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1、电气节能的三个主要措施1. 对于有功功率的抑制变压器的有功功率损耗如下式表示：APb二Po+Pk*BD其中：Pb 变压器有功损耗（KW）；Po变压器的空载损耗（KW）；Pk变压器的有载损耗（KW）；B 变压器的负载率。由以上公式表明，变压器的有功损耗等于变压器的空载损耗加上 变压器的有载损耗乘以变压器的负载率的平方。这里，需要首先解释 一下各个变量的不同的含义。就整个公式来说，它主要包含了两个方 面的意义，首先是方程的有功功率损耗和无功功率损耗这一对概念。 对于无功功率这一概念，它主要指的是，在一段电路中，它并没有外 加一些电器设备，或者说没有加入一些具备有意义功率的负载的情 况。也就是说，在
2、无功功率电路中，整个电路系统仅仅具备有空载损 耗，并没有过多的有功损耗发生。在这样一种情况下，它的电阻损耗 往往是变压器的内阻损耗或者是一些传输导线的损耗。值得一提的 是，在传输线较长的电路中，传输导线上发生的传输损耗是不容忽视 的，所以它的损耗值必须予以考虑。对于传输线上的一些具体的负载 来说，它们的损耗要略大于传输线上的损耗，那么，主要的损耗来源 则在变压器的有载损耗上面。而对于这一个变量来说，它必须要考虑 到一个系数，就是变压器的负载率。对于不同的变压器来说，它的负 载率都是不一样的。我们可以模拟一个简单的滑动变阻器电路，其中 只有一个固定的电压源（我们假设这样一个电压源是具备一定的内阻
3、 的，假设内阻的值为r）和一个电阻可变的滑动变阻器。在这样的情 况下，我们可以利用微分的办法轻松得到，当滑动变阻器Rp的内阻 的大小与固定电源的内阻大小相等的情况下，滑动变阻器Rp当前的 功率值是最大的。与此同时，该滑动变阻器的负载率为B=50%。此 时的变压器的负载率是最低的，它的节能程度可以达到一种理论上的 最大值。但是，这样的一个情况其实是得不偿失的，它的问题主要出 现在过多地强调理论性，而并没有考虑经济效益。比如，如果按照以 上的方式进行节能的话，虽然在理论上确实可以得到最低的负载率， 但它却需要安装双电源进线，为了加大变压器的具体容量，则必须要 加大初装费的投入，由此则必须要支付更多
4、的价格。对于此来说，其 实是得不偿失的。也就是说，虽然我们按照负载率最小的方式进行对 有功功率的限制，但是由于初装费用过髙，所以投入产品比其实并不 划算，它其实违背了我们之前提过的电气系统节能三原则中的第二个 原则，也就是经济效益原则，而这一原则最终导致了该方案的最终杜 绝。所以说，整个有功功率的限制，主要取决于对于变压器的空载损 耗和变压器的有载损耗这两方面进行一定的，适当的调节。在具体的调节过程中，必须考虑到功能性原则与经济效益原则并重这一局面， 唯有如此，才能真正做到对有功功率的限制。2. 减少线路上的能量损耗由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。其公式如下:P=3IO
5、2RX10-3 (KW)式中：1 相电流(A)R 线路电阻(Q)由于导线在单位长度上面的电阻率是比较小的，所以在1m左右 的导线上，并不存在多大的热损耗，它不会有多大的功率流失。但是， 我们必须要注意这样一个情况，当导线的长度达到一定的值的时候， 它的导线电阻损耗就不能再忽略不计了。经过科学的分析与测算，当 导线的长度为100米的时候，它就相当于消耗了一个功率为100W的 电灯泡。对于一段导线来说，我们可以根据如下的表达式进行更加细 致的讨论：对于一段传输线来说，如何让那其能量的损耗最小呢？我们可以 根据如上的表达式来进行讨论。如上图所示，对于电阻的长度的更改， 可以采取尽量铺设“笔直的线路”
6、，而尽量减少“弯曲的线路”这种 方式来进行避免。而对于电阻率来说，我们可以考虑买电阻率尽量小 的导线。例如，在具体的施工中，关于这方面的技术实施，则主要考 虑如下两类情况：当该建筑为一类建筑的时候，则主要采用铜芯对传 输线进行架设，而当该建筑为三类建筑或者是四类建筑的时候，则主 要采用铝芯来对传输线进行假设。关于横截面积来说，在这里则不考 虑将其进行增宽处理。这同样是考虑到了之前所提到的“经济效益原 则”。很显然地，当横截面积增大之后，根据公式来说，单位长度的 导线上所消耗的功率确实变少了，也就是说，如果我们仅仅考虑功能 性原则的话，这样的方案确实是可行的，但是，它仅仅考虑到了一个 方面，如果
7、我们引入“经济效益原则”的话，则马上会发现，做到这 一点，其实是不太划算的。因为对于一段导线来说，它的横截面可以 类比地近似为圆形。也就是说，它的直径每增大一倍，其横截面所需 要消耗的材料约等于原来的四倍左右，这显然是非常不划算的。所以， 对于横截面积这一可变变量来说，将其放着不动，似乎可以说是最为 理想的选择。3. 提髙系统的功率因数提髙系统的功率因数，减少无功在线路上传输，以达到节能的目 的。线路损耗的公式展开后得下列计算式：P=3I2RX10-3二(RP2/UL2+RQ2/UL2) 10-3 (KW)式中：UL线电压(V)P有功功率(KW)Q无功功率(KVar )众所周知，一个变压器设备
8、的功率是由有功功率和无功功率这两 者结合起来的。但是，这仅仅是从振幅方面分析了这三者之间的关系， 而另外一个非常不容忽视的地方，则是从相位的角度来对这三者进行 细致的分析。这里，就有必要引入功率因数这样一个概念。功率因数 这样一个概念存在两种不同的定义方式，其中一种定义方式是定义为 P/S的形式，也就是说，它相当于有功功率与视在功率的比值。它的 另外一种表示方式则如下：也就是说，它的最大值是不可能超过1 的，而且有一定的相位关系。所以，在提髙功率因数方面，常常需要 增加一个无功功率来进行补偿，使得整个相位差为0或者是2PI的整 数倍。在加入这样一个补偿条件之后，就可以使得功率因数趋近于1， 而这样的一种变换，则可以减少无功功率在线路上的传输，也就达到 了节能的目的。综上所述，这里主要运用了三种方式来达到了电气节能的目的， 其中包括对于有功功率的抑制，减少传输线上的内阻的消耗以及提髙 系统的功率因数这三个方面。这三个方面可谓是彼此相呈而缺一不可 的，不能降其进行孤立地，分开地对待。
