我國目前的配電網(wǎng)中，主要電壓等級包括35kv、10kv和380/220kv，其中35kv電壓等級的主要作用是進行遠(yuǎn)距離電能的傳輸，10kv與380/220kv是配電網(wǎng)的主體，與用戶有著直接的聯(lián)系。電能在向用戶傳輸過程中，會經(jīng)過導(dǎo)線、開關(guān)、變壓器等各種設(shè)備，即有可能發(fā)生安全事故，也會出現(xiàn)一定的損失，因此進行高質(zhì)量的電氣設(shè)計至關(guān)重要。做好電氣設(shè)計工作，對未來工程建設(shè)的周期、質(zhì)量及投入使用后的安全性及經(jīng)濟效益起著決定作用。本人結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，對電氣設(shè)計中的安全及節(jié)能問題進行探討。
1、電氣設(shè)計中的安全問題探究
1.1 防人身電擊
電氣設(shè)備在運行過程中，很可能出現(xiàn)絕緣破損而導(dǎo)致導(dǎo)線外漏，這就容易通過直接接觸或間接接觸對人身造成電擊。為了避免此種情況出現(xiàn)對人身造成威脅，在進行電氣設(shè)計時，通常在電源處設(shè)計電流防護電器或漏電保護器（rcd），然而這兩種方法也存在一定的局限性。例如：對于tn系統(tǒng)，在pe線引入故障電壓而對人身造成的傷害不能起到有效的保護，究其原因，主要在于設(shè)備回路上并沒有剩余電流。為了彌補上述存在的弊端，在進行電氣設(shè)計時可以采用總等電位聯(lián)結(jié)方式。采用這種聯(lián)結(jié)方式后，能夠有效降低人身電擊的危險，并能消除由于外部的危險電壓而造成的危害。
1.2 防電氣火災(zāi)
電氣設(shè)備或輸電線路在運行過程中，由于故障而發(fā)生的電氣火災(zāi)時有耳圍。通常情況下，發(fā)生此類故障的情況有兩種：短路與接地故障。若出現(xiàn)短路故障，配網(wǎng)安裝的短路保護其能夠自動切斷電源，避免火災(zāi)的發(fā)生；若出現(xiàn)接地故障，尤其是電弧性接地故障，由于其短路電流比較小，難以達(dá)到短路器切斷的閾值，因此具有較大的危險性。因此，在進行設(shè)計時，可在住宅電源進線處安裝額定動作電流為500ma的選擇型rcd，同時設(shè)定延時為0.2-0.4s，同時住宅總電源進線處的第二級rcd還能做為前述保護的后備保護。
1.3 防雷保護
為了避免雷擊引發(fā)事故，在進行電氣設(shè)計時通常裝設(shè)spd。安裝spd選型的基本原則包括以下兩個：第一，確定電壓保護殘壓，防止其超過被保護設(shè)備的耐壓等級；第二，確定最大放大電流，根據(jù)雷擊電能的不同等級進行分級保護，防止損壞電氣設(shè)備。
2、電氣設(shè)計中的節(jié)能問題探究
作為二次能源的電能，在進行設(shè)計時如何能既不損害建筑物的功能，也不盲目追加投資，達(dá)到最高的性價比是電氣設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本人結(jié)合多年的工作實踐經(jīng)驗，認(rèn)為電氣節(jié)能設(shè)計必須把握以下原則：滿足功能、經(jīng)濟合理及技術(shù)先進。具體來說，可從以下幾個方面采取節(jié)能措施，并將其應(yīng)用到實際工程設(shè)計中去。
2.1 變壓器的選擇
變壓器要進行有效的節(jié)能，關(guān)鍵是要降低有功功率的損耗。變壓器的有功功率損耗表達(dá)式如下：
該式中， 分別表示變壓器的有功損耗、空載損耗、有載損耗及負(fù)載率。 指通常的鐵損，包括渦流損耗及漏磁損耗兩部分，由制作工藝決定，與電網(wǎng)中負(fù)荷無關(guān)，損耗量基本為固定值，所以在進行變壓器的選擇時，設(shè)計應(yīng)該首選低損耗的節(jié)能變壓器。 指通常的線損，與變壓器繞組電阻大小及電流有關(guān)，據(jù)此在選擇變壓器時，應(yīng)該選擇阻值相對比較小的銅芯然組變壓器，通過對 求微分計算可知，當(dāng)β的值為50%時的能耗最小，但是若根據(jù)此選擇變壓器，
存在以下兩方面弊端：第一，沒有考慮到其經(jīng)濟效益；第二，僅降低了線損，并沒降低鐵損，所以沒有起到很好的節(jié)能效果。
綜合多種因素，筆者認(rèn)為在選擇變壓器時，應(yīng)該注意考慮以下幾點：第一，通常選擇在變壓器的負(fù)載率β在75%～85%為宜，這樣選擇即節(jié)省投資，又能物盡其用；第二，若負(fù)載率低于30%時，應(yīng)該根據(jù)具體負(fù)荷選擇容量較小的變壓器；第三，若負(fù)載率高于80%并通過計算不利于經(jīng)濟運行時，可放大一級容量選擇變壓器；第四，若容量巨大必須選擇數(shù)量較多的變壓器時，可以對負(fù)荷進行合理分配，盡量減少變壓器的數(shù)量。例如：若配電網(wǎng)的裝機容量為2000kva，可以選擇兩臺容量為1000kva的變壓器，而不選擇四臺容量為500kva的變壓器，主要原因在于前者的性價比高于后者。
