電氣工程中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)淺析

高卿 田雷雷

海南核電有限公司 海南昌江 572733

電氣工程作為現(xiàn)代科技的核心組成部分，從某種意義上來看，電氣工程的發(fā)達程度往往也代表著國家的科技水平。由于電氣工程技術(shù)在現(xiàn)代諸多領(lǐng)域中的運用十分普及，如生產(chǎn)制造、冶金、剪裁等，所以為了有效降低能源消耗，便需要充分利用節(jié)能設(shè)計技術(shù)。只有這樣才能夠真正提升電氣工程的節(jié)能水平，促使電氣工程更加穩(wěn)定健康的發(fā)展。

1 電氣工程中的節(jié)能技術(shù)

1.1 輸配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

1.1.1 提高輸電效率

輸配電系統(tǒng)當屬電氣工程最不可或缺的重要技術(shù)之一，而要切實提高輸配電系統(tǒng)的輸電效率，以達到節(jié)能減排的效果，則最有效的途徑當時減少供配電系統(tǒng)的線路損耗。就目前而言，運用作為廣泛的減少線路損耗措施有：高壓或超高壓輸電；減少變壓級數(shù)、配置變壓器以及安裝無功補償裝置等。就以上措施而言，其均是通過提高線路功率因素的方式來減少線路損耗，以此達到提高電能質(zhì)量的目的。除此之外，通過改變輸電及供配電方式來降低網(wǎng)絡(luò)的功率消耗亦是幫助輸配電系統(tǒng)節(jié)能的良好方式，而就此方式而言，最常用的措施有調(diào)整輸送電的電壓、降低三相負載來提高線路的使用效率以及處理導(dǎo)線接頭來避免不必要的線路損耗等。上述調(diào)整方式均是通過對電能的合理分配，從而達到提高輸電效率的目的。

1.1.2 配電變壓器的節(jié)能技術(shù)

現(xiàn)實生活中，絕大多數(shù)建筑企業(yè)均是通過選取低損耗節(jié)能型的變壓器來節(jié)約電能。諸如大型體育館、圖書館、教學(xué)樓等設(shè)施均是以低功耗節(jié)能型的變壓器為主。而對于對電網(wǎng)電壓波動較大的場所與環(huán)境則需采用具有載調(diào)壓功能的電力變壓器。當然，為進一步提高現(xiàn)代建筑物的節(jié)能效果，則針對變壓器的具體使用還應(yīng)盡量使其保持在經(jīng)濟運行狀態(tài)，至于所謂的經(jīng)濟運行狀態(tài)，即指變壓器始終在低損耗的狀態(tài)下運行。眾所周知，變壓器的損耗主要分為兩大部分，一為有功耗損，二為無功耗損。其中，有功損耗是指損耗等于額定同損與負荷電流及額定電流平方比的乘積，而無功損耗則是額定短路電壓百分數(shù)乘以額定電容再乘以負荷電流及額定電流平方比的乘積。至于兩者差異的具體表現(xiàn)則是前者會導(dǎo)致電能流失，而后者則會降低變壓器的運行效率。其中，負載電流越大，則有功損耗越大；而負載電流越小，則無功損耗也便越小。當然，就變壓器的經(jīng)濟負荷率而言，通常是變壓器的經(jīng)濟符合與變壓器的額定容量之比。倘若電容過大或過小，則均會形成“小馬拉大車”的形象。長此以往，不僅容易導(dǎo)致變壓器被燒毀，且因容量也會導(dǎo)致資源浪費。通常，針對變壓器容量的選擇，通常是在一般負荷率的70%左右為最佳。

1.1.3 供電系統(tǒng)中的無功功率補償技術(shù)

就輸配電系統(tǒng)中的絕大部分用電設(shè)備而言，其均屬于具有感性特征的負載，而正是基于此種感性特征，將在一定程度上降低設(shè)備的運行功率，以便能夠在提升電能利用率的同時真正達到改善電壓質(zhì)量和補償節(jié)能損耗的目的[1]。

1.2 電機驅(qū)動的節(jié)能技術(shù)

1.2.1 電動機軟啟動節(jié)能技術(shù)

