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【摘 要】 随着经济的发展，我国工业化进程不断加快，人们的生活水平也不断提高，对电能的需求日益增长，而能源短缺问题也受到各界的广泛关注。因此，在变配电设计中如何运用节能技术成为当前电力企业重点研究的课题之一，这也正是本文重点探讨的问题，希望能促进我国电力事业的发展。
【关键词】 变配电;设计;供电;节能;措施
根据相关部门的统计数据显示，在我国电力系统运行中由供电系统产生的能耗占发电总量的5.32%，因此如何有效降低电能损耗，实现电力节能是促进电力企业可持续发展的重要途径。不过在变配电设计中节能技术涉及到很多方面，在实际工作中应该重点研究，因此，本文中对变配电设计中节能技术的应用进行了分析与探讨。
一、供配电系统整体设计所采取的节能对策
对于变配电整体设计，对负荷容量、供电距离、用电设备性能、节约用地等必须进行全面考虑，并且要求所设计的系统尽可能简单、便于操作。另外，变配电要尽量和负荷中心相聚较近，这样一来，能够将配电半径予以缩短，同时更能大幅度降低线路损耗。这就要求设计人员，必须确保所使用的变压器容量以及台数等都能更好的满足季节性负荷变化需求，确保变压器能够经济的运行下去，将轻载电能损耗降到最低。
1.1供电压等级选择
通常来说，若输电线上的电压相对偏高，那么其输送容量也就相对偏大一些，进而使输送距离也会更远。如果电压大小相同，那么输送的距离越远，其输送容量就会更小，反之亦然。所以，供配电系统设计以及供电电压选择都必须节和负荷容量大小、输电距离以及用电设备等共同确定的。若供电电压相对较大，那么输电线路上的电流就会非常小，同时电能损耗也会也非常小的。由此看来，变电所要距离负荷中心近一些，这样一来，供电半径就会缩小，同时输电线路损耗也会有所降低。若在供电电压允许范围之内，那么选用高等级的供电电压最终可以实现节能，不过前期的资金投入量相对较大，因此，对设计方案要进行反复的比较与分析，从中选择更经济的一种。
1.2确定合理的线路
由于金属导线自身存在电阻，所以会产生功率损耗，其公式为：
（1）
其中，ΔP为三相输电线路的功率损耗;I为为线电流;P为输电线路输送的有功功率;R为输电线路每相线路的电阻;U为线电压;cosφ为输电线路的功率因数。
由式（1）可知，当负荷功率一定时，输电线路上的功率损耗与输电线路的电阻成正比;与功率因数的平方和电压的平方成反比。因此，可以通过减少线路的电阻和提高输电线路的电压等级、功率因数等方面减少线路功耗。而输电线路的电阻R与导线电阻率P、导线长度L和导线截面积S存在以下数学关系：
（2）
由式（2）可知，要降低输电线路的电阻，可以采取以下措施：（1）应尽量电阻率较小的导线。（2）为了最大限度地减少导线长度，输电线路应尽量走直线而少走弯路，且变电所要尽可能地靠近负荷中心。（3）对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的基础上，可适当增大导线截面积。这虽然增加了前期的投入成本，但从长远来看，其节约的能耗将大大超过前期的投入。
1.3准确测算用电负荷
据相关资料显示，变压器损耗占全部电网损耗的28%，所以降低变压器损耗意义重大。
为了有效降低变压器的损耗，必须对变压器的容量进行合理确定，而这依赖于对用电负荷的准确测算。
需要系数法是目前最常见的一种用电负荷测算方法，该法较具有计算简单、求解精确度高的特点，因而得到了广泛的应用。实际中，需先将各用电设备分类，即将感性负荷与纯阻性负荷分类，然后依照3式进行计算。
（3）
其中，Pjs是有功计算负荷;∑Pe为同类设备的总容量;Kx为设备的需要系数，它与用电设备的工作性质、使用效率、数量等因素有关。
1.4变压器的选择要科学
