供配電系統總體規劃節能措施與變配電設計節能技術

周龍武

摘 要：電能是推動國民經濟發展和保證人們生活正常進行的重要能源，為廣大電力用戶提供優質、穩定的電力供應，是供電企業的主要工作任務。但是在供配電過程中，電能的損耗量巨大，給供電企業帶來了巨大的經濟損失。因此，必須要深入分析供配電系統中存在的能耗問題，并結合實際的工作經驗，科學設計供配電系統的節能措施，采用新型的變配電設計節能技術，在保證供配電系統安全、節能運行的同時，為電力用戶提供更加優質的電力能源。

關鍵詞：供配電系統 存在問題 節能措施 變配電設計

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0027-02

我國電力能源的來源以火力發電為主，受能源危機的影響，火力發電的成本不斷升高，而供配電系統中的電能浪費則會給電力企業造成巨大的經濟損失，探究一種新型的技能技術和采取必要的節能措施，成為現階段電力企業工作的主要內容之一。文章首先概述了現階段供配電系統中存在的突出問題，隨后分別從供配電系統節能設計、供配電線路設計、變配電節能技術等方面，就如何降低供配電系統中的電能損耗提出了幾點建議。

1 供配電系統中存在的問題

1.1 電網超負荷運行

在供電系統設計時，會根據電網覆蓋區域的電力用戶數量和用電總量作為依據，設定供電系統的額定容量。在供電系統投入使用后，隨著家用電器、用電企業數量的不斷增加，供電系統所承載的壓力負荷也會不斷上升。對于一些人口密集或是投入運行年限較久的電網來說，由于電網容量沒有得到與時俱進的拓展，因此，在電網超負荷運行過程中，會產生較為嚴重的電能損耗。

1.2 供電電壓不合理

在我國一些地理位置相對偏遠或是經濟比較落后的地區，電網系統中的供電電壓相對較低，為了滿足這些地區電力用戶的正常用電，需要經過多級降壓，保證電網用電電壓和電力用戶的使用電壓相平衡。但是在系統降壓過程中，會產生一定的額外電力損耗，而經過多級降壓后，供配電系統中產生的能也非常之多。如何設計供電電壓，成為電網節能需要重點解決的問題。

1.3 電網布局不科學

在供配電系統中，配電中心和用電中心之間的距離和能耗成正比關系，尤其是在一些較長距離的電能傳輸線路，線路中損耗的電能十分嚴重。但是在具體的供電系統布局時，由于地理位置、人口密度等多種因素的影響，往往會導致電網系統的布局存在不合理、不科學等現象。

1.4 配電設備陳舊

在整個供配電系統中，存在功能不同的多種配電設備，由于這些配電設備、線路長期暴露在野外，使用壽命降低，容易出現故障問題。同時，由于電網覆蓋面積較大，因此，人工管理相對困難，配電設備得不到及時的更換，不僅會造成嚴重的電能損耗，還會因為設備故障導致局域電網崩潰，影響電力用戶的正常用電體驗。

2 供配電系統的節能設計

2.1 合理設計供電電壓

在設計供配電系統的額定電壓時，要綜合考慮多方面的影響因素，例如：電網覆蓋區域的用電規模、供電中心和用戶之間的距離、用電設備的特點等。設計人員只有綜合考慮多方面的影響因素，才能夠綜合設計供配電系統中的用電容量和電網額定負荷，一方面能夠確保供配電系統為電力用戶提供充足的電能；另一方面也在一定程度上避免了電能的損耗。

2.2 根據用電變化選擇變壓器容量

變壓器是供配電系統中的核心設備，變壓器容量如果低于電力系統中的電壓值，就會產生較為嚴重的電能損耗。但是在實際環境下，由于電力用戶用電需求分布不均勻，在用電高峰期往往會給供配電系統帶來較高的負荷。此時供配電系統中的電壓值遠遠超過了變壓器的額定容量，出現電能損耗問題。例如：每到夏季或夜晚，用電量都會顯著提升，表現出明顯的季節性和晝夜性波動，在選擇變壓器容量時，也要考慮到這方面因素的影響，適當提升變壓器容量。

