浅谈供配电和照明系统的节能设计

摘 要

城市供配电系统中，配电网络和照明系统的能耗占据配电系统电能消耗相当大的部分。降低供配电系统和照明系统的能量损耗对城市能源节约工作意义重大。本文介绍了供配电系统和照明系统设计中节能设计的要点，通过科学配置供电系统，选择合理的变压器、提高系统功率因数，并且在照明系统中选用高效节能的灯具，可以有效的降低供配电和照明系统的电能损耗。

【关键词】供配电系统 照明系统 节能

1 概述

电能在生活和生产中占有重要地位，是生活中不可缺少的能源组成。随着社会和经济的不断发展，人们对电能的要求和依赖越来越高。如今配电网和照明设施几乎覆盖了人类生活和生产的整个区域，如果提高配电设施和照明系统的节能性能，那么将对国家的节能减排事业贡献非凡。配电变压器的损耗是供配电损耗的重点，同时线路损耗、照明系统的损耗也要给予足够重视。在电力系统的节能设计中，变压器设计选型、电缆选择以及照明系统的设计是设计的关键。

2 供配电系统和照明系统的节能设计

2.1 供配电系统的节能设计

根据电网负荷的容量和分布、供电距离以及设备特性等，对供配电系统进行合理设计，供配电系统相同变配电级数应小于两级。为减小输配电线路长度，减小输电线路的电压降，变电站应设置在负荷中心附近。变电站之间应可根据所处区域的负荷波动控制变压器的投切，以减小损耗。在进行输电电缆选型时应根据经济电流密度选取电缆的截面积。

2.1.1 变压器的选取

（1）变压器的数量和容量要合理。在设计过程中，要对投资和变压器的运行成本进行综合分析，负荷分配要合理，尽量达到系统三相平衡，变压器的容量要和负荷匹配，且为满足经济运行，变压器在负荷变动时应可方便投切。对于像厂房照明等即使生产停止的情况下，仍需继续工作的负荷，应设置专用变压器。分期投入生产的负荷，应选用几台不同变压器供电，从而减少轻载运行的电能损耗。

（2）选取节能变压器。在进行变压器选型时，选择合理的变压器空载电压、空载电流。负载电压、负载电流等指标可以达到节能的目的。节能变压器的选材和制造工艺都比较先进，其质量小、能耗低、工作效率高并且抗冲击能力强，在节电节能和降低运行成本上有很大优势。

（3）合理选择变压器的连接组别。由于民用住宅存在较多单相负荷，再加上具有整流作用的电气设备的应用，系统容易不平衡且谐波含量较多，这时配电网宜选用Dyn11的变压器。

2.1.2 提高供配电网的功率因数

提高供配电网的功率因数可以有效的降低整个供配电网络的电能损耗。提高功率因数的方法主要有：

（1）降低用电设备的无功。变压器的选择要合理，提高其经济运行性，应采用整流装置对直流设备进行供电，尽量避免电焊机和电动机的空载运行。

（2）加装无功补偿设备对系统进行无功补偿。动态补偿设备的技术应用已经非常成熟，可以很好的跟随系统无功的变动，有利于提高系统功率因数，维持系统的高效运行。

2.2 照明系统的节能设计。

日常照明的电能消耗在民用建筑中占据能源消耗相当大的比重。加强照明系统的节能性能，已经成为电气设计的重点工作。照明节能的重点在于光源的选择和控制。照明系统的节能设计主要有如下几点：

（1）光源的选择要合理。要求照射范围较大，而需要高挂的灯具应选取光线强度大穿透力强的光源，如卤化物灯、大功率荧光灯等，安装位置较低的场所可学用普通的节能灯具，除特殊要求场合，应尽量避免使用白炽灯。

（2）科学的选择灯具。灯具的光效高、反射性能好且配光稳定有利于在保证光照强度的前提下，获得良好的视觉效果。灯具应用非对称光分布，可以减弱工作取的反射炫光。另外，具有遮光作用的灯具应确保足够的透光性。

（3）光源的合理控制。对照明系统进行合理控制可以有效提高系统的节能性能，系统的设计应兼顾操作方便和节约用电两方面要求。在照明设计过程中应注意尽量充分利用自然光，缩短灯光照明的时间。适当增加控制开关的数量，实现自然光较强和较弱区域的分开供电。对大面积公共场所的照明进行集中控制，根据自然光的强弱分区供电。有条件的情况下还可以使用调光设备，对灯光强度进行调节。在建筑物的过道、楼梯中，可以采用光控或者声控开关，进行照明的自动控制。人员出没较少的区域可以设立单独的开关控制，利用触碰或声控手段控制。

（4）降低照明线路损耗。为确保照明系统负荷三相平衡，应采用三相四线制供电，且负荷分配要合理。灯具的电压等级应尽量高，降低线路电流，从而起到降低线路损耗的目的、采用低功耗镇流器，减少线路的损耗，在气体放电灯数量较多的区域应就近加装无功补偿设备，改善功率因数。

（5）照明方案的设计要合理。

灯具的布置方式要合理，科学分配混合照明和一般照明。同时室内布局选取较亮的颜色，可以提高光能的利用效果。另外，用电指标要严格遵守，空间的照明度要达到。

3 结论

由以上观点可以看出，在供配电和照明系统的方案设计中，相关工作人员必须立足节能设计的基本点。节能降耗是一项综合性的工程，节能设计是工作的重点。建立节能设计工作理念，对供配电系统进行科学配置，选取节能产品对照明系统的电能消耗进行控制，从而实现设备和供配电网的经济可靠运行。

参考文献

[1]胡景生.电网经济运行与能源标准化[M].北京：中国标准出版社，2001.

[2]姚家伟，徐华，任元会.照明设计手册（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2006.

[3]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1990：335-348.

作者简介

韩述欢（1983-），男，天津市武清人，大学本科学历。现为天津忠旺铝业有限公司电气工程师。

作者单位

天津忠旺铝业有限公司 天津市 301701

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