工業電氣設計中電氣節能方面的研究

趙同偉

摘 要：工業在我國經濟發展中占有極其重要的地位，是推動經濟進步與發展的重要引擎，而工業的引擎則要依靠大量電氣系統和設備作為基礎的能量來源。在工業級的電氣設計工作中，為實現節能減排的目標，設計人員在確保電氣系統以及相關設備滿足生產加工基本需求的基礎上，開始更加注重節能方面的設計與規劃，通過節能設計方案和相關措施來降低工業生產中的能耗，減少對資源和能源的過度消耗與浪費，這是當前電氣設計中重點的研究方向。

關鍵詞：工業；電氣設計；節能設計；措施

引言

當前的工業生產加工是離不開電力能源的支持的，因此為工業生產設計電氣系統和相關應用設備是目前的重點工作。隨著對電能需求和消耗的持續增長，電氣系統所面臨的壓力和發生的能耗越來越大、也越來越嚴重，設計人員就將目光更多的集中在節能設計方案的制定上。依據當前工業生產所使用的電氣設計方案，設計人員發現了很多可以實現節能的關鍵環節和要點，也說明我國的電氣節能設計任重而道遠，發展前景也更加廣闊。

一、工業電氣節能設計的基本原則

對于工業電氣設計而言，之所以要進行電氣節能設計，其主要的目的是為了減少資源浪費，提高電力運行效率，降低生產成本，提高經濟效益。因此在進行電氣節能設計的過程中，必須要將適用性、可行性、節能性和經濟性作為基本的設計原則來遵循。也就是說，在工業電氣設計中，所設計的電氣節能方案一定要適合工業安全生產要求，要充分考慮到工業電氣系統的投入產出比，要具備較高的可行性，不能為了節能而盲目的增高電氣設計總造價，要充分體現出其科學性與經濟性。所設計的節能方案并不是要將所有環節的電能消耗量都進行降低，而是將一些可有可無的電能損耗做出有效處理和控制，來達到節能效果。只有在工業電氣節能設計中充分認識到這四點基本原則，才能設計更優的節能設計方案。

這四項原則能夠凸顯出當前節能設計中面臨的一些問題，設計人員一定要從節能本身的意義出發，探索更為科學合理的設計方案和舉措，既要保證節能目標的實現，又不會影響到工業經濟的正常發展，不能做出不符合實際情況、違背發展規律的設計方案。

二、工業電氣設計中的電氣節能措施

（1）合理設計供配電系統

工業電氣的設備較為集中，整體用電負荷較高，對于用電需求較為苛刻。在進行工業電氣設計時，要充分考慮工業電氣的需求，做好配供電系統的設計，對配供電系統進行合理的優化配置，達到節能降損的目的。在供配電系統設計上，減少供配電系統的環節數量，對供配電系統進行合理的精簡，減少能源的損耗。在設備選擇時，考慮供電電壓的水平，避免由于電壓問題造成的損耗過多。在變電所設計時，避免由于距離果園而造成的符合增加，減少線材成本的耗費。如果供電廠區面積過大，最好采用統一的籌劃，配置多個變電在裝置，減少線路距離。在部分工程設計初期，最好由電氣設計人員進行參與，盡量的避免配電距離過長，導致電氣設計的困難。在目前，大多數工業企業的用電負荷設備上，大多數都選擇機泵。采用功率因數的補償可以減少線路損耗與變壓器的損耗，在設計階段就需要做好補償設計，減少相應的損耗。

在供配電系統的改進和優化過程中，設計人員要切實根據其系統運行的特點進行規劃和布局，要以現階段出現的問題和矛盾為出發點和突破口，以問題為導向，探尋最為合理的處置措施和規劃方案。還要認識到供配電系統的復雜性，要對其網絡運行中的關鍵線路、設備或者某些節點進行集中挖潛，探索其節能的可行性與合理性，從設備的本身性能和運行狀態出發，通過減少輸電距離和提高供電效率的一些具體措施來達到節能減排的相關指標。

（2）合理選擇變壓器

變壓器的數量和容量較大，由于長期運行，所以變壓器的選擇對于電氣工程的節約電能也有很大的意義。變壓器對于電氣設計來說是選擇最多的設備，在目前技術不斷發展的條件下，節能型的變壓器已經在不斷的推廣開來。在目前設計單位的設計工作中，部分單位依然采用舊型的變壓力，或者將舊型變壓器進行重復利用，造成了大量的電能損失，也增加了用電負擔。在電氣工程設計階段，要采用新產品，堅決的淘汰落后產品。在變壓器的選擇上，要做長遠的考慮，盡量選擇節能型的具有低損耗的變壓器設備。節能型變壓器由于自身工藝的改進，具備良好的損耗控制能力。