2.2 合理設(shè)計供配電系統(tǒng)及線路
根據(jù)配網(wǎng)區(qū)域負(fù)荷分布特點、供電距離等綜合因素，合理設(shè)計節(jié)能效果較好的供配電系統(tǒng)及供電電壓。供配電系統(tǒng)的選擇應(yīng)該簡捷，能采用一級供電的盡量不采用兩級供電；導(dǎo)線橫截面的選擇通常根據(jù)單位面積經(jīng)濟電流的密度來確定，但是由于通常供電線路比較長，因此供電線路的損耗在設(shè)計時必須足夠重視。線路損耗計算公式為：
由上式可知，為了降低輸電線路的損耗，必須考慮ρ，l，s 的影響因素。
（1）選用ρ較小的材質(zhì)做導(dǎo)線。在常用的金屬導(dǎo)線中，銅的電導(dǎo)率最小，但是同時還 需考慮投資成本。因此在進行具體選擇時，對于負(fù)荷較大的一、二類建筑，通常選擇銅導(dǎo)線；對于負(fù)荷較小的三類建筑物，通常選擇鋁芯導(dǎo)線。
（2）減少輸電線路的長度l。通常可采取以下措施：變配電所盡可能的靠近負(fù)荷中心；供電線路盡量選擇直線，少走彎路，少走回頭線，最大限度降低線路損耗。
（3）增大線纜橫截面積s。若供電線路較長，可根據(jù)實際情況將線纜截面增加一級；合理調(diào)節(jié)季節(jié)性負(fù)荷、最高效的利用供電線路。
在進行電氣設(shè)計時，積極采取合理措施，最大限度降低電能損耗，達(dá)到節(jié)能目的。
2.3 提高系統(tǒng)的功率因數(shù)
（1）提高功率因數(shù)的重要性及現(xiàn)實意義
若供電線路中每相電阻為r，系統(tǒng)的功率損耗如下式所示： 上式中， 分別表示供電線路的功率損耗、有功功率、線電壓、線電流及負(fù)荷的功率因數(shù)。由上式可知，若p恒定，則系統(tǒng)的 值越大，功率損耗越小，由此可知，提高功率因數(shù)能有效降低損耗，起到節(jié)能效果。若u，p恒定，改善前后的功率因數(shù)分別為 ，則供電系統(tǒng)的功率損耗可用下式進行計算：
（2）提高功率因數(shù)的具體措施
要提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，可采取以下幾種措施：
第一，減少無功消耗，提高功率因數(shù)。具體作法如下：正確設(shè)計、合理選用變流裝置；避免電動機及電焊機的空載運轉(zhuǎn)；在條件許可的情況下，可以選擇使用功率因數(shù)比較大的等容量同步電動機取代異步電動機；熒光燈盡量選用諧波系數(shù)不超過15%的電子鎮(zhèn)流器等。
第二，采用靜電電容器進行無功補償。對于高壓供電及帶有負(fù)荷調(diào)整的用戶，高峰時的功率因數(shù)不能小于0.9.若自然功率因數(shù)難以滿足上述條件時，可進行人工無功補償。經(jīng)過長期實踐表明，每千乏補償電容每年能夠節(jié)省電能為150～200kw.h，應(yīng)該進行大力推廣。要特別注意的是，盡量就地安裝無功補償裝置，這樣能有效減少傳輸過程中的損耗。
2.4 照明部分的節(jié)能
在城區(qū)供電系統(tǒng)中，照明范圍廣、耗電量大，因此照明節(jié)能具有很大的潛力。在照明系統(tǒng)滿足基本的照度、色溫等基本要求后，應(yīng)該從下面幾方面進行節(jié)能設(shè)計：
（1）選擇采用高效光源。根據(jù)不同的工作場所，選擇不同的光源。例如：對于室內(nèi)照明，通常宜選擇白熾燈；對于室外場所的照明，宜選擇高光強的氣體放電燈等。
（2）選擇采用高效燈具及合理的照明方案。除了裝飾之外，盡量選擇直射光通比例高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具；對于照明方案的選擇，盡量選擇光通系數(shù)較高的布燈方案。
2.5 電動機的節(jié)能
電動機若選擇不合理，也會造成極大的電能損失，因此電動機的選擇至關(guān)重要。通常選擇滿足下述要求的高效電動機：第一，負(fù)載率大于0.6；第二，每年連續(xù)運行時間不低于三千小時；第三，運行過程中盡量少頻繁起動、制動；第四，單機容量相對較大。
綜上所述，電氣設(shè)計的安全、節(jié)能設(shè)計在整個配電網(wǎng)設(shè)計中起著重要作用。在進行電氣設(shè)計時必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，采取有效措施避免造成傷害；在進行節(jié)能設(shè)計時，相關(guān)工作人員必須精心比較各種方案，提出切實可行的節(jié)能措施，以達(dá)到真正節(jié)能的目的。