工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)措施分析

于建

摘 要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了電力的消耗，尤其是在工廠。由于工廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理，在電力輸送過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生電能浪費(fèi)，造成電能浪費(fèi)。另一方面，就我國(guó)而言，電力資源短缺，浪費(fèi)嚴(yán)重，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)節(jié)能供配電系統(tǒng)以節(jié)約用電。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì);節(jié)能節(jié)電;措施

前言

隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)電力工業(yè)也提出了更高的要求。供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)具有重要意義。既能緩解供需矛盾，提高電能利用率，又能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的供給，減少環(huán)境污染。本文從供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，首先簡(jiǎn)要介紹了供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，然后分析了設(shè)計(jì)的意義，最后對(duì)節(jié)能節(jié)電的設(shè)計(jì)措施進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

一.工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)通常由用電設(shè)備、配電線路、總降壓變電所以及車間變電所等組成，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的原則。這也就是說(shuō)，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，既需要確保電能在供配電過(guò)程中的安全，又必須滿足用戶的用電需求，還必須盡可能的節(jié)電節(jié)能。因此，設(shè)計(jì)之前相關(guān)單位應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程進(jìn)行詳盡的思考，盡量做到統(tǒng)籌兼顧。 供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)流程表現(xiàn)在：首先，計(jì)算總降壓變電所的總功率因數(shù)以及最大負(fù)荷。在選取導(dǎo)體抑或電器時(shí)，通常以30分鐘的最大平均負(fù)荷為依據(jù);常用的功率因數(shù)主要有電流、視在功率、有功功率以及無(wú)功功率等。其次，選擇合適的主接線，在主接線的選擇上最好遵循經(jīng)濟(jì)、靈活、可靠的原則，主接線的可靠性占據(jù)首要地位。在進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保供電的連續(xù)性，保證供電的可靠性;在主線的設(shè)計(jì)上，還應(yīng)該確保擴(kuò)建、調(diào)度以及檢修過(guò)程的靈活性;除此之外還應(yīng)該盡可能的降低電能的損耗，主接線設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。再次，進(jìn)行防雷以及接地的設(shè)計(jì)，這兩種設(shè)備都是為了更好的保證供配電傳輸過(guò)程中的安全。最后，實(shí)施繼電保護(hù)。當(dāng)供配電系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，繼電保護(hù)可以及時(shí)進(jìn)行預(yù)警提示，縮小故障的范圍，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少不必要的損失。

二.工廠供配電系統(tǒng)節(jié)電設(shè)計(jì)的意義

節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境是每一個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。進(jìn)行工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)對(duì)于促進(jìn)工廠的可持續(xù)、綠色、循環(huán)發(fā)展具有重要的意義。

1.有助于緩解供求之間的矛盾 在工廠進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，有助于緩解社會(huì)用電需求量大與電力供給不足之間的矛盾。首先，進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，有助于增加能源的利用率，減少浪費(fèi);其次，進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，有助于企業(yè)生產(chǎn)工藝的提升，促進(jìn)電能的開發(fā);再次，進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，有助于節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低污染，緩解供求之間的矛盾。

2.有助于提高經(jīng)濟(jì)效益 在工廠進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，可以有效提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益。首先，合理的節(jié)電設(shè)計(jì)有助于工廠用電工藝以及用電設(shè)備的改進(jìn);其次，合理的節(jié)電設(shè)計(jì)有助于工廠能源投資成本的控制;再次，合理的節(jié)電控制有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的均衡發(fā)展。

3.有助于提高能源的利用率 在工廠進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)，可以有效提高能源的利用率。首先，供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)能有效控制電廠的規(guī)模，縮減建設(shè)費(fèi)用;其次，供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)能有效控制煤炭資源的使用量，降低對(duì)環(huán)境的污染程度;再次，供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)能有效提高能源的利用率，增加社會(huì)財(cái)富。

三.工廠供配電系統(tǒng)節(jié)電設(shè)計(jì)的措施

工廠供配電系統(tǒng)節(jié)電設(shè)計(jì)的措施主要包括兩大方面，一是技術(shù)措施，一是管理措施。前者包括提高設(shè)備功率因數(shù)、增加主接線有效面積、選擇合適的變壓器、對(duì)諧波危害進(jìn)行抑制等;后者包括強(qiáng)化管理力度、健全管理機(jī)制等。