變壓器是電氣系統中極為重要的一種設備，其功能作用非常關鍵，對于設計人員而言，能夠降低變壓設備運行中所產生的能耗，那對于整個電氣系統的節能來說都將產生很大的效果。因此在設計工作中，要選擇最為適合當前運行環境的變壓設備，對其型號和規格進行嚴格挑選，并進行全面細致的調試和測試，對于一些運行時間過長，已經顯出老舊狀態的變壓設備，要及時進行維護檢修或者直接進行更換，避免由于老化而又在超負荷工作狀態下造成更為嚴重的電力能源消耗。對于變壓設備本身的結構和性能指標，也可以進行適當的改進和優化，要求改進后的變壓設備達到規定的節能標準，還要對其長時間的檢測，了解其能耗情況，進而實行有效的操作與控制來降低能源消耗。

（3）優化照明系統設計

工業的照明系統是工業電氣設計中的重要內容。工業電氣的照明設計較為簡單，不過由于照明設備的數量較多，需要在設計階段做好技能規劃工作。對于照明設備的光源來說，以往采用大量的汞燈、金鹵燈、鈉燈進行照明，這些燈具主要采用在以往的礦業企業當中。隨著現階段新的光源的推廣和發展，光源的選擇也越來越多。以往的光源由于耗能較高、壽命較低、光照效果不足已經逐漸的被淘汰。新型光源在不斷的發展下已經完全的滿足了性能要求，并且具備更高的效率，可以大大的減少能源損耗。在在工程設計上，應該主動選擇新型的照明光源，提高照明效果，減少電能的損耗。對于照明設備的控制系統中，以往是簡單的開關控制，并不能達到良好的節能目的。對光源的控制可以設計相應的自動控制系統，根據現場的光感對照明設備進行自動的條件，可以提高能源利用效率，減少能源損耗，節約大量的電能。

（4）合理的進行設備選擇

電氣設備是工業電氣系統中不可缺少的重要因素，設備選擇是否合理的當也會對工業電能消耗量產生直接影響。因此在電氣系統設計中，要注意結合實際情況合理選擇電氣設備，盡量降低設備的無功功率，提高其運行效率和電能利用效率。

針對電氣設備開展合理的選用至關重要，電氣系統是一個龐大而又復雜的運行系統，如果某些設備的運行狀態無法達到系統運轉的要求，或者出現阻礙系統正常運行的問題，那么就會造成極大的電力消耗，加上工業用電量大，會給這些設備造成長時間的高負荷運轉壓力，嚴重情況下還會出現安全風險和隱患，要重點對待線損現象的發生，大量線路和設備集中在系統之中，線損問題如果不能及時得到控制，會造成電力網絡成片區域出現較大的電力能源損耗，因此必須得到設計人員的重視。

另外，在選擇電纜或電線時，也要注意做好線損控制設計。因為在工業電能消耗中，線損占據了很大一部分比重。我們可以通過選擇導電率小的導線來降低線損，還可以通過縮短導線使用長度來降低線損，還可以通過增大導線截面積來實現線損控制。

三、工業電氣設計的其他節能途徑

事實上，在當前我國的工業電氣設計中，除了可以通過對供配電系統進行節能優化設計以外，還可以采取一些其他的節能措施來實現電氣節能效果。例如可以積極引入先進的智能化電氣控制技術，建立一定的電氣智能控制系統，對工業生產中的電力使用情況進行智能控制，以實現良好的節能效果。當然，注重對天然光源的有效利用也是一種良好的電氣節能途徑。目前很多工廠廠房設計都較為封閉，即使是白天也會開很多的照明系統，而沒有充分李太陽光。若能夠在設計中充分考慮采光情況，將自然采光和照明系統有機結合起來，勢必也能夠起到很好的節能效果。

結束語

綜上所述，在現代工業電氣設計中，有很多方法都可以實現電氣節能，電氣節能的空間是很大的。只要設計人員在對工業的供配電系統設計中充分考慮到節能效益，積極改進和優化電氣設計方案，注重對先進技術和自然資源的有效利用，就能夠達到良好的電氣節能設計效果。本文中所提出的幾點節能設計措施只是其中的一部分，還有很多其他節能措施需要在今后的工作中不斷總結出來，電氣節能也是工業電氣設計行業未來的發展趨勢。