变压器指的是一种电压变换设备，而且在电力系统中应用极其广泛，其中10kv以及35kv等级的变压器应用最多。根据电力部门的数据统计：在整个电网系统当中，所使用的10kv以及35kv的变压器共有10亿KVA。由此看来，使用量是非常大的。再加上，运行周期较长，所以，变压器选取以及使用在节能方面的潜能是巨大的。可以说，高质量的节能产品既能够节约能源消耗，又能够大幅度降低变压器的运行成本，所以，这也成为企业提高经济效益的一个有效途径。这样一来，在选取变压器过程中，尽可能选择节能型的，例如：S系统或者是S10系列的变压器。若是在对建筑要求偏高的场所，最好选择干式节能型变压器，例如;SG10、SC10系列.有条件应选用非晶合金变压器等。
在供配电设计中应用具有较高电气性能的设备，可以有效减少设备的占地面积，使得外在保护建筑能够有更小的空间体积，进而实现占地面积的有效缩小。
1.5电动机选择要合理
为进一步降低电动机的能量损耗，其所选用的首个方法即是把电动机功率率因数予以提高。特别是当电动机处在空载运行状态时，也或者是选用的为异步电动机，这是电动机的功率因数是非常低的，例如：在空载时，功率因数在0.2～0.3范围内;而当处在满载情况时，功率因数则非常高，可达到0.85～0.89范围。因此，在供变配电系统设计过程中，对于异步电动机的容量要合理进行选择，要求容量不能非常大，能够达到满负荷运行即可。通常来说，异步电动机额定功率以及功率因数的确定可以严格参照负荷系数的75～100%来设计，在此情况下，电动机的额定输出功率最好选择是负荷功率的1.1.～1.15倍为最佳。
然而，在具体电力工程施工中，其电动机选用都是和其它设备相匹配的，专门的生产制造商供应。这样一来，节能设计只能在运行阶段。常用的方法是使用变频调速控制电动机，这样一来，当负载率在发生变化时，系统可以自动根据具体情况来调节转速，这样一来，才能和负载变化更好的相互适应。这不仅可以提高电动机的运行效率，而且又能最终达到节能的目的。 1.6提高功率因数
如果将配电系统功率因数予以提高，那么能够大大降低输电线路上的无功损耗，最终大奥节能目的。在电网系统中，电流在流经高压与低压线路后，最终传送到供电设备的末端，这样一来，又进一步增大输电线路上的功率损耗。但是，这些损耗经过采取一定措施之后，是完全能够避免的，通常我们主要采取以下两种对策：一方面，降低设备的无功功率损耗，提升设备功率因数。因此，在设计过程中，最好使用功率因数偏高的设备。另一方面，使用静电电容器。在使用电容器之后，能够出现无功电流，这样一来，可把设备滞后无功电流进行相互抵消，从而把设备的功率因数予以提高。
二、变配电系统中照明设计所采取的节能对策
绿色照明为照明节能设计的核心思想。而绿色照明思想指的是有利于帮助人们进行生产、工作和学习，确保人们身心能够健康发展下去前提下，达到节能的目的。所以，照明节能设计在不降低照明质量的基础上，减少系统的光能损耗，而是把光能充分予以利用。一般来说，常用的照明节能对策主要包含以下几个方面：
首先，将自然光予以充分利用，而且这成为照明节能设计的一个有效途径。因此，在设计过程中，设计人必须和建筑各个专业相互配合，从而把自然光予以充分利用，再和室内设计中的人工照明紧密结合，最终达到节能的目的。
其次，使用高性能的光源附件。特别是在一些公共场所中，在选取荧光灯时，最好选择具备无功补偿的灯具，例如：荧光灯应该和电子镇流器配合使用，气体放电灯要和电子触发器相互配合使用。
再次，合理选择灯具控制方式。结合实际照明特点，主要有两种控制方式，即分区控制和增加照明开关点。例如：在病房、宾馆等安装能够自动调节灯光亮度的开关，公共场所选用声控开关，在楼道安装节能自熄开关。
三、结束语
总体来说，节能设计涉及到多方面的知识，如：建筑、结构以及设备选择等。并且，节能工作需要我们每一位公民的积极参与，因此，需要公民长期坚持下去。身为电气设计者来说，对变配电系统的节能设计的安全性、经济性以及可靠性等进行全面考虑。从中选择更科学、更合理的方案，这样一来，才能大幅度降低电不必要的电能损耗，保证变配电系统高效的运转下去。与此同时，这对我国构建和谐、节能型社会有着非常重要的现实意义。所以，在变配电系统设计中，要广泛引入各种先进的节能技术，以期最终达到节能的目的。
参考文献：
[1]胡玉峰.浅谈变配电设计如何节能[J].中国科技博览，2010（24）.
[2]刘昌明.建筑变配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011（1）.
