工業電氣設計中電氣節能技術的應用分析

亓建強

摘要：針對電氣節能在工業電氣設計中的應用，結合實際案例，做了簡單的論述，提出了工業電氣節能設計的策略，共享給相關人員參考。從工業電氣設計的實踐研究結果來說，做好電氣節能設計的把控，充分應用電氣智能控制系統和節能型供配電系統等，能夠實現能源的節約，同時有利于推動工業持續化發展。

關鍵詞：電氣節能;工業電氣設計;應用要點;能源消耗

引言：經過幾十年的發展，我國電氣節能已經被廣泛應用于各行業與領域。不過從實際應用情況來說，受到各類因素的影響，依舊存在著電氣浪費的現象，其在工業設計領域中未能獲得有效推廣以及應用。因此，深度分析此課題，提出電氣節能的應用策略，對助力其在工業設計中的應用和發展，有著重要的意義

一、電氣節能技術在工業設計中應用的原則

對于工業中的電氣設計，節能技術是未來發展的趨勢，同時也響應了國家環保與節能的號召。設計時，需遵循一定原則，以保證設計的合理與科學。具體原則包含3個方面。第一，經濟性原則。工業設計中，電氣節能技術的使用成本較高，需詳細分析對工業的整體經濟利益與效益的影響，保證電氣節能技術使用后資金使用的經濟性，從而提高資金的使用效率。第二，節能性原則。使用電氣節能技術的最終目的是降低能源消耗。第三，適用性原則。工業電氣的節能設計需保證工業生產的順利進行，結合所用設備的使用情況和運行特點，確保電氣節能技術較好地應用于電氣設備。

二、工業企業電氣節能的意義

從工業企業的角度來說，實施電氣節能對其具有重要的意義，具體體現如下：（1）符合工業企業發展現狀要求。目前，我國現行的電氣節能體制還有著很多漏洞以及缺陷，多數企業未能意識到電氣節能的意義所在，注重提高生產效益，忽略了資源解決，使得電能被大量浪費。對于此問題的控制，要加大對電氣節能技術的深度研究以及應用，進而推動工業企業持續化發展。（2）助力經濟可持續發展。工業實現持續化發展，必須要解決能源消耗問題和環境污染問題。在具體施加中，基于可持續發展目標和要求，積極尋求資源和環境、經濟相互協調發展的路徑。通過應用電氣節能，提高電能的利用率，進而實現可持續發展目標。

三、我國工業電氣節能設計現狀

西方歐美國家在電氣節能設計方面的研究起步較早，上世紀70年代便已經從法律層面作出了一系列規定，并且取得了顯著成效。而我國在上世紀80年代時期，對電氣節能的標準尚處于試點階段，電氣節能被正式納入到國家法律法規中的標志是1988年1月1日《節約能源法》的正式頒布實施[1]。經過30年發展，節能技術已經在廣泛應用到各個行業和領域中，但是受多種因素的影響，并未在工業設計中得到良好推廣應用，電能浪費現象仍然比較突出。首先，對于工業電氣節能設計，應以滿足生產工藝為基礎前提，存在較大的局限性;其次，不同工業生產工藝存在較大差異，無法制定統一的電氣節能標準;其次，電氣節能技術前提是較高成本的投入，使很多工業項目業主都望而卻步，這些都阻礙了電氣節能技術在工業設計中的普及應用。由此可見，要想在工業設計中實現電氣節能技術的有效應用，減少電能浪費現象，仍有很長的一段路要走。

四、工業電器設計中節能技術的應用

1.供配電系統中應用節能技術

與民用建筑工程相比，工業電氣的應用具有一定的特殊性。工業電氣的用電負荷等級較高，主要原因是涉及到大量的電氣設備。為保障這些設備的運行，需大量的電力給予支持。為實現節能效果，需保證供電系統的穩定和安全，通過減少供電環節減少能源消耗。工業電氣的設計中，需遵循同一電壓等級的供電系統配電級數不超過兩級。工業生產中，使用較多循環水泵或者壓縮機，不僅可降低短路容量，減少導體與斷流器的短路耐受等級，還可降低線路損耗，減小電纜截面面積。

