對工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能的分析

梁曉明，劉 宏

天津市電力公司路燈處

對工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能的分析

梁曉明1，劉 宏2

天津市電力公司路燈處

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，各領域生產(chǎn)建設加快了步伐，但同時能源消耗也在增大，尤其是工業(yè)領域能源消耗高于其他行業(yè)，且我國能源資源日益短缺，對工業(yè)生產(chǎn)提出了節(jié)能要求。本文將對工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能相關問題進行研究，提出幾點電氣節(jié)能的對策與技術，以為相關部門提供借鑒。

工業(yè)電氣設計；電氣節(jié)能；能源短缺

我國作為發(fā)展中國家各項建設持續(xù)、穩(wěn)定開展，對能源有著非常高的需求量，尤其是電力資源需求量只增不減，不管是工業(yè)還是生活用電，都出現(xiàn)巨大消耗。工業(yè)各項生產(chǎn)均離不開電力，對電能需求量與消耗量均高于其他行業(yè)，但是能源短缺已經(jīng)限制了工業(yè)發(fā)展步伐。為此，需要從電氣節(jié)能設計上加強控制與管理，以改善這一現(xiàn)狀，促進工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定進行。

1 我國工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能現(xiàn)狀

很多發(fā)達國家很早就意識到電氣節(jié)能的重要性，并且對各個產(chǎn)業(yè)進行節(jié)能優(yōu)化，比如，20世紀70年代，歐洲一些國家就基于電氣節(jié)能出臺了一系列的法律法規(guī)控制電能消耗。但是，電氣節(jié)能這一理念在我國出現(xiàn)較晚，且未能得到普遍認同，未能廣泛推行。我國在20世紀80年代，電氣節(jié)能依然處于試點階段，隨著我國《中華人民共和國節(jié)約能源法》頒布與實施才使我國能源節(jié)約真正落實到法律層面[1]。截止到今天，我國已經(jīng)相繼出臺了很多相關法規(guī)，能源節(jié)約已經(jīng)得到各行各業(yè)的認可，但是，工業(yè)電氣節(jié)能依然未能得到相應重視，普及率較低，分析原因主要有幾下幾點：①工業(yè)電氣需要滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，始終將滿足生產(chǎn)放在第一位；②不同的生產(chǎn)工藝不能將統(tǒng)一的規(guī)范性電氣節(jié)能方案或者規(guī)劃制定出來。人們首先考慮的依然是前期投入，均需要通過有限的資金獲取無限的利益，但是卻忽視了能源節(jié)約利用的價值。為此，工業(yè)電氣設計特點之一為具備經(jīng)濟適用性，這也使電氣節(jié)能在工業(yè)領域落后于住宅建筑及公共設施等領域。雖然有以上問題的存在但是依然不能對工業(yè)電氣節(jié)能有所松懈，需要將眼光放長遠。

2 工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能要點

2.1 供配電系統(tǒng)中節(jié)能技術

比起傳統(tǒng)的民用電氣，工業(yè)電氣特點更加明顯：有著較高的用電負荷、配置更多的用電設備，可以使供電不間斷。要想提高節(jié)能效果，必須使供配電系統(tǒng)設計更加合理，需要簡單與可靠，并簡化配電環(huán)節(jié)，進而減少不必要的能源消耗，即，“同一電壓等級供電系統(tǒng)配電級數(shù)不能超過兩級”。此外，還要保持供電電壓的穩(wěn)定與合理，保持越高的電壓水平，消耗就會越小[2]。比如，工業(yè)生產(chǎn)中應用的壓縮機與水泵，在運行階段這些設備供電電壓為6或者10kV，這樣可以將線路損耗減少，還能使銅材得到節(jié)約利用。

