電氣設計應把節能放在重要位置

摘要：我國已成為世界上第二大能源消耗國，各類工程建設項目的用電負荷量在大幅增加。為降低用電負荷量，必須把節能放在電氣設計的重要位置上，并推廣使用節能電氣設備，才能實現節能目標。

關鍵詞：電氣；設計；節能

中圖分類號：TD948.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0013-01

一、引言

隨著我國經濟建設的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，全社會總用電量大幅度增加，2005年已達到24000億kwh，使得我國的能源形勢越來越嚴峻。目前，我國已成為世界上第二大能源消耗國家，其中各類工程建設項目的用電負荷量持續大幅度的增加。為了降低用電負荷量，就必須把節能置于電氣設計的重要位置，并推廣使用節能電氣設備，才能真正做到節能，實現節能的預期目標。

二、電氣設計節能

電氣節能是一個系統工程，它包括電氣設計、設備選型、運行管理等環節。

（一）合理選擇變配電設備是電氣設計中的重要節能途徑

1.合理選擇變壓器型號、容量和合數。在選擇變壓器容量和合數時，應根據負荷情況，特別是使用情況，對負荷進行合理分配，選取容量和電力負荷相適應的變壓器，使其工作在高效率區，當負荷低于30%應能進行調整或更換；當負荷率超過80%，不利于經濟運轉時，也能進行調整或更換。如設計某修理廠房時，設計了二臺大容量變壓器和一臺小容量變壓器，可根據負荷的大小，運行二臺或一臺變壓器；不進行修理工作時，只運行一臺小容量變壓器，供照明用電。又如碼頭變電站，也應設計一臺小容量變壓器，供船舶離港后日常維護和小型船舶用電。變壓器應選節能型變壓器，節能型變壓器是高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片及先進工藝制造的低損耗變壓器。目前常用的S9、S1O、SCB9等都是節能變壓器。

2.電動機節能。一般的風機水泵電動機都是配套的，電氣設計者不用自己選擇。但是，在軍事工程中會碰到有些機械設備要另配電動機，就需要結合電動機的工作特性和負載特點，選用適當的電動機，避免\"大馬拉小車\"，要選用節能型電動機；對于經常輕載運行的生產機械，可采用具有啟動功能的輕載節電器，以達到輕載降壓運行的目的。對于風機水泵可采用變極調速、變頻調速等方式達到節能目的。

3.低壓電器節電。交流接觸器是低壓用電設備主要控制電器。用量大，耗能不大，但也應該重視，如CJ20-100接觸器，其保持功率p=215W，一年耗電約169kW·h。如果將其改造成自鎖功能交流接觸電器，可節省一部分電能；或者將交流接觸器電磁操作線圈由交流改為直流，可省去缺芯及短路環中絕大部分的功率損耗，取得較高的節點效果。一般節電率可達85%，還可降低線圈溫升和噪音。用T系列熱繼電器取代JR0和JR16系列熱繼電器，減少動作和熱元件電阻，從而降低熱繼電器功耗，每只熱繼電器平均節電4W。

（二）電器照明節能大有潛力可挖

2005年我國照明用電量約為3000億kw·h，而且每年以13%-14%的速度遞增，到2010年照明用電超過5000億kw·h。為了實現節能20%的目標，就意味著到2020年照明用電要減少1000億kw·h。為了實現這一目標，必須充分利用天然光，如采用導光管法，光導纖維法，棱鏡組多次反射法，平面反向鏡反射法，光電效應法，光一熱一電一光轉換法等方式，將太陽光轉換為照明光源來節省電能。

1.合理選用高效節能光源、燈具及附件

（1）高度在4·5m以下辦公室、會議室，宜采用T5、T8系列細管徑熒光燈。

（2）舉架高、空間大的庫房和廠房，應按其使用性質，采用金屬鹵化物燈或高壓納燈，亦可采用大功率細管徑熒光燈。

（3）以緊湊型熒光燈替代白熾燈，用于宿舍、門庭、走廊等。

（4）燈具高掛時，宜采用開敞式結構燈具，除了裝飾燈；另外，應優先選用直射光通比例高控光性能合理的高效燈具。室內燈具效率不低于0·7，裝有熒光格柵時不低于0·6，室外燈具效率不宜低于0·5，室外投影燈具效率不宜低于0·6。

（5）采用節能型電感鎮流器和電子鎮流器。

（6）氣體放電光源電器附件的耗電量占照明系統總耗電量的10%-20%。因此，采用低能耗的電器附件也是一項重要的節能措施。所以，在電氣設計中，應優先選用節能型電感鎮流器和電子鎮流器，特別是電子鎮流器，因其功率因數高，無功損耗只有3%，自耗電少，而且電子鎮流器是高頻激勵，可以提高熒光燈發光效率。因此，采用電子鎮流器可以達到節能的目的。

2.合理的照明控制，是照明節能的重要途徑

《產品照明設計標準》對照明控制作了詳細規定，其目的為了方便使用和節能的要求，如走道、樓梯采用節能自熄開關，每個房間燈開關數不少于2個。作大面積照明大的廳堂照明時，應按照使用狀況做到按需開燈。小區道路照明應按時間控制或室外亮度情況控制，深夜時段間隔開燈，應采用智能照明控制，根據不同的預設制控制方案，對不同時段和環境的光照度，應進行精確設置和管理。根據不同場合、不同人流量進行時間段、工作模式等開啟需要的燈，關掉不需要的燈，是最佳的照明節能途徑。

（三）合理的無功功率補償和諧波治理也是節能的必要措施

減少輸電線路上的無功電流，是減少線路能耗的途徑之一，為達此目的，必須從源頭抓起，采用就地補償；在氣體放電燈燈具中裝設補償電容器；在電動機附近裝設就地補償電容器。

隨著許多非線性負荷電氣設備的使用，諧波問題也越來越突出。除了諧波導致電器設備發熱，保護裝置誤動作等危害外，諧波造成的能耗增加，變壓器、電動機出力下降，效率也下降，不利于節能。所以，諧波治理也應列入節能措施。諧波治理同樣應采取就地治理的原則。在工程中已經采用過加無源濾波器的措施，對相應的諧波進行吸收。采用有源濾波器主動向電網注入一個與諧波大小相等、方向相反的諧波，產生抵消作用，現已成為諧波治理的新趨勢。