浅谈供配电系统的节能设计.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文浅谈供配电系统的节能设计浅谈供配电系统的节能设计 摘要：本文研究了建筑电气节能设计的原则，从供配电系统以及用电设备各方面分别提出了节能设计的措施，可以大大改善我国的建筑电气节能问题，提高能源利用率，保证经济的持续快速发展。 关键词：建筑设计；供配电系统 中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号： 引言： 随着我国经济的飞速发展，能源问题被提到越来越重要的地位。建筑的供配电系统的节能降耗问题则更显得重要。文章结合笔者的实践经验，就电气节能设计需关注的有关问题进行探讨。 1.供配电系统设计原则 1.1供配电系统的节能设计根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单，可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。 合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。 1.2提高供配电系统的功率因数功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足建筑物功能所必需的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有： 减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。 用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。 2.建筑物的供配电系统节能设计 建筑物的供配电系统的节能设计应当确保有合理的方案、系统设备以及供电路线的能源消耗信息。 2.1对用电负荷进行精准的计算后合理对其分配，应当选择变压器的负载率最佳，以保证能够降低电压器的容量、延长变压器的使用寿命； 2.2运用集中式以及分散式的方案进行无功补偿，使得低压侧功率的因数有一定的提高，保持在0.9以上，从而保证变压器的损耗以及配电线路的损耗降到最低点； 2.3对配电的位置进行明确，保证配电间和配电柜和负荷中心相近，从而使得电压损耗以及电能损耗减少； 2.4对非线性的用电设备进行控制，使其所产生的高次谐波合理化； 2.5峰谷调节能量控制措施的使用。在用电高峰期和低峰期进行有效的调节控制，保证减少电气能源的浪费等； 2.6对于线路来说，减少线路上的功耗主要是降低线路的电阻。导线电阻=电阻率导线长度导线截面积。根据这种关系，减少线路的损耗首先要选择电阻率小的导线，电阻率越小，其导电性能越高，电能就越少通过转化为热能而损耗，在这方面，铜芯是首选。其次要减少导线的长度，为此要合理选择线路路径，使得线路尽可能以直线为主，同时要合理确定电气功能用房的位置，变压器尽可能接近负荷中心的位置，以尽可能减少供电半径，当建筑物单层面积达10000m2，至少要设2个配电中心，以减少供电半径。再次，对于比较长的供电线路，可以选择加大一级导线截面的方式以减少电阻，从而降低线路上的电能损耗。 3.合理设计供配电系统 3.1根据用户的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行。 3.1.1根据用电负荷的容量及分布，使变、配电所靠近负荷中心，以缩短低压供电半径，降低线路损耗，减少电压损失，满足供电质量要求。供配电线路长度不宜超过250m。 3.1.2供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多，同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器二次侧至用电设备间的低压配电级数不宜超过三级，尽量减少电能损耗。由两路进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。 3.1.3合理选择供电电压。同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10(6)kV供电。对大型公共建筑的空调冷水机组，考虑节能因素，经方案比较尽量采用10(6)kV冷水机组，但应考虑大容量电动机启动时对变压器的影响。 3.1.4合理选择变压器。电力变压器应当选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。此外，降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。 3.1.5减少线路能量损耗。在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。 3.2 降低电动机电能损耗，提高电动机使用效率 3.2.1根据负荷特性合理选择高效率电动机，提高电动机运行的效率和功率因数。 3.2.2功率较大的电动机可以采用变频调速器(消防设备除外)，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。 3.2.3采用软启动器，使电机启动平稳，保证电网电压的波动在要求范围内。 3.3合理提高供配电系统中的功率因数 设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，采用正确的电线、电缆敷设方式，提高用电单位的自然功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。 4.配电线路的合理配置 导线和电缆环境要求，考虑供电的可靠性和安全性，应全部采用铜导体，这也是符合节能要求的。为了减少线损，还应对大容量的回路适当放大一级界面的电线和电缆，尽可能缩短配电线路的长度。 最后值得注意的是三相平衡，三相线路之间的负荷需要保持平衡。无论是动力还是照明，在三相上所接负荷应经量保持大小相等或相差很小，逐级线路都贯彻这一原则，避免因负荷不平衡而造成电能的额外损失。 5.采用合适的无功补偿装置，提高功率因素 5.1目前，民用建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受供电局局的罚款。而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法，对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置，空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所，可以集中补偿，但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。这样才能使线路上的无功传输减少，达到节能目的。 5.2提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求，可采用功率因数较高的同步电动机；荧光灯可采用高次谐波系数低于的电子镇流器；采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.850.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。 由于感抗产生的是滞后的无功，可采用电容器补偿，因为电容器产生的是超前的无功，两者可以相互抵消，即QQLQC，因此无功补偿，可以提高功率因数，因而也减小了无功的需。 减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点，就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。 6.总结 建筑电气能耗是我国电能消耗的重要部分，合理安排建筑电气设计，可以大大提高能源利用率，缓解我国能源供应紧张和经济发展的矛盾，可以促进国民经济的持续高效发展。综上所述，建筑电气节能设计是在保证居住舒适度和安全性的前提