1.供配电系统设计原则

 

节能技术应遵循经济应用原则。为了保证企业工厂生产的长期发展，需要管理成本的各个环节。因此，在应用节能技术时，应尽量控制成本，尽可能有效地提高工业生产的整体经济效益。在多厂配电系统电气节能技术的设计原则中，节能技术的经济应用也是最广泛、最突出的应用原则。其中，人工静态无功补偿器的典型优势是控制人力资源的损失，给予其广泛应用的灵活性，并能有效提高系统的功率因数。

 

节能技术应遵循实事求是的原则。在节能技术应用过程中，最终目的是控制工业生产的经济成本，坚持节能技术实事求是的原则。企业本着节能技术实事求是的原则，不仅要控制制造过程中的环境污染，还要从自身角度缓解国家供电压力，开展节能减排工作，实施供配电系统，促进经济绿色可持续发展。

 

节能设计应遵循优化原则。目前，国内大多数工厂在应用配电系统时都注重节能降耗的效果。随着社会信息技术的不断发展，配电系统节能降耗的技术理念不断更新，设备也得到了显著的优化升级。因此，国内工业企业在生产的同时，不断优化节能降耗设备，坚持生态文明建设和绿色可持续发展的理念。必须采用科学先进的高精度施工技术和节能技术，提高配电系统的节能降耗效果。

 

低碳背景下建筑电气供配电系统设计要点

 

2.1电气系统方案

 

2.1.1电压选择

 

电源引入端电源电压的确定一般需要考虑各种因素，包括电气设备特性、电容量、电源距离、电路数量、电源单位愿景规划、当地电网情况、电源引入的经济合理性等。一般来说，当设备安装容量为250时ｋＷ应考虑采用100以上时应考虑采用100以上ｋＶ或２０ｋＶ系统供电。在经济技术合理的情况下，提高电压等级可以提高电网输送能力，增加供电半径，减少系统损耗，实现减碳目标。如果设计中有两个或两个以上的电压等级可供选择，高电压等级电源应优先满足技术经济合理的要求。如果暖通空调专业选择制冷机组，电气专业应提出合理建议。对于容量大的制冷机组，建议直接使用10台ｋＶ机组，以减少变压过程中的损耗。

 

2.1.2负荷中心和供电半径

 

变电站应设置在负荷中心或靠近大功率电气设备的地方，以缩短供电半径。当建筑物内有多个负荷中心时，应进行技术经济比较，合理设置变电站。民用建筑的低压供电半径一般不应超过300ｍ。供电半径过大可能导致电压损失过大或保护开关无法保护线路末端短路。建筑高度超过1000的ｍ通过技术经济比较，可以合理确定变电站的位置。超高层建筑的变电站可分散在地下室、避难层等场所。

 

2.1.3负荷平衡

 

在选择设备时，尽量选择三相对称的电气设备。如果单相设备较多，单相负荷应均匀分布在三相上，使三相负荷不平衡小于15％。对于容量较大的供电线路(一般线路电流大于60Ａ时)，建议采用三相供电方式。

 

2.2电气负荷计算

 

2.2.1单位指标法

 

单位指标法是指利用规范或技术措施等技术文件中列出的典型场所的经验用电指标，乘以项目建筑面积，估算整个项目的用电容量或变压器装机容量。应注意，规范或技术措施中列出的用电指标为范围值，受地理位置、气候条件、建筑规模、能源类型、区域发展水平等因素影响。在实际使用过程中，应根据项目的具体情况进行选择。

 

2.2.2需要系数法

 

在工业和民用建筑的电气设计中，负荷计算是一种常用的方法，通过设备功率乘以所需系数和同时系数来计算负荷。系数法在负荷计算中应注意以下问题：

 

1)统计照明负荷时，应增加附属设备的容量。例如，气体放电灯和金属卤化物灯的容量应为灯泡的功率和镇流器的功耗。

 

2)电气设备组的设备在负荷统计中不应包括备用设备的容量。但在选择变压器时，应检查备用设备投入后对变压器容量的影响，确保变压器在备用负荷投入后在规定时间内正常使用。

 

3)在常规工程设计过程中，消防设备的负荷容量会低于正常设备的电容量，因此在计算负荷时，不能计入消防设备的电容量。但需要注意的是，这里提到的消防设备容量是平时不使用但只在火灾情况下打开的消防设备。对于平时使用的消防负荷，如消防控制室、消防电梯、平时和消防时使用的风扇等。，在计算负荷时应纳入计算范围。

 

2.3功率因数补偿

 

2.3.1功率因数补偿对供配电系统节能的影响

 

对于变压器，功率因数补偿可以减少变压器的铜损耗，从而减少变压器的损耗。补偿功率因数后，提高功率因数，降低无功电流，降低通过变压器和线路的电流，减少线路和变压器的线路损耗和电压损失。补偿功率因数后，同一负荷所需的视觉功率降低，提高了变压器的载荷能力。

 

2.3.2功率因数补偿的相关要求

 

对于３５ｋＶ以下变配电系统应在配电变压器低压侧集中补偿。当有高压负荷时，应考虑设置高压无功补偿装置。对于气体放电灯，应采用单灯当地无功补偿的方式。对于容量大、负荷稳定、经常使用的电气设备的无功功率，可考虑在条件允许时单独设置补偿装置。对于三相不平衡线路，应采用分相补偿。

 

2.4谐波控制

 

2.4.1谐波的危害

 

谐波会在配电系统中产生有害的过电压或过电流，从而损坏电气设备。谐波电压和电流会在电机拖动系统中产生额外的损耗，引起电机的机械振动和噪声。谐波电压会增加变压器的铜消耗，使变压器绝缘材料承受更大的应力。谐波会在线路上产生额外的损耗，严重时会导致中性线路过热或烧断。谐波含量较高的电流会降低断路器的遮挡能力，影响断路器的正常运行。谐波电流还会干扰通信系统，影响测量系统的测量和测量精度，误动或拒绝电网保护和自动保护装置。

 

2.4.预防和治理谐波

 

(1)谐波预防

 

在电气设计过程中，应考虑谐波对整个系统的影响，通过合理的系统配置和设备选择，防止谐波的产生。建议使用普通民用建筑Ｄ，ｙｎ配电变压器11型接线，合理选用谐波含量低的电气设备，减少谐波的产生。

 

(2)谐波治理

 

供配电系统的谐波含量或设备的谐波含量不得超过相关国家或地方标准的限值。如果含量超标，应采取一定的处理措施：如设备采取电源隔离、屏蔽、接地等措施；安装交流电抗器和DC电抗器；安装有源或无源滤波装置；安装无功功率静态无功补偿装置；非线性负荷与线性负荷分开供电；电路应尽可能多样化。

 

结束语

 

供配电系统设计是建筑电气设计的主要内容，供配电系统的正确建设是整个项目正常运行的重要组成部分。在国家大力倡导2030碳峰值和2060碳中和“双碳”目标的背景下，电气设计人员应将低碳设计理念融入整个设计过程，在合理建设供配电系统的同时，结合正确的负荷计算和满足节能标准的设备选择，实现整个供配电系统的节能减碳目标。