[3]王忠勇.高层建筑供配电系统节能设计分析[J].低压电器，2009（22）.
[4]邓水明.小议供配电设计节能技术措施[J].科技致富向导，2011（13）.
【关键词】 变配电;设计;供电;节能;措施
根据相关部门的统计数据显示，在我国电力系统运行中由供电系统产生的能耗占发电总量的5.32%，因此如何有效降低电能损耗，实现电力节能是促进电力企业可持续发展的重要途径。不过在变配电设计中节能技术涉及到很多方面，在实际工作中应该重点研究，因此，本文中对变配电设计中节能技术的应用进行了分析与探讨。
一、供配电系统整体设计所采取的节能对策
对于变配电整体设计，对负荷容量、供电距离、用电设备性能、节约用地等必须进行全面考虑，并且要求所设计的系统尽可能简单、便于操作。另外，变配电要尽量和负荷中心相聚较近，这样一来，能够将配电半径予以缩短，同时更能大幅度降低线路损耗。这就要求设计人员，必须确保所使用的变压器容量以及台数等都能更好的满足季节性负荷变化需求，确保变压器能够经济的运行下去，将轻载电能损耗降到最低。
1.1供电压等级选择
通常来说，若输电线上的电压相对偏高，那么其输送容量也就相对偏大一些，进而使输送距离也会更远。如果电压大小相同，那么输送的距离越远，其输送容量就会更小，反之亦然。所以，供配电系统设计以及供电电压选择都必须节和负荷容量大小、输电距离以及用电设备等共同确定的。若供电电压相对较大，那么输电线路上的电流就会非常小，同时电能损耗也会也非常小的。由此看来，变电所要距离负荷中心近一些，这样一来，供电半径就会缩小，同时输电线路损耗也会有所降低。若在供电电压允许范围之内，那么选用高等级的供电电压最终可以实现节能，不过前期的资金投入量相对较大，因此，对设计方案要进行反复的比较与分析，从中选择更经济的一种。
1.2确定合理的线路
由于金属导线自身存在电阻，所以会产生功率损耗，其公式为：
（1）
其中，ΔP为三相输电线路的功率损耗;I为为线电流;P为输电线路输送的有功功率;R为输电线路每相线路的电阻;U为线电压;cosφ为输电线路的功率因数。
由式（1）可知，当负荷功率一定时，输电线路上的功率损耗与输电线路的电阻成正比;与功率因数的平方和电压的平方成反比。因此，可以通过减少线路的电阻和提高输电线路的电压等级、功率因数等方面减少线路功耗。而输电线路的电阻R与导线电阻率P、导线长度L和导线截面积S存在以下数学关系：
（2）
由式（2）可知，要降低输电线路的电阻，可以采取以下措施：（1）应尽量电阻率较小的导线。（2）为了最大限度地减少导线长度，输电线路应尽量走直线而少走弯路，且变电所要尽可能地靠近负荷中心。（3）对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的基础上，可适当增大导线截面积。这虽然增加了前期的投入成本，但从长远来看，其节约的能耗将大大超过前期的投入。
1.3准确测算用电负荷
据相关资料显示，变压器损耗占全部电网损耗的28%，所以降低变压器损耗意义重大。
为了有效降低变压器的损耗，必须对变压器的容量进行合理确定，而这依赖于对用电负荷的准确测算。
需要系数法是目前最常见的一种用电负荷测算方法，该法较具有计算简单、求解精确度高的特点，因而得到了广泛的应用。实际中，需先将各用电设备分类，即将感性负荷与纯阻性负荷分类，然后依照3式进行计算。
（3）
其中，Pjs是有功计算负荷;∑Pe为同类设备的总容量;Kx为设备的需要系数，它与用电设备的工作性质、使用效率、数量等因素有关。
1.4变压器的选择要科学
变压器指的是一种电压变换设备，而且在电力系统中应用极其广泛，其中10kv以及35kv等级的变压器应用最多。根据电力部门的数据统计：在整个电网系统当中，所使用的10kv以及35kv的变压器共有10亿KVA。由此看来，使用量是非常大的。再加上，运行周期较长，所以，变压器选取以及使用在节能方面的潜能是巨大的。可以说，高质量的节能产品既能够节约能源消耗，又能够大幅度降低变压器的运行成本，所以，这也成为企业提高经济效益的一个有效途径。这样一来，在选取变压器过程中，尽可能选择节能型的，例如：S系统或者是S10系列的变压器。若是在对建筑要求偏高的场所，最好选择干式节能型变压器，例如;SG10、SC10系列.有条件应选用非晶合金变压器等。
