電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

高樂 饒露

摘要：近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，人們更加重視環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約。因此，必須改善環(huán)境，節(jié)約能源。相關(guān)研究表明，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是以高能耗為代價(jià)，能源損耗已成為工業(yè)生產(chǎn)的重難點(diǎn)。資源節(jié)約型社會(huì)已成為未來發(fā)展的方向，需將電氣節(jié)能技術(shù)引入電氣設(shè)計(jì)工作。本文就電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：電氣節(jié)能;工業(yè)電氣設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

在經(jīng)濟(jì)增長過程中，遵循節(jié)能減排的原則，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的重要途徑。將電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中，可以有效解決工業(yè)生產(chǎn)中電力不足的問題。同時(shí)，也積極響應(yīng)了國家節(jié)能減排的政策。相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者已經(jīng)對電氣節(jié)能應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中的具體策略進(jìn)行了分析與研究，并取得了一定的科研成果。

1工業(yè)企業(yè)電氣節(jié)能的意義

從工業(yè)企業(yè)的角度來說，實(shí)施電氣節(jié)能對其具有重要的意義，具體體現(xiàn)如下：（1）符合工業(yè)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀要求。目前，我國現(xiàn)行的電氣節(jié)能體制還有著很多漏洞以及缺陷，多數(shù)企業(yè)未能意識(shí)到電氣節(jié)能的意義所在，注重提高生產(chǎn)效益，忽略了資源解決，使得電能被大量浪費(fèi)。對于此問題的控制，要加大對電氣節(jié)能技術(shù)的深度研究以及應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)工業(yè)企業(yè)持續(xù)化發(fā)展。（2）助力經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)化發(fā)展，必須要解決能源消耗問題和環(huán)境污染問題。在具體施加中，基于可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和要求，積極尋求資源和環(huán)境、經(jīng)濟(jì)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的路徑。通過應(yīng)用電氣節(jié)能，提高電能的利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的原則

對于工業(yè)中的電氣設(shè)計(jì)，節(jié)能技術(shù)是未來發(fā)展的趨勢，同時(shí)也響應(yīng)了國家環(huán)保與節(jié)能的號(hào)召。設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循一定原則，以保證設(shè)計(jì)的合理與科學(xué)。具體原則包含3個(gè)方面。第一，經(jīng)濟(jì)性原則。工業(yè)設(shè)計(jì)中，電氣節(jié)能技術(shù)的使用成本較高，需詳細(xì)分析對工業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)利益與效益的影響，保證電氣節(jié)能技術(shù)使用后資金使用的經(jīng)濟(jì)性，從而提高資金的使用效率。第二，節(jié)能性原則。電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的最終目的是降低電能損耗節(jié)約能源，這也是電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中的意義所在。因此，要盡可能的減少電能的耗費(fèi)，努力提升電氣設(shè)備的節(jié)能性能，提高電能的利用率，進(jìn)而真正意義上的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減損。第三，適用性原則。工業(yè)電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)需保證工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，結(jié)合所用設(shè)備的使用情況和運(yùn)行特點(diǎn)，確保電氣節(jié)能技術(shù)較好地應(yīng)用于電氣設(shè)備。

3電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

較之普通民用電氣，工業(yè)電氣最明顯的特征在于其用電負(fù)荷等級(jí)較高，電力設(shè)備較多且集中，通常需持續(xù)、穩(wěn)定供電。在此條件下進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，首先要做好供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使其既滿足工業(yè)電氣的需求，又可達(dá)到節(jié)約能源的目的。為此，一是要盡量減少供配電環(huán)節(jié)，避免額外的能耗，使供配電系統(tǒng)簡單、可靠;二是要按實(shí)際需求的不同，合理選擇設(shè)備的供電電壓，一般而言電壓水平越高，則損耗就越小;三是要考慮變電所的供電半徑統(tǒng)籌、變配電位置的規(guī)劃等。

3.2變電所需深入負(fù)荷中心

如果工業(yè)生產(chǎn)廠區(qū)較大，需合理設(shè)計(jì)供電半徑。籌劃相關(guān)區(qū)域時(shí)，需合理增加變配電裝置的使用數(shù)量，減少線路使用距離，避免能源損耗。工業(yè)工程規(guī)劃中，如果電氣設(shè)計(jì)工作人員缺少對總體的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，那么在后期項(xiàng)目出現(xiàn)變配電位置的設(shè)計(jì)問題時(shí)需調(diào)整總圖，影響整體布局。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期，需加強(qiáng)與總圖設(shè)計(jì)人員的溝通，深入相關(guān)變電所發(fā)熱負(fù)荷中心，增加變電所。如果處于危險(xiǎn)區(qū)域，需與爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域保持足夠的距離。

