以节能减排眼光看电气工程设计中的一些问题.docx

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以节能减排眼光看电气工程设计中的一些问题

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在日新月异的现代工业发展中，有很多既定的规章制度、规范和约定有时会不适应变化了的现实，特别在全球强调环境保护，绿色工程，节能减排的今天，我们的思维方法也要有一定的转变，视线也要相应的适应。本文作者在从事电气工程设计工作中，有一些体会和想法，供有兴趣者共同讨论。

一、导线（电缆）、母线的载流量选择

这个问题既是技术问题，也是经济政治问题，是与国计民生和工业水平有关的政策性规定。建国初期，用电水平低下，设备材料缺乏，在此情况下，农村曾推广过两线一地供电，降大地作为供电的电线，即把安全问题放在第二位，供电放在第一位，也曾使用过钢导线、铁导线。随着国计民生的提高，两线一地弃用了，铁线也弃用了，使用铝导线，基本上是TN-C系统四线制（或是其他接地系统）。改革开放以来，国际资本的投入，技术和安全的要求提高了，铝线改铜线，四线改五线，TN-C改TN-S接地系统。虽然有色金属使用量增加了，但运行的可靠性和安全性大大提高了，这是材料和数量的改变。但在另一方面，我们也可看到在载流量的规定上，推荐值上也有显著的变化，载流量的决定不单是设备的安全，更重要的是发热，载流量增大不是导线断了，而是发热增加了，对绝缘老化增快了，导线容易漏电、放电……甚至引发火灾。我国火灾的火源大部分来自导线短路产生火花而引发火灾，这当然与安装方式，缺乏维修保养等有关，但载流量过大，发热增加不能不是一个重要的因素，因此载流量大小也标志反应着工业化水平的进步程度，如表一：

表一中国不同时期、美国NEC（美国电气国家规范）推荐的载流量（三芯铜导体电缆）

近年来环境保护的要求越来越高，“节能减排”不但是个口号，在全世界就是一个要求，一个标准。在这个要求下，在设备上多投资而在节能减排中发挥作用，是一定的范围内最优先采用的方案。风力发电、太阳能发电，在设备投资上和火力发电是相差很大的，是大大高于火力发电的，但要大大提倡。因为它能“节能减排”，这是个硬指标，当然这个硬指标也是有标准的，不是无条件的。这样我们在导线（电缆）和母线的选择上有如下的计算结果，见表二、表三，其计算根据是按载流量选择的，将导体加大一级，在节能投资上加以比较。由以上二表可见从投资和节能的角度看，即在设计中考虑导线、母线载流量时可适当增大一些，或增大一级是合适的。从经济技术比较看，五年内收回增加投资为可行，三年内收回是好方案。这不但节能，也可减少电压降，又有备用的容量，是一举多得的方案，在提倡节能减排的今天，更有其特殊的意义。

表二三芯电缆

表三母线铜（三相）

二、配电变压器容量的选择

配电变压器容量的选择一般有两种观点。一种观点是用电负荷愈接近产品额定值愈好，这样可节省投资。另一种观点是计算容量后往上一级产品额定值选用。当然这些观点都是有一定的数量考虑的。难有非常准确的判定，这就需要作一定的计算。参见当地供电部门的情况如：容量是否有限定，每月的装机容量费用大小等等有关。以下我们作一个具体分析的例子。

如一个计算容量为1250KVA的用户，当然选用1250KVA变压器为最接近，但如选用1600KVA变压器有何不同的地方。

1、?年损耗

2、?差价

1250KVA与1600KVA设备差价为6000元左右。

3、?运行点与寿命

变压器的效率都很高，在98%以上，但在满载时的效率并不是最佳处。变压器的寿命直接关系是温升，温度直接影响变压器的绝缘，绝缘老化，缩短变压器的寿命，在超过额定温度6℃后开始减寿，每升高6℃则在原基础上减寿一倍，称为6℃定则。

这样1250KVA变压器的运行很局限，而1600KVA变压器则很从容，且运行在效率较高的运行点上。

变压器的运行效率计算：

其中：K为负荷率

为最高效率时负荷率

为负载功率因数

S为变压器容量

为铁损

为铜损

4、?运行的灵活性

1600KVA变压器的方案则很灵活，有利后期扩建，运行点效率高，提升变压器寿命。

5、?设备装机月费：

不同地区的电力部门有不同的规定，综上所述，1250KVA和1600KVA变压器的选用是经过比较而定的，也应用户的实际情况考虑，并不一定立刻就可以确定1250KVA合适，尤其在环保上，1600kVA年损耗13000KWh，相当于减少排量12吨，这也是考虑的方面之一。

三、测功节能

柴油发动机的测功工序是柴油机制造厂、拖拉机厂及一