2.3 適當提高供電電壓

根據歐姆定律可知，在電流一定的情況下，電路中電壓與電阻成反比關系。而電阻的大小則直接決定了電力運行中產生能耗的高低。因此，可以在供配電過程中適當提高供電中心的供電電壓，也能夠起到一定的節能效果。

3 供配電線路的設計

通過上文分析可知，電阻是影響電力輸送過程中電能損耗量的主要因素，以此為著手點，可以通過以下措施來降低線路中的阻值，從而達到節能目的。第一，根據電阻與線路長度成正比的關系，要在保證電網全覆蓋的基礎上，盡可能地縮短供配電中心和電力用戶之間的距離。或是采用閉環運行方式，這樣能夠顯著縮短供電路徑，減輕了電能損耗；第二，根據電阻與導線橫截面積成反比的關系，可以適當增加導線的橫截面積。但是需要注意的是，導線橫截面積增大不僅會提高成本，而且還會因為電線自身質量增加，增加對電線桿的拉力；第三，不同金屬材料的電阻值不同，在綜合考慮成本和材料阻值的基礎上，選擇一種低電阻率的材料。

供配電系統的管理工作也會對電能消耗產生影響，如果管理不到位，或是對系統中的故障不能采取解決措施，就會造成嚴重的電能損耗。近年來，隨著信息技術的不斷成熟和發展，利用信息管理系統實現電網的管理、監測和控制成為了可能。借助于智能化和信息化的管理手段，一方面能夠科學調控客觀供配電系統中的電能運行情況；另一方面也能夠為管理人員提供決策參考，從而達到降耗節能的管理目的。

4 變配電設計節能技術

4.1 減少配電距離

為了縮短供電半徑，需要實現總配電房和配電箱接近用電負荷中心。高層建筑中，為了減少主干線長度，一般我們會將變配電室靠近電氣豎井。當建筑面積較大時，電氣豎井一般會建在建筑物的中間部位。

4.2 變壓器節能

（1）選用節能型變壓器。（2）提升變壓器的運行效率。變壓器節能的主要途徑是降低損耗、提高運行效率。在保證供電可靠性和電源質量的前提下，力求按經濟負載率選擇變壓器容量，使其運行于高效點。選擇變壓器容量和臺數時，需要根據電力系統的負荷以及設備投資和年運行費用，分配與電力負荷適應的容量，實現其運行在高效低耗區，一般地變壓器的負荷率在70%～85%時可達到最優狀態。（3）單獨變壓器供電適應季節性負荷。（4）減少變壓級次，采用直降式變壓產品，減少變壓器能耗提高輸送容量和距離。

4.3 設置補償裝置

在工程設計中補償方式主要有分散就地補償和高低壓柜集中補償。當電力電容器作為補償裝置的時候，一般采取就地補償方式，高壓部分的無功負荷由高壓電容器進行補償，那么低壓部分的無功負荷由低壓電容器進行補償。但容量較大的三相平衡負荷用電設備的無功負荷，一般采用單獨就地補償。基本無功負荷的電容器組，其補償方式一般是配變電室內集中補償。但是補償要有度，不宜過多補償，當輕載時電壓過高會造成設備損害，還需要裝置無功自動補償設備。

5 結語

供配電系統對于保障企業和人們的正處于用電發揮了重要作用，保證供配電系統的安全、節能運行，不僅是電力企業當前工作的內容之一，也是節省電力能源、實現電力企業可持續發展的客觀需求。針對現階段國內電力能源供應緊張的實際情況，開展節能規劃、選用節能設計成為節能降耗的必要途徑。電力企業的管理人員應當重視節能規劃和節能技術的應用價值，實現經濟價值和環保價值的協調發展。

參考文獻

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