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摘要：
在當今的社會中，資源匱乏是一個嚴重的全球性問題，因此任何一個生產行業都需要采取節能型的生產模式。對于能源消耗型的工業配電產業來說，采取節能技術的要求則顯得更加的迫切。而要實現工業供配電的節能減排，采取合理的工業供配電設計是關鍵。本文先分析了節能技術在工業供配電系統中應用的必要性和重要性，并提出了相應的應用方法，希望能夠為我國工業供配電產業的可持續發展提供一定的參考。
關鍵詞：
節能技術；工業供配電；供配電設計
經濟的發展對工業用電提出了更高的需求，工業用電在總用電量中所占到的比例是最高的。而隨著能源資源的日益匱乏，各個產業都面臨著節能化生產的要求，對工業供配電產業來說更是如此，要想實現產業的可持續發展，就必須向著節能化生產模式的方向轉型，采取科學的節能技術，提高電能的使用率，減少能源的浪費。
1.在工業供配電設計過程中采用節能技術的意義
在節約資源的基礎上進行供配電的設計是實現自然資源與社會生產協調發展的重要手段，與此同時，還能進一步提高資源的利用率。將節能技術應用于工業供配電設計中不僅能夠最大限度地發揮電能的作用，還能提高資源配置的合理性。因此，節能技術應當貫穿于工業供配電設計整個過程中，并在實際的應用過程中根據實際的情況和需求，進行技術的調整，確保節能技術能夠真正發揮提高資源利用率、緩解能源不足問題的作用。
1.1促進企業的結構優化
在供配電設計中進行節能技術的應用能夠促進工業企業采用新型的清潔能源，如太陽能、風能、潮汐能、生物能等，從而促進產業結構的轉型和優化，實現企業的可持續發展。
1.2控制購電成本的增加
我國當前各個地區的電網差價很大，即使是在耗煤量相同的機組中，也存在較大的電價差異，從而導致企業之間出現嚴重的利益失衡問題。有一些企業為了擴大生產，不得不購買高價電，從而增加了生產的成本，而采取節能措施能最大限度地發揮現有電能的作用，降低生產的成本。
1.3優化電網的結構
當前我國的電網結構主要是在傳統模式下進行了一定的調整，若能夠在當前的電網調度中增加節能調度的功能，就能提高電網的性能，促進電網整體結構的優化。
2.在供配電設計總體規劃中節能技術的應用
2.1根據實際的情況確定變配電所的方位
在進行供配電的設計時，需要根據供配電系統的性質和特點，合理的選擇變電所的位置。通常工業廠區會對供電區采取分區管理的方式，主要分為的區域包括生產區、存儲區、卸載區、中轉區等。這些區域對電能的需求和消耗的電功率及設備的負載都是存在很大的不同的，在設置變電站時需要考慮到這些區域的用電特點，對于一些用電量較大的區域需要設置專門的配電中心，從而確保變電設備能夠得到有效的應用，保障每一個區域供電的穩定性。各個區域之間的配電設備既相互獨立又相互聯系。通常變配電所的位置是靠近負載中心的，并且需要與電氣豎井與電源的位置保持在同一方位，這樣就能盡可能地縮短供電線路的長度和供電網的半徑，從而減少在輸送過程中電能的損耗。
2.2根據實際情況對供電電壓和線路進行選擇
在其他條件相同的基礎上，通常線路中的電壓越高，電能的損耗量越小，因此提高線路中的電壓時實現減少能源損耗的有效方法。與此同時還要考慮到電氣設備的負載以及供電線路的距離等相關的因素，并結合實際情況，對供配電線路的電壓進行適當的調整，在確保供電的效率和穩定性的同時，提高供配電的經濟性。一般工業生產的供配電系統的電壓在36kV以上，而供配電系統的電壓每提高1%，電能的損耗量就會減少1.2%。因此，為了達到節能的作用，很多工業企業都會選擇110kV或220kV電壓來代替傳統的35kV電壓。而一些中小企業對電量的要求不高，通常只需要采用6kV或10kV電壓就可以滿足日常的生產要求。在進行工業供配電設計時，應當以降低能耗為主要的考慮因素，在選擇導線材料時，也應當使用電阻率較低的銅芯。在導線的布線方面，則應當對線路進行合理的設計，盡量減少線路的長度，從而減少電能在輸送過程中的損耗。當線路過長的情況無法避免時，則可以保證供電穩定性的基礎上，適當的提高導線的橫截面積。
3.在供配電設計中對節能技術的應用
3.1對高效節能電氣設備的選擇
