1前言
据有关资料统计，我国电网的损耗总量约占年总发电量的5.32%，电力损耗量巨大，如何减少电网中的能源浪费具有重要的意义，必须要重视供配电过程中的节能应用，主要是指在供配电过程中科学合理的对电能的供应和分配，从而确保电能高效的使用。实际操作中供配电的主要任务包括供配电线路的设计、电气设备的选择、人工无功功率的补偿及照明节能设计。设计人员在供配电设计时，务必要讲究设计的可延续性、可操作性、系统的协调性以及供配电系统的安全性和经济性，充分保证供配电系统中电能的合理利用。
2 供配电系统总体规划
在供配电系统的整体方案设计中应当综合考虑各种因素，比如负荷性质、用电容量、用电设备性质以及供配电距离等，然后根据各自的特点选择合理的电压等级并设计出科学合理的供配电系统方案。在节能节电以及节约成本方面可以通过减少配电级数、简化接线等方式来实现，当变压器的容量和数量确定以后应该根据负荷特点和经济性的实际情况，对受季节性和昼夜波动较大的负荷进行负荷计算与经济性评估。
根据电学知识可以知道，线路中的供电电压和线路电流成反相关关系，即线路中的电流较小时，供电电压越高，而线路上損耗的电能就越少。为此，可以通过减少总变电所、配电所与负荷中心的距离，并最小化供电半径的方法来实现供电线路中电能损耗最小的目的。在允许的供电电压范围内，适当提高供电电压也能达到运行线路中电能损耗节约的目的，但过高的供电电压对电气设备的绝缘性与安全性提出了较高的要求，相应的投资成本也会急剧增加，必须要综合考虑经济性在比较合理的情况下进行。
通常情况下，电网输运的主干线与邻近的电网间的线路多采用500kV、330kV和220kV等级，二级输电网的电压等级是220kV与110kV，城乡及工业配电电网中多采用35kV的电压等级，再低一级的配电电压等级是10kV，通常负荷中高压电动机所占的比例较大时，技术经济范围内应采用6kV的配电方案，因为高压电动机的额定电压一般是6kV。同时，在供配电系统总体方案设计中需要充分考虑各级电压等级和对应的线路载送能力之间的关系，见表1。
表1 各级电压线路输送能力数据表
电路电压/kV 线路结构 送电容量/MW 输送距离/km 6 架空线 0.1～1.2 4～15 6 电缆线 3 3以下 10 架空线 0.2～2 6～20 10 电缆线 5 6以下 35 架空线 2～8 20～50 35 电缆线 15 20以下 60 架空线 3.5～30 30～100 110 架空线 10～50 50～150 220 架空线 100～300 100～300 330 架空线 200～1000 200～600 500 架空线 1000～1500 300～1000 3 线路的设计
供配电系统中的线路结构主要为架空线与电缆线，输电线路采用金属导线传输电能，然而金属导线存在自身的电阻值，在输电过程中必然产生一定的功率消耗，即是线路电能损耗，输电线路中三相电功率损耗公式为：
P=3I2R10-3=P2R10-3/ （U2cos2）
式中：P是三相电路中的功率损耗；I是线路电流；R是输电线路的每相电路电阻；P是输电线路中的有功功率；U是电压；cos2是输电线路的功率因数。从公式中可以发现，功率损耗与输电电压、功率因子以及电路电阻相关，在输电线路中的有功功率一定的情况下，三相电路中的功率损耗与电压的平方、功率因数的平方成反比，与电阻成正比。所以，在供配线系统线路设计中可以通过提高电压和功率因数、减小电阻来降低线路的功率损耗，达到节约电能的目的。
输电线路的电阻公式可以表示为R=PL/S，可见电路中的电阻与电线的长度成正比，与电阻率成正比，与导线的横截面积成反比，因此若要降低线路中的电阻值，可以通过以下几个方面来实现：首先输电线路选用电阻率比较低的金属，铜芯导线就比铝芯导线的电阻率低；其次减少输电线路的运载长度，输电线路尽可能走直线，并且变电所最好落在负荷中心附近，从而减少供电半径；最后适当使用横截面积大的导线，从长远发展的角度考虑，这样的做法会实现节能并带来较大的经济效益。
