1、电力设计的节电问题及其方法分析摘 要：在工业现代化的今天，电力能源消耗的比重较大。电力企业在输电、配电、供电过程中要采取有效的措施节约用电。本文简要从电力设计节电方面展开的论述，对电力设计的节能应用进行探讨，提出电力设计节电方法和途径。 关键词：电力设计；电能；节约；途径 中图分类号：TM715 文献标识码： A 文章编号： 电能作为一种非常重要的能源，利用电能我们可以用来照明，也可以应用于现代工业企业的生产及人们的日常生活中，现在可以说各行各业的生产和人们的日常生活都离不开电能。随着现代工业企业电气化自动化技术的飞速发展和各种办公及家用电器等用电设备的大力普及，电能的需求量一直在急剧增长，电
2、能的消耗量比较大，所以电能资源供应一直处于紧缺状态，为实现社会经济的可持续发展节能减排、环保低碳已经成时代赋予我们的责任。本文对电力设计的节能应用进行探讨，意在提出电力设计节约电能的几种方法和途径。 1 电力设计的节电条件 a、不能影响产品的质量、性能和产量。 b、不能造成各种环境的恶化。 c、能在短时一期内收回为节约电能而花费的投资费用。 d、不引起其他费用的提高和增加额外工作。 2 电力设计的节电方法与措施 2.1 提高供配电系统的电压等级 供配电系统的设计首先是根据用电设备的用电容量、特性、供电距离、及当地公共电网的现状等因消耗及减少对环境的合理确定供电系统的电压等级，然后根据用电设备的
3、电压要求、负荷的大小与负荷的分布情况及配电范围等确定配电系统的电压等级。原则上应采用高电压深入负荷中心供电，避免低电压、大容量、长距离送电，以减少输电线路损失，提高电能质量。 一般情况下，单台设备容量在 80001000kVA 时宜用 35kV 及以上的电压供电，单台设备容量在 25000kVA 以上时宜用 110kV 及以上的电压供电。之所以要采用高电压深入负荷中心供电，是因为电力系统的输电电压越高，则电能输送的距离就越远，输送的电能功率也越大。输送同样功率的电能时，如果采用较高电压，则输电线路上流过的电流就小，因此相同截面的输电线路上的电能损失就小，从而达到了节约电能的目的。在输电容量相同
4、、输电距离相同及输电线路截面相同的前提下，采用 6kV电压供电与采用 10kV 电压供电相比，输电线路的损失相差约 2.8 倍；同样采用 35kV 电压供电与采用 110kV 电压供电相比，输电线路损失相差约9.9 倍，可见提高供配电电压等级是节约电能的有效措施。采用高电压深入负荷中心供电的另一目的是要缩短配电线路的长度，因为采用相同的电压等级来输送相同容量的电能，如果输电线路越长则输电线路的损耗也越大。还有如果采用较高的电压来输送同样功率的电能，因电流小，输电线路引起的电压降也小，更可保证用电设备得到质量良好的电能。 2.2 提高感应电动机功率因数 现代电网中经常会用到大量的设备，这些设备同
5、时也是耗电设备，例如感应电动机和变压器等。在这些用电设备中感应电动机的用电量最大，几乎占用了全部用电量的 60。通常说来，感应电动机在重负荷时，其功率因数在 0.8 左右，在轻负荷对，其功率因数则会急剧下降。在现实中。传动装置所配的电动机功率偏大，感应电动机很少会在满负荷的状态下运转，因此大部分情况下其运行功率因数都在 0.8 以下。功率因数低就是说，用电设备中存在大量的无功功率，输配电设备的运作能力将会受到很大的影响。同时功率因数低也意味着输电线路的损耗比较大。既然功率因数过低将会产生如此多的不利，那么我们就要想办法来提高感应电动机功率因数。当输电线路的额定电压和输送的有功功率一定时，输电线
