电阻的导线,其中铜芯材质的导线为最佳选择,因为其导电性较好,能够有效控制能量的损耗。同时,也要适度地扩大导线截面,以此来减少电阻,这其中要集中确保热量处于稳定状态,电流负荷也相对稳定,这样才能有效控制电阻值。2.6提高供配电系统的功率因数
实现电力节能的另一方面即通过电力系统功率因数的提升来实现,此举可大大降低电网功率的损耗。电力系统中变压器及电动机等用电设备均具有一定的电感性,可导致滞后电流的产生。滞后电流的存在将直接导致系统线路电量的损耗,为此,可通过以下措施降低损耗:(1)降低用电无功设备的损耗。优先选择较高功率因数的用电设备,设置用电补偿电容器以消除用电设备的电感性;(2)设置静电电容器,补偿电能损耗。电力系统中静电电容器的存在将产生无功电流,可以补偿滞后电流的损耗,增加功率因数。供配电节能设计中应依据系统实际情况选择合适的补偿方式,如集中高压补偿和成组低压补偿、分散低压补偿等。
结束语
供配电的节能设计应该从多方面入手,因为供配电工程是一个系统工程,其中包括供配电线路的节能设计、电气设备的选型以及补偿方式的确定等,任何一个环节的节能效果都可能影响到整个供配电系统的节能水平,因此研究供配电系统的节能措施具有重要的意义。
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