1.提高工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù) 首先，借助同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償，既能促進(jìn)電能質(zhì)量的改善，又有助于工廠供電能力的提高，還能起到節(jié)電降耗的效果。在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)中加裝調(diào)相機(jī)、電容器等，實(shí)現(xiàn)感性以及容性這兩種負(fù)荷之間的能量互換，從而促進(jìn)功率因數(shù)的提高。其次，促進(jìn)電動(dòng)機(jī)、變壓器等負(fù)荷系數(shù)的提高。在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)、變壓器等的容量進(jìn)行控制，確保運(yùn)行過(guò)程中電壓的降低，從而提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)電。再次，借助移相電容器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。最后，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行更新、改造，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化以及現(xiàn)代化，促進(jìn)功率因數(shù)的提高。

2.增加工廠供配電系統(tǒng)主接線的有效面積 在進(jìn)行工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該減少因線路損耗造成的損失。根據(jù)物理學(xué)原理，線路中的阻抗與線的直徑之間成反比例的關(guān)系，與線的長(zhǎng)度之間成正比例的關(guān)系，這就提示我們?cè)谶M(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)控制線的長(zhǎng)度以及線的截面積。首先，選取通過(guò)選取用戶中心點(diǎn)進(jìn)行主接線長(zhǎng)度的控制，確保主接線的長(zhǎng)度在最佳范圍;其次，增加主接線的截面積，提高電能的利用率;再次，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理的歸類，盡量使全部設(shè)備共用一條電纜，從而降低線路的損耗。

3.選取適合供配電系統(tǒng)節(jié)電設(shè)計(jì)的變壓器 在進(jìn)行工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)，通常借助節(jié)電干式變壓器替代傳統(tǒng)形式的油浸式變壓器。首先，干式變壓器的容量可大可小，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié);其次，干式變壓器的可靠性相對(duì)較高，這是進(jìn)行節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)的首要條件;再次，干式變壓器的節(jié)能節(jié)電效果明顯，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，還可以進(jìn)行多種形式的功能組合;最后，與傳統(tǒng)形式的變壓器相比，干式變壓器更環(huán)保、更節(jié)能、更安全、更綠色、更可靠。

4.降低諧波對(duì)供配電系統(tǒng)造成的危害 在進(jìn)行工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)中，電壓的波形對(duì)電能的質(zhì)量具有重要的衡量作用。隨著各種電力行業(yè)的增多，由此出現(xiàn)的諧波電流嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，在進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該借助濾波器對(duì)諧波電流進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊种疲瑢?shí)現(xiàn)電壓波形的正常波動(dòng)。

5.有效平衡節(jié)電設(shè)計(jì)中的三相負(fù)荷 不平衡的三相負(fù)荷不僅不能降低電能的消耗，更嚴(yán)重的是會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成損害。因此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該借助節(jié)電裝置實(shí)現(xiàn)三相電壓的平衡。節(jié)電裝置的結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)為串聯(lián)額電抗器、自耦調(diào)壓器以及線圈三者固定于三柱式鐵芯。這種裝置具有極大的優(yōu)點(diǎn)：首先，它能極大地減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流;其次，它能有效降低變壓器、電機(jī)繞組以及線路等上的銅耗;再次，它對(duì)于調(diào)節(jié)電壓的穩(wěn)壓以及幅值具有重要作用。

6.強(qiáng)化管理制度，健全管理機(jī)制 這主要是從管理的角度對(duì)節(jié)電設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。首先，加強(qiáng)獎(jiǎng)懲力度，對(duì)節(jié)電工作優(yōu)秀的工廠進(jìn)行獎(jiǎng)賞，對(duì)浪費(fèi)嚴(yán)重的工廠進(jìn)行嚴(yán)懲;其次，及安全管理機(jī)制，如借助先進(jìn)的技術(shù)對(duì)工廠進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)信息的共享，確保節(jié)電設(shè)計(jì)的合理性;再次，將責(zé)任落實(shí)到人。

四.結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)，極大地促進(jìn)了電能的消耗，我國(guó)的電能逐漸呈現(xiàn)緊缺的狀態(tài)，設(shè)計(jì)不合理的供配電系統(tǒng)，不僅沒(méi)能增加電能的利用率，反倒造成了更大程度的浪費(fèi)，嚴(yán)重制約著我國(guó)供配電行業(yè)的發(fā)展。進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)電設(shè)計(jì)具有十分重要的意義，因此，適當(dāng)增加主接線的有效面積、提高設(shè)備的功率因數(shù)、健全相應(yīng)的管理機(jī)制，都將有助于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬寶民.芻議工廠供配電系統(tǒng)中的節(jié)能措施[j].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（35）

[2]李冬冬.淺論工廠供配電系統(tǒng)中節(jié)電的意義及措施[j].科技資訊，2012（22）

[3]鄒漢謙.談供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)措施[j].深圳土木與建筑，2012（32）

[4]張國(guó)棟.工廠供配電系統(tǒng)節(jié)電意義與措施[j].才智，2010（11）