6、路的功率损耗与其功率因数的平方成反比。如果将功率因数提高，那么提高后输电线路的损耗将会大大减少。可见，提高功率因数，减少输电线路的电能损耗同样是节约电能有效措施。 23 选择导体时遵循最佳原则 导体使电能输送成为可能，但是由于导体电阻的存在，使导体在传输电能过程中要消耗掉一些能量。通常设计中选择导体的截面是按满足允许温升，电压损失，机械强度等要求的最小截面来选择，而不是按最佳导体截面来选择。所谓最佳导体截面就之和达到最少时的截面。比如说如果采用规定的导体截面的最小者，初始投资就少，会造成较大的线路损耗和导体较热的运行，如果采用较大截面的导体，初始投资虽然要大一些，但线路的损耗减小了，使线路在整
7、个寿命使用期中节约了电能和费用，且所节约的电能和费用要相当于因增加导体截面而增加的费用的许多倍。导体的损耗是以热的形式消耗掉的小截面的导体，损耗大，导体运行的温度高。导体的温度也影响导体的电阻，在温度升高时导体的电阻将增大。导体的电阻一增大，导体的损耗也跟着增大。从这一点看，选择较大截面的电缆，在降低导体运行温度的同时也间接地降低了导体的电阻及损耗。对电缆电线而言，导体的温度低还会降低绝缘材料的老化速度，使其使用寿命增长且更安全可靠。 2.4 采用变频调速技术 现在许多重工企业中通常会用到风机和水泵，而大部分的风机和水泵需要根据不同的工艺情况调节风和水的压力或流量。在以前，调节压力或流量主要是
8、依靠调节管道上的阀门，这样会造成电能资源的浪费。即使是不需要调节压力或流量的风机与水泵，由于与之配套的电动机功率都比实际需要的大。所以电动机也不是在额定功率下运行，如果不采取措施同样存在电能浪费的问题。但是如果采用转速控制来调节压力或流量，就可以减少这一部分浪费，节约大量的电能。所谓变频调速技术是一种以变频调速器高为主的高效率、高性能的技术。而变频调速器是用于给交流异步电动机调速的一款新型设备，其体积小、技术性能高、保护功能完善、工作安全可靠、能实现电动机软启动、软停止及可平滑无级调速。依靠这些优点，变频调速器在各行各业中已得到了广泛的应用。 25 采取先进的控制装置 工业生产系统中，有些生产
9、设备要求按工艺顺序实现联锁控制。比如大型连续生产的皮带等运输系统。一般是要求逆流程起动顺流程停车。对线路较长、设备较多且用电容量较大的系统，如果按过去的老方式控制，会使较多的设备处于空运转状态一段时间，这样就浪费了大量的电能。例如有这样的一条系统，从头到尾用电设备的总功率为 9800kW 共200 多台电动机，最长的皮带线路长达 200m。 采用传统的继电器控制方式按逆流程顺序起动，起动时间需要5.5min。设备全起动完毕后。才能按顺流程顺序给料，从给料开始到全流程正常运转。又需要 5.7min。经过统计每次起动过程中的电能损耗约为 370kWh。假设每天起动 2 次，每年生产 330d，则每
10、年要损耗电能约为240000kWh。但是如果利用现代的计算机技术，采用可编程序控制器等，实现优化的起动控制顺序原则是计算好时间，当前 1 台设备物料到来时，后 1 台设备空载起动刚好完毕，减少每台设备的空运转时间，从而使电能损耗大大降低。 3 结束语 总之，节能问题是非常重要的，应当引起我们的高度重视，要赶上世界发达国家的生产效率和效益，节约电能应该是十分重要的一个环节。在电力设计中应主动采取节能的各种措施，时时注意抓住节约电能的机会，优化设计，保证发电厂发出的电能能得到最好的利用。 参考文献： 1崔玉踊.电力设计的节电问题分析J.广东科技，2008(16). 2蒙树森.工厂照明设备节约电能的措施J.林业劳动安全 2008(1). 3张长椿.浅谈电力设计节约电能的几种途径J.广东科技，2010(02). 4孙玲玲.电力工程设计中的节电问题J.上海电力，2007(06).