在供配电设计中应用具有较高电气性能的设备，可以有效减少设备的占地面积，使得外在保护建筑能够有更小的空间体积，进而实现占地面积的有效缩小。
1.5电动机选择要合理
为进一步降低电动机的能量损耗，其所选用的首个方法即是把电动机功率率因数予以提高。特别是当电动机处在空载运行状态时，也或者是选用的为异步电动机，这是电动机的功率因数是非常低的，例如：在空载时，功率因数在0.2～0.3范围内;而当处在满载情况时，功率因数则非常高，可达到0.85～0.89范围。因此，在供变配电系统设计过程中，对于异步电动机的容量要合理进行选择，要求容量不能非常大，能够达到满负荷运行即可。通常来说，异步电动机额定功率以及功率因数的确定可以严格参照负荷系数的75～100%来设计，在此情况下，电动机的额定输出功率最好选择是负荷功率的1.1.～1.15倍为最佳。
然而，在具体电力工程施工中，其电动机选用都是和其它设备相匹配的，专门的生产制造商供应。这样一来，节能设计只能在运行阶段。常用的方法是使用变频调速控制电动机，这样一来，当负载率在发生变化时，系统可以自动根据具体情况来调节转速，这样一来，才能和负载变化更好的相互适应。这不仅可以提高电动机的运行效率，而且又能最终达到节能的目的。 1.6提高功率因数
如果将配电系统功率因数予以提高，那么能够大大降低输电线路上的无功损耗，最终大奥节能目的。在电网系统中，电流在流经高压与低压线路后，最终传送到供电设备的末端，这样一来，又进一步增大输电线路上的功率损耗。但是，这些损耗经过采取一定措施之后，是完全能够避免的，通常我们主要采取以下两种对策：一方面，降低设备的无功功率损耗，提升设备功率因数。因此，在设计过程中，最好使用功率因数偏高的设备。另一方面，使用静电电容器。在使用电容器之后，能够出现无功电流，这样一来，可把设备滞后无功电流进行相互抵消，从而把设备的功率因数予以提高。
二、变配电系统中照明设计所采取的节能对策
绿色照明为照明节能设计的核心思想。而绿色照明思想指的是有利于帮助人们进行生产、工作和学习，确保人们身心能够健康发展下去前提下，达到节能的目的。所以，照明节能设计在不降低照明质量的基础上，减少系统的光能损耗，而是把光能充分予以利用。一般来说，常用的照明节能对策主要包含以下几个方面：
首先，将自然光予以充分利用，而且这成为照明节能设计的一个有效途径。因此，在设计过程中，设计人必须和建筑各个专业相互配合，从而把自然光予以充分利用，再和室内设计中的人工照明紧密结合，最终达到节能的目的。
其次，使用高性能的光源附件。特别是在一些公共场所中，在选取荧光灯时，最好选择具备无功补偿的灯具，例如：荧光灯应该和电子镇流器配合使用，气体放电灯要和电子触发器相互配合使用。
再次，合理选择灯具控制方式。结合实际照明特点，主要有两种控制方式，即分区控制和增加照明开关点。例如：在病房、宾馆等安装能够自动调节灯光亮度的开关，公共场所选用声控开关，在楼道安装节能自熄开关。
三、结束语
总体来说，节能设计涉及到多方面的知识，如：建筑、结构以及设备选择等。并且，节能工作需要我们每一位公民的积极参与，因此，需要公民长期坚持下去。身为电气设计者来说，对变配电系统的节能设计的安全性、经济性以及可靠性等进行全面考虑。从中选择更科学、更合理的方案，这样一来，才能大幅度降低电不必要的电能损耗，保证变配电系统高效的运转下去。与此同时，这对我国构建和谐、节能型社会有着非常重要的现实意义。所以，在变配电系统设计中，要广泛引入各种先进的节能技术，以期最终达到节能的目的。
参考文献：
[1]胡玉峰.浅谈变配电设计如何节能[J].中国科技博览，2010（24）.
[2]刘昌明.建筑变配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011（1）.
[3]王忠勇.高层建筑供配电系统节能设计分析[J].低压电器，2009（22）.
[4]邓水明.小议供配电设计节能技术措施[J].科技致富向导，2011（13）.