為了在工業供配電設計中充分發揮節能技術的作用，系統的設計人員應當多種因素進行綜合全面的考慮。首先，在電氣設備的使用上應當盡可能選擇高效節能的設備。變配電系統中有很多設備本身就屬于耗電量較多的設備，如變壓器，因此在選擇變壓器時必須對其相關的性能和型號進行合理地選擇。若選擇的變壓器型號不恰當顯著的增加電能的損耗。工業企業的生產過程中消耗的無功功率主要是由變壓器和異步電動機產生的，其中異步電動機所占的比例高達70%，變壓器占到20%，剩余的10%則是在電線上損耗的。因此，選擇合適的變壓器和電動機可以起到良好的節能作用。當前，大多是企業采用的10kV或35kV的節能變壓器，當線路中的電功率控制在一定限度時，無功功率的比例就會降低，自然功率因素就會得到提升。此外，還可以采用同步電動機與間隔性工作方式的結合來起到節能的目的。但在使用同步電動機時必須去除其空載的功能。在選擇電工機的負載時，通常需要將其參數控制在40%左右，當要求變壓器的負載達到60%上時，參數控制在75%~85%左右為宜。但無論采用的是那種供電方式，工業企業都要采取變壓器功率回收的方式來降低能源的損耗，從而實現對生產成本的有效控制。在選擇對點攻擊時，應當先制定電動機的年運行標準，通常是3000h。此外，發電機應當選擇節能型的單機，并在運行過程中保持低負載的狀態。
3.2對供配電中功率因數的提升
提升功率因數也是提高工業供配電系統節能效果的有效方式。一般工業企業會采用補償的方式來提高功率因數，也就是對電壓較低位置的無功功率使用低壓電容器進行功率的補償。而對于電壓較高的位置則采用高壓電容器來補償無功功率。具體的補償方式包括就地補償、集中補償、分散補償等形式。在補償方式的選擇上，應當以節能的效果最為主要的考慮因素，并根據無功功率的特點對幾種補償方式進行綜合應用。
3.3對供配電中抑制諧波的應用
抑制諧波也是降低供配電過程中能源損耗的重要途徑。所謂的諧波就是指會對供配電系統供電效率產生較大影響的事物。諧波的存在不僅會產生極大的能源消耗問題，還會對接入系統中的設備產生較大的破壞，因此必須對供配電系統中的諧波進行及時有效的處理。通常會采用濾波器來處理諧波，在實際應用中將有源和無源結合起來能夠起到更好的處理效果。此外，還可以采用在變壓器的低壓范圍內安裝濾波器的方式來處理諧波。除了上述的這些主要因素外，在供配電的過程中，線路的設計、相關設備的選用等都會對能源消耗率產生影響，在采取節能措施時可以綜合這些因素進行科學有效的處理。
3.4照明系統的節能設計
照明設備也是工業生產過程中重要的能源來源，選擇節能型的燈具能夠起到良好的節能效果。當前市場上已經有很多節能效果較好的燈具設備，如LED燈具、半導體燈具等，此外通過充分利用自然光源、設置自動光源、光照亮度的調節、縮小照明區域大小等方式也可以起到更好的節能效果。照明系統所耗費的電能在整個工業生產中占到了很大的比例，因此必須對其進行合理地節能控制。具體的方法包括以下幾個方面。首先，對供配電系統中所需要的照明設備數量進行科學的計算，并按照我國的照明設備使用標準、照明功率、亮度等參數進行照明設備的選用和安裝；其次，在進行照明設計的載重分配時應當根據三相載重的方式進行分配，確保分配的合理與均衡，從而防止電能在電線上的過量損耗；最后，在照明系統的設計時要注重照明燈具與光源的選擇，新型的T5與T8燈具在節能效果上要遠高于傳統的白熾燈，而緊湊型的熒光燈具則比傳統燈具具有更長的使用壽命。高壓鈉燈的節能效果要高于汞燈。設計人員在設計照明系統時應當充分考慮到這些因素，充分發揮節能燈具的優勢。
3.5人工無功功率補償
人工無功功率補償是指通過在系統中裝配無功功率補償設備來提高功率因數。無功功率的損耗情況不同，所采取的補償方式也有所不同，當前常用的補償方式包括并聯電力電容器、分散補償、集中補償的方式等。無論采取哪一種補償方式，都要以達到最佳的節能效果為目標。
結語
在嚴峻的能源現狀下，彼此采用合理的節能技術對我國工業供配電系統的運行模式進行調整，促進相關企業的可持續發展以及能源的節約。而工業供配電的節能技術應用是一個復雜的過程，在今后需要進行更多的研究。
作者：劉偉堅 單位：惠州電力勘察設計院有限公司
參考文獻
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