對啟動性能差的三相交流異步電動機而言，若在電壓恒定的情況下直接啟動，則能耗亦將隨著啟動電能的增大而升高。就以晶閘管為主的開關(guān)器件，因其控制核心為單片機，加之符合設(shè)備啟動的軟件可隨時依照驅(qū)動的負載特性來對點擊啟動過程中各驅(qū)動設(shè)備的特性參數(shù)予以合理調(diào)節(jié)，以此既能保證電機設(shè)備始終處于最佳的運行狀態(tài)，又能避免電機啟動過程中產(chǎn)生的各種無功與有功損耗，繼而達到降低線路損耗以及節(jié)約電能的目的。

1.2.2 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)

當前吹屑風(fēng)機中也涉及到變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的運用，而導(dǎo)致吹屑風(fēng)機運行效率低下的原因主要分為兩種：一是風(fēng)機本身定速運行所產(chǎn)生的風(fēng)量與風(fēng)量需求不匹配。二是風(fēng)機本身未能處于最佳的運行狀態(tài)。針對上述兩種原因，可采取的解決方法有兩種：一是改善管網(wǎng)特性來改變風(fēng)量，以促使風(fēng)機產(chǎn)生風(fēng)量與風(fēng)量需求相匹配；二是改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速來減少風(fēng)量，這時風(fēng)壓也會發(fā)生相應(yīng)的改變，從而在風(fēng)機輸出功率減小同時也便達到了節(jié)能的效果[2]。

1.3 照明節(jié)能技術(shù)

使用電子鎮(zhèn)流器，其主要作用是對氣體放電燈的光源啟動及工作時予以限流，以此降低鎮(zhèn)流器的功能損耗。就我國目前使用的鎮(zhèn)流器而言，主要有電感鎮(zhèn)流器與電子鎮(zhèn)流器兩種。其中，電感鎮(zhèn)流器主要是使用工頻交流電，而電子鎮(zhèn)流器則是將工頻點轉(zhuǎn)化為交流電再進行供給，以此將降低至少25-35%的功耗。由此可見，電子鎮(zhèn)流器的節(jié)能效果更佳。

2 電氣工程節(jié)能設(shè)計方式

在電氣工程的節(jié)能設(shè)計過程中，可采取降低電能傳輸消耗的方式來避免能源浪費。通常是為了選取適宜的補償設(shè)備，有效提升變壓器的電壓，并對一些適宜的無功設(shè)備進行變壓器補償處理，有效降低整個電力系統(tǒng)中的變壓器的輸電能耗，這樣有利于提高設(shè)備運轉(zhuǎn)的效率。其中，無功補償設(shè)備是整個電力系統(tǒng)應(yīng)用過程中非常重要的組成元件，能夠有效提升供電的質(zhì)量，真正達到節(jié)能的目的；科學(xué)采用有源濾波器，有效減少能源的消耗量[3]。通過將消諧裝置濾掉諧波合理的應(yīng)用到電氣的設(shè)計過程中，其主要的原理是采用有源濾波器，充分突出動態(tài)的性能。這樣有源濾波器便能夠在電氣設(shè)備出現(xiàn)錯誤的操作情況時有效提升電氣設(shè)備的運行效率，真正達到節(jié)能環(huán)保的作用，最大限度降低電能的消耗量；優(yōu)化設(shè)計照明的設(shè)備，以便能夠更好的滿足照明的需求。通過合理的選擇各種鎮(zhèn)流器、鈉燈、鹵化燈、LED燈等，優(yōu)化照明光源的選擇，盡量選取一些能源消耗量較小的產(chǎn)品，從而達到節(jié)能的作用。

3 結(jié)語

總之，電氣行業(yè)在我國經(jīng)濟建設(shè)中所發(fā)揮的作用非常大，但在電力系統(tǒng)運行過程中將產(chǎn)生消耗大量的能源。因此，通過做好電氣工程的自動化節(jié)能設(shè)計工作，從源頭上控制好電能耗損量，這樣能夠有效降低電子資源的損耗，促使我國電氣行業(yè)更加穩(wěn)定健康的發(fā)展。