2.2 變電所深入負荷中心區(qū)域

通常，工業(yè)企業(yè)的低壓交流為380V，如果設計的距離過長，要想使運行壓降與起動壓降要求滿足，就需要對電纜截面進行擴充，這樣就使銅材的使用量增大了，容易使材料出現(xiàn)浪費。為此，如果廠區(qū)面積大，可以設計合理的供電半徑，對這一區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃，可以將變配電裝置數(shù)量增加，將線路長度縮短，進而實現(xiàn)能源的節(jié)約利用。很多工程規(guī)劃過程中，因為缺少前期的規(guī)劃設計，不能及時發(fā)現(xiàn)變配電位置與設置上存在的問題，如果此時對總圖進行規(guī)劃必然影響到全局。由此，項目初期就需要對變電所的位置進行合理設計，盡量將其設置到負荷中心區(qū)域。如果附近有容易引發(fā)爆炸的危險區(qū)，需要將變電所設置在與爆炸區(qū)接近的區(qū)域內，這樣可以將室內外的地坪高度差提高[3]。

2.3 應用功率因數(shù)補償

工業(yè)企業(yè)中最為主要的用電負荷為機泵。電機是感性負載，如果功率因數(shù)滯后將使線路與變壓器損耗增大，由此，需要補償功率因數(shù)。最新的工業(yè)企業(yè)裝置電力設計技術規(guī)范中將低壓補償這一塊內容剔除了，不再對低壓側補償，但是在負荷不斷增大下，配電變壓器的數(shù)量只增不減，這樣將使變壓器容量增加，從而將電能浪費減少[4]。為此，需要在電氣節(jié)能設計中始終遵循就地補償原則，這樣才能使設計更加符合節(jié)能理念。

3 工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能應用的主要設備

3.1 照明系統(tǒng)

建筑設計中需要對自然光的利用充分考慮并注重，這樣才能使建筑物達到南北通透的效果，進而獲得更好的采光。此外，還需要應用透光性與采光良好的玻璃門，將自然光的穿透性提高，照明可以充分利用自然光與室內照明。

3.2 對燈具的控制方式進行改善

通常，建筑物內的燈系統(tǒng)設計均是采用一燈一控或者兩燈一控的方式，但是如果建筑面積較大，則會出現(xiàn)多燈一控的情況，為了充分體現(xiàn)出節(jié)能設計，單個開光需要減少燈具控制。此外，對于室內自然光較好的區(qū)域可以應用光電調控或者自動控制的照明方式，這樣可以使電力消耗減少[5]。

3.3 變壓器

盡量在負荷中心設置變電所，這樣才能使變電所低壓出線路長度縮短，進而將電能線路上的損耗減少。變壓器的功率損耗由有載損耗與空載損耗組成。有載損耗是變壓器的線損，電阻與流過繞組電流大小決定了損耗大小，正比于負載率。由此，在對繞組進行選擇時需盡量選擇阻值小的，銅芯變壓器是適宜的選擇。總之，綜合各方面因素，需要確保費用降低同時讓變壓器留有一定余量，這樣才能使變壓器達到節(jié)能效果。

結束語

當前，節(jié)能生產(chǎn)已經(jīng)是社會大發(fā)展趨勢，更是貫徹落實科學發(fā)展觀與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的表現(xiàn)，工業(yè)是高耗能領域，更需要加強電氣節(jié)能設計，從各方面優(yōu)化，這樣才能將企業(yè)市場競爭力提升，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的同時獲得更多的社會效益，促進社會和諧、穩(wěn)定發(fā)展。工業(yè)電氣節(jié)能設計潛能巨大，有著非常大的戰(zhàn)略意義，必須積極推進。

[1]戴樂樂.關于工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能的研究[J].科技展望, 2015,07:70+72.

[2]于增波.電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設計中的應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用,2015,20:158.

[3]杜延軍,溫鑫.電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設計中的應用研究[J].山西青年,2016,11:62.

[4]沈玉良.工業(yè)電氣節(jié)能設計的重要性與中小型化工廠中的應用[J].科技傳播,2012,02:22+16.

[5]徐杰.對建筑電氣設計中變壓器節(jié)能問題的分析[J].四川建材,2010,06:272-274.