3.3利用高效節(jié)能光源

眾所周知，太陽光是可再生能源，同時(shí)也是對環(huán)境不產(chǎn)生污染的。將太陽光應(yīng)用于工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，可以有效實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的目的。以建筑設(shè)計(jì)為例，透明和采光相結(jié)合。在白天，盡可能使用棱鏡窗、反射高窗、采光格板、導(dǎo)光管等，能夠使建筑物內(nèi)得到一個(gè)穩(wěn)定的光照條件。在使用光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，也可以充分把所收集到的太陽光用于照明，這種方法常應(yīng)用于室外街道照明設(shè)計(jì)中。需要指出的是，電氣零件使用效率的高低，也能夠?qū)崿F(xiàn)照明節(jié)能目的，這就需要提高光源的效能。目前，將高壓鈉燈與ts型陽光燈管結(jié)合，就實(shí)現(xiàn)了充分利用高效光源，節(jié)約能源消耗，擴(kuò)大照明效果的目的。

3.4使用功率因數(shù)補(bǔ)償

工業(yè)的電氣設(shè)計(jì)主要是電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，其電纜使用量巨大。由于電纜和電動(dòng)機(jī)屬于感性負(fù)荷，相關(guān)功率因數(shù)出現(xiàn)滯后，將增加變壓器和線路的損耗。供電系統(tǒng)中，需合理選擇電動(dòng)機(jī)和變壓器的容量，減少線路感抗。如果提高自然功率因數(shù)后仍未達(dá)到電網(wǎng)的使用要求，需使用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，以保證使用端的功率數(shù)值達(dá)到國家規(guī)定要求。同時(shí)，高壓部分的無功功率由高壓電容器補(bǔ)償，低壓部分的無功功率由低壓電容器補(bǔ)償。經(jīng)過補(bǔ)償，降低了變壓器的容量使用要求。設(shè)計(jì)人員需遵循相關(guān)原則，提高設(shè)計(jì)的節(jié)能水平。

3.5工業(yè)電氣動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)的使用非常廣泛，其對電能的耗費(fèi)極大。因此，在工業(yè)電氣動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要切實(shí)提升電動(dòng)機(jī)的工作效率，盡可能地避免出現(xiàn)空載等現(xiàn)象，以減少電能浪費(fèi)。具體做法是，在電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，要考慮其工作效率，若電動(dòng)機(jī)效率較高，則可減少其工作時(shí)間，降低其負(fù)載，從而降低電能的浪費(fèi)。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際需求，以保證其工作負(fù)荷的要求，避免因負(fù)載過量而出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選擇一些負(fù)載率較小的電動(dòng)機(jī)，以搭配相關(guān)設(shè)備使用，通過整體優(yōu)化配置來實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的目的。此外，還應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)性質(zhì)應(yīng)與變壓器的容量相符合，并減少其使用線路數(shù)量、把控其導(dǎo)線截面。

3.6改進(jìn)燈具控制方式

根據(jù)實(shí)際的照明需求，在滿足工業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝的前提下，對燈具控制方式進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，能夠避免電能浪費(fèi)，提高設(shè)計(jì)電氣節(jié)能的性能。具體來講，還需要根據(jù)房間面積的大小，來確定燈具的數(shù)量。一般情況下，如果房間面積較大，可以采用“多燈一控“燈具控制方式來控制燈具數(shù)量，在合理范圍內(nèi)，采用一定數(shù)量的單控?zé)簟Ｏ喾吹模绻块g面積較小，可以采用“兩燈一控”或者“一燈一控”的燈具控制方式;在樓梯、走廊等公共場合中，常采用光電控或者聲控的方式;對于位置比較偏僻，無法獲取天然采光，并且距離側(cè)窗，存在較大距離的地方，常采用光電控制方式;在室外，要想達(dá)到照明要求，可以采用光電定時(shí)開關(guān)控制方式或者程序控制方式。

3.7工業(yè)電器變壓器設(shè)計(jì)

工業(yè)的電氣設(shè)計(jì)工作中，需明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應(yīng)用與荷載，從而降低變壓器線路的使用量。結(jié)合變壓器的不同，合理選擇材質(zhì)。通常，變壓器的空載損耗不會(huì)發(fā)生很大變化，所以不能消除變壓器的損耗。結(jié)合變壓器的使用環(huán)境，選擇節(jié)能效果較好的變壓器，以減少損耗，提高工作效率。變壓器使用過程中，存在空載損耗和有載損耗。損耗值的大小主要由變壓器的節(jié)點(diǎn)功率和自身電阻決定。因此，需根據(jù)實(shí)際電阻率選擇較小的變壓器。另外，選擇變壓器時(shí)，需考慮設(shè)備的使用成本。通常，負(fù)載為75%～85%的變壓器使用效果最好。

結(jié)語

綜上，基于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的內(nèi)在目標(biāo)，工業(yè)電氣設(shè)計(jì)要積極采用各種先進(jìn)的節(jié)能措施，充分利用清潔能源，優(yōu)化、完善工業(yè)電子設(shè)計(jì)方案，如此一方面可有效提升資源的利用率，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效率，提升其市場競爭力;另一方面則可極大地降低能源浪費(fèi)，推動(dòng)工業(yè)企業(yè)以及整個(gè)社會(huì)向可持續(xù)方向發(fā)展。

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