2.變電所需深入負荷中心

如果工業生產廠區較大，需合理設計供電半徑。籌劃相關區域時，需合理增加變配電裝置的使用數量，減少線路使用距離，避免能源損耗。工業工程規劃中，如果電氣設計工作人員缺少對總體的規劃與設計，那么在后期項目出現變配電位置的設計問題時需調整總圖，影響整體布局。工程項目設計初期，需加強與總圖設計人員的溝通，深入相關變電所發熱負荷中心，增加變電所。如果處于危險區域，需與爆炸的危險區域保持足夠的距離。

3.使用功率

因數補償工業的電氣設計主要是電動機設計，其電纜使用量巨大。由于電纜和電動機屬于感性負荷，相關功率因數出現滯后，將增加變壓器和線路的損耗。供電系統中，需合理選擇電動機和變壓器的容量，減少線路感抗。如果提高自然功率因數后仍未達到電網的使用要求，需使用并聯電容器作為無功補償裝置[3]，以保證使用端的功率數值達到國家規定要求。同時，高壓部分的無功功率由高壓電容器補償，低壓部分的無功功率由低壓電容器補償。經過補償，降低了變壓器的容量使用要求。設計人員需遵循相關原則，提高設計的節能水平。

4.工業電器變壓器設計

工業的電氣設計工作中，需明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應用與荷載，從而降低變壓器線路的使用量。結合變壓器的不同，合理選擇材質。通常，變壓器的空載損耗不會發生很大變化，所以不能消除變壓器的損耗。結合變壓器的使用環境，選擇節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點功率和自身電阻決定。因此，需根據實際電阻率選擇較小的變壓器。另外，選擇變壓器時，需考慮設備的使用成本。通常，負載為75%～85%的變壓器使用效果最好。

5.工業電動機的設計

提高電動機的工作效率，可降低電力能源損耗。因此，選擇電動機時，需嚴格控制參數，確認電動機的實際效率。對電動機進行節能設計時，需注意工作效率。如果電動機的工作效率較高，需降低電動機的功率，并結合實際用電情況，避免電動機負載過量引發其他問題[4]。此外，當選擇負荷較小的電動機時，可搭配相關裝置，以減少電動機的能耗，保證節能效果。最后，控制導線的截面，以降低電動機的電路使用量。

6.工業電氣線路設計

目前，工業電氣設計工作中，線路是重要的組成部分。工業電氣的設計對線路設計要求非常高。實際電力傳輸時，將出現不同程度的電能損耗，主要原因是工業電氣設備的的理論使用電能與實際使用電能之間存在差距[5]。為達到節能效果，需合理設計線路數量，保證合理的導線截面。設計電氣線路時，需合理設計線路路徑并達到使用要求，以降低電路實際電阻，提高用電工作效率。

7.推廣應用電氣智能控制系統

若想實現電氣節能，加大對電機設備的改進，能夠獲得不錯的效果。在具體實踐中，應用計算機技術和數字技術等，優化動力系統，強化對電機運行情況的控制力度。通過建立電氣智能控制系統，減少電能的浪費。基于現代化信息技術，進行電氣設備的開發，提升電氣智能化控制的水平。實際應用中，應用電氣系統智能化控制，結合設備當前的運行情況進行調節，可以保持其正常運行，同時減少電能的損耗，進而實現節能減排[。

結束語

綜上所述，電氣節能在工業電氣設計中的應用，要結合實際情況出發，采取具體的把控措施。在具體實踐中，通過分析電能消耗問題產生的原因，做好常見因素的把控，最大程度上能夠保證工業電氣設計的質量和效率，降低電能消耗。

參考文獻

[1]李彥光，樊建玲，馮艷梅.關于電氣節能在工業電氣設計中應用的探究[J].科技創新與應用，2018（36）：174-175.

[2]董梅.電氣節能在工業電氣設計中的應用分析[J].建材與裝飾，2018（39）：257-258.

[3]張全元.變電運行現場技術問答[M].2版.北京：中國電力出版社，2009.

[4]黃遠飛，彭澤華.斷路器本體三相不一致保護設計分析[J].南方電網技術，2012，6（4）：72-75