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供配电系统电气节能的途径和技术策略

供配电系统电气节能的途径和技术策略

随着工业化社会的发展,能源问题也日益突出。电能作为一种优质、清洁、方便、高效的现代化能源之一,供不应求的局面也日益严重。在能源严重紧缺的今天,节电是一项促进国民经济与社会发展的长期战略。

1.电气节能的意义

①缓解供需矛盾。

②提高电能使用的经济效益。

③改善环境保护。

2.节能分析电气方面的节能措施可分为三个方面,即:输电、供配电、用电,本文主要从供配电设计角度谈谈常见费节能措施。

2.1输电中的节能

2.1.1简化电压等级,配电电压直接引入负荷中心配电电压指向用户或用户内部向用电设备配电的电压等级。供电电压越高则线路电流越小,线路上损耗的电能就越少。采用中压向用户或用户内建筑物、车间配电,在用户或建筑物、车间旁(内)设变电所。2.1.2合理的变电所位置在不影响用户发展规划的前提下,变电所应尽量靠近负荷中心以缩短供电半径,降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属损耗。在供电电压范围内,提高供电电压的等级可以达到节能的目的,但却要增加投资。对此必须要进行方案经济分析。

2.2变配电中的节能

2.2.1变压器的选择节能根据负荷情况合理选择变压器的容量。当变压器满负荷运行时,变压器一次侧功率因数比二次侧降低约3%~5%;当变压器负荷率小于60%时,一次侧功率因数比二次侧降低约11%~18%。设计通常选择变压器容量按照负荷率75%~85%选择比较合适。根据工程实际运行情况选择变压器的台数,按照最优经济选择导线、电缆截面。选择高效节能型变压器及新型变压器(如非晶合金变压器等),减少金属损耗。2.2.2电动机的节电减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。电动机的节能有以下几个方面:⑴采用高效率电机。采用各种切实可行的措施,减少电动机的各部分损耗,提高电动机的效率和功率因数。⑵根据负荷合理选择电动机。为了合理选择电动机,首先得了解负荷的特性,通常选择电机时要考虑表2-2所列出的因数。合理选择电机运行方式。恒负荷连续运行,功率在250KW及以上,采用同步电动机;功率在200KW及以上,采用高压电动机;风量、流量经常变化的负荷,采用电动机调速的方式进行调节。合理选择电机的容量。在工业用电动机中,异步电机是最多的一种。异步电机的功率因数和效率是电机运行过程中两个主要经济指标,且两者密切相关,改善电机效率的同时也改善了功率因数。在异步电机轻载或空载时,功率因数很低,只有0.2~0.3;满载时功率因数很高,约为0.85~0.9。所以设计时要正确选择异步电机的容量,容量不能过大,应尽可能满负荷运行。一般异步电机的额定功率和功率因数按负荷系数在75%~100%范围内设计,故电机输出功率应为选择负荷功率1.1~1.15倍为佳。2.2.3无功补偿与节能提高功率因数,减少电能损耗。功率因数低的主要因素:大量感性设备选用或其配套不匹配、使用不合理,造成长时间轻载或空载运行。变压器选择容量较大,使之常年低负载运行。所以功率因数的提高,可减少送、变配电设备中的电流,从而降低电能损耗,达到节能目的。提高功率因数主要方式有:一是提高自然功率因数;二是装设电容器进行无功补偿。大型变电所或有高压电动机等用电设备采用高压集中补偿。高压集中补偿是将并联电容器集中装设在高压变配电所的高压母线上。这种方式主要对电力系统起补偿作用,即补偿高压母线前所有线路的无功功率。低压成组补偿。低压成组补偿是将并联电容器组集中装设在变电所低压母线上。它能补偿变电所低压母线前包括变压器和用户高压配电线路在内的所有无功功率,这是补偿方式应用较为广泛。补偿容量的计算。一般低压电容器的补偿容量可按下式计算:QC=Pjs(tgδ1-δ2),其中QC为所需补偿量(Kvar),tgδ1为补偿前功率因数的正切,tgδ2为补偿后功率因数的正切,Pjs为有功功率(KW)。

2.3照明设计中的节能

①高效节能光源选择原则。选择要以实施绿色照明工程为重点,绿色照明工程旨在节约能源,保护环境,高效节能光源选择应遵循以下一般原则:⑴高度较低的房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管荧光灯。⑵商店营业厅宜采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率金属卤化灯。⑶高度较高的工业厂房,应按照生产使用要求,采用金属卤化灯或高压钠灯,亦可采用大功率细管径荧光灯。⑷一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯,不应采用自镇流荧光高压汞灯。⑸一般情况下,室内外照明不应采用普通白炽灯;在特殊情况下需采用时,其功率不应超过100W。⑹采用高效节能的灯具附件。②光源控制与节能。在各种特定的照明场所,为了节约能源,可以根据环境对照明的需求,如电源的开、关或照度高低的变化等,可以通过各种调光设备或控光器件来加以调整和控制。③照明节能的设计。照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能,以国家标准《建筑照明设计标准》GB50034-2004中照明功率密度值为依据。

3.结束语

当然,除了从设计角度采取节能措施外,还应通过加强用电管理、合理用电调度,以及日常生活中节约用电等方面来达到节能用电的效果,节能是一件长期且涉及全社会的工作,只有全社会人人都参与其中,节能的效果才能真正显示出来。