4 电气设备的选择
在供配电设计中合理的选择用电设备可以改善电网的电能质量和提高用电设备的自然功率。通常工业中功率消耗的无功功率设备分布为变压器、异步电动机以及线路，其比例分别为20%、70%和10%。所以在设计中应选择正确的变压器、合适的电动机以及减少线路阻抗来降低电能损耗。
合理的选择电动机在供配电设计中也是重要的一方面，提高电动机的工作效率和功率因素是减小电动机能量消耗的主要方面。工业中异步电动机是常用的一种类型，而功率因数和效率是评价异步电机的两个重要经济指标。异步电动机产生的无功功率约占工业无功功率的70%以上。异步电动机在空载或轻载时功率因数一般很低，空载状态下的功率因数仅为0.2～0.3，相反，满载状态时的功率因数则很高为0.85～0.89，所以设计时选择的电动机容量不能过大，应使电动机尽量在满负荷工况下运行。但在具体的操作过程中，电动机一般随着设备配套使用，所以除了减少电动机的空载或轻载运行外，比较可行的方法是采用变频技术，根据负荷自动调节电动机的转速提高电动机轻载时的效率以达到节能的目的。
5 人工无功功率补偿
人工无功功率补偿方法主要指在供配电系统中配备无功功率补偿设备，提高功率因数，而依据无功功率损耗的不同，人工无功功率补偿的方式也不尽相同。在工业企业的供配电设计中，对电动机、变压器等负载设备进行科学合理的选型，可以提高这些无功功率比重很大的设备的自然功率因数。例如可以采用就地平衡补偿的方式对电压损失或线路损失较大的线路进行补偿，使用高压电容器补偿高压部分的无功功率，低压电容器补偿低压部分的无功功率；而针对感性负载的设备中，通过并联电力电容器来实现人工无功功率的补偿等。
6 照明节能设计
工业供配电系统中照明系统所占的比重比较大，例如居民用电、公共设施用电以及交通道路用电等，需要严格重视照明系统中的节能设计。在规划照明用电的同时要充分利用自然光进行合理的计算分配，对照明设备、电源等的开关方式进行合理的选择，比如采用光控、声控开关可有效的实现居民用电，并给居民的生活带来方便。在节能效果上，照明设备和电光源的选择尤为重要，现代市场上照明灯具和电光源朝着节能高效的方面发展，这是一个好的态势，节能效果也十分可观，例如市场上普遍使用的LED灯，作为新型光源具有节能、环保、寿命长、维护成本低、不频闪等优点得到广泛推广， LED灯光效高达100～120 lm/W，而普通荧光灯T5等的光效约为60～80 lm/W，节能效果高达50%以上，照明節能明显。另外在照明设计中要严格按照三相载重进行分派，防止分派不均匀的出现，导致线路损耗易高压设备增加等不良现象发生。综上的节能措施在设计中都要充分体现，尽可能的选择具有节能有势的照明系统。
7 总结
当前我国社会经济的迅猛发展也给国家的能源资源提出了更高的挑战，资源的紧缺问题越来越突显出来，社会一定要加强节约意思，坚持可持续发展战略的基本国策，创建绿色环保理念，继续执行节能减排策略。电能作为能量消耗的主要形式，更应该得到广泛的关注，在工业企业的供配电系统中要选择合理的设计方案，尽可能地降低线路能量损耗，提高供配电系统的运行效率，实现系统的经济性运行，具有重要的意义和社会价值。
参考文献
[1] 毛敬华.中小型化工厂的电气节能设计[J].沿海企业与科技，2007（7）：31-33.
[2] 李巍巍.浅谈供配电设计中的节能方法和措施[J].铜业工程，2012（4）：71-74.
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