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对工程供配电系统节能设计的探讨
摘要:在电气设计领域,节能的重点在于合理的供配电系统设计和节能技术和产品的推广应用。文章对电气节能在工程设计中的应用进行探讨。
关键词:电气节能；供配电系统；节能技术
一、引言
在电气设计领域,笔者认为节能的重点在于:合理的供配电系统设计和节能技术和产品的推广应用。文章主要从合理的供配电系统设计与节能技术和产品的推广应用这两个方面探讨了电气节能在工程设计中的应用。
二、合理的供配电系统设计
1.充分调查和合理估计电容量
合理的供配电系统设计是电气节能的基础。尤其是对工程用电容量的估计,从某种程度上决定了供电方案是否合理。在设计领域很长的一段时期内对工程项目的用电规模的控制是很严的。往往工程投入使用后不久就可能因大量用电设备的增加而需要扩容改造,从而导致无谓的重复投资;而且由于过度考虑用电设备的扩张,使用电量估算偏于激进,造成工程投入使用后很长一段时期内大马拉小车的局面,其实亦是一种资源的浪费。因此,这个环节是决定工程的电气节能目标的重点。对于设计者而言,这需要更多的调查研究工作,而不是闭门造车按照指导书或是使用方提供的数据盲目地进行估算。笔者以为,如果这项工作缺失,即便在设计中你再如何推出节能技术和产品都难以保证该工程在用电领域真正做到节能。
2.变配电站的合理设置和选址
合理的系统设计是工程电气节能优劣的又一关键所在,其核心在于变配电站的设置和选址问题。近几年,随着铜价的持续上涨,低压电缆的价格也居高不下,为了减少电缆线路的损耗及电缆投资,应尽可能使10kv电源应用接近终端用户处。然而在实际工程中,有些业主本着节省一次投资的理念,尽可能希望少建变配电站。这样一来,往往造成低压电缆供电半径过长,导致线损严重,供电质量也受到很大影响。有些设计师为迎合业主的要求,只得放大线径以求降低线损。无形之中,电缆的投资又大大增加。因此,设计师可以建议业主不仅考虑一次投资,还需关注工程长期的运行成本,尽量使供电系统合理完善。当然,也希望政府或电力部门可出台一些优惠措施,使业主能在供电系统合理化中得到实惠。在供电系统的设计中,设计师还应善于灵活地配置同样容量的变压器。单台大容量的变压器比之于容量相等的两台甚至多台变压器组合固然有其价格上的优势,但运行过程却难以灵活调度。尤其面对近年来空调等季节性耗电所占比例的扩大,如果能考虑在用电淡季时停用部分变压器,无疑是解决时段性大马拉小车问题的解决方案。又如在小区设计时,考虑多设置一些小容量的箱式变电站不仅从减少低压电缆的角度是有利的,且同时又使系统更灵活。
3.建筑内部配电系统的合理设计
对于建筑内部而言,同样存在配电系统合理性的问题。笔者认为尽可能减少配电级数和合理设计配电路径是建筑内配电设计是否合理的主要环节。配电级数的增加不仅造成元器件的数量增多、上下级配合非常复杂而导致故障率上升和材料的浪费,而且势必导致配电线缆的线径不必要的放大;而配电路径的不合理势必导致线缆不必要的加长加大以及供电质量的下降。这些对于节能而言都是十分不利的。其中级数增加往往是由于配电环节多而每个环节的操控均使用断路器导致,因此设计中在允许的场合可以多采用隔离开关代替断路器就能有效减少配电级数;而配电路径的不合理主要在于配电间(尤其楼层配电小间)的位置不合理所致,因而电气设计师在初步设计阶段就应该与建筑设计师及时协调使其位置尽可能优化以免施工图设计中难以调整。
三、节能技术和产品的推广应用
1.变压器的合理选择和应用
除了合理的系统设计之外,建筑电气节能的另一个重要环节是节能技术和产品的推广和应用。至于节能产品而言,作为电气节能核心的变压器是最为关键的。伴随技术的成熟,传统的油浸式变压器的市场规模已日渐缩小,高效、低损的干式变压器会逐步取而代之。而且随着产品的升级换代,干式变压器的损耗仍在不断降低,其效率也在不断提高中。此外,近年来由于大量的非线性用电设备的广泛使用,在配电网领域,有效控制无功功率、提高功率因数、抑制谐波也是节能减排的非常有效的技术手段。于是,大量的无功补偿装置应运而生。如何选择和应用到设计中是设计师的一项重要任务。
2.合理启动和控制电机
电机启动和控制的合理性也是电气节能的一项重要内容。如在启动环节,过去一般降压起动一般采用星三角起动或带自耦变压器起动方式,随着技术发展软启动方式应用日益广泛。但笔者认为,起动方式的选择仍然要有一定原则,如一般建筑内的非重要的水泵、风机可以直接起动的仍然采用直接起动方式,需降压起动的也可采用传统的起动方式,只有较重要且确需降压起动的可采用软启动。对于控制而言,象变频控制等技术也针对不同性质的电机区别应用。这些可以使建筑内各种电机的效率得以提高,运行成本得到进一步控制。
3.使用高效节能的照明光源
此外,而在电