淺析電氣節能設計在工程中的應用

柴清瑤

摘 要：隨著我國經濟建設的飛速發展，全球能源危機的爆發，使能源節約成為現代社會、經濟以及文明發展的重要課題。無論是供配電系統或用電設備，不同配件的選擇，不一樣的設計線路方式等，在能源的節約或浪費上都存在一定的差異，在這里，作者主要就電氣節能設計的應用談談自己粗淺的認識。

關鍵詞：電氣節能；工程；設計應用

節能減排就是節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。節能減排是當今社會發展最關注的問題之一，在科技飛速發展的今天，很多大型的工業企業運作過程中，消耗大量的能源，包括電資源、水資源、煤炭資源等等，同時排出大量的污染物，如污水、有害氣體、煙塵等。已經給我們的地球造成了嚴重的環境與能源壓力，若我們仍不想辦法采取適當措施，來防止這種事故的蔓延，那我們國家一直倡導、宣傳的“貫徹科學發展觀，構建和諧社會，建設環境友好區域、構建資源節約型社會”將成為一個遙不可及的夢想。節能減排包括節能和減排兩大技術領域，二者有聯系，又有區別。一般地講，節能必定減排，而減排卻未必節能，所以減排項目必須加強節能技術的應用，以避免因片面追求減排結果而造成的能耗激增，注重社會效益和環境效益均衡。在工業企業中，電氣節能是企業能源節約的重要組成部分，也已經成為備受企業乃至社會各界關注的社會性問題。

在能源緊缺、國家大力倡導節能的今天，我國的電能源仍然存大著很多的浪費現象，這種浪費不僅存在于供配電系統中，也存在于用電設備的選擇上。如果我們電氣設計人員，能夠認識到這種能源浪費的嚴重性，并能夠通過分析與實驗，摸索出最節能的設計方案與配置，之后投入工程應用中，通過不斷的實踐完善設計方案，將會對工程的節能作出巨大的貢獻。作為一名電氣工程設計人員，我們有責任和義務在最基礎的崗位，發揮自己的能力，利用自己的專業知識，做好節能設計。在電氣設計方面，電氣節能技術在應用的過程中需要遵循以下原則，即滿足功能原則、經濟合理原則和技術先進原則，在充分考慮工程基本功能、成本投入和節能效果的基礎上進行應用。文章作者從供配電系統及電器產品的節能入手，運用科學發展的觀點，結合工程設計的特點闡釋“電氣節能措施”的應用和選擇。

1 合理配置變壓器

在電氣節能技術的工程設計中，合理配置變壓器可有效達到節能目的。對于變壓器來說，負載損耗和空載損耗是其主要的有功損耗。在選擇變壓器時，須從多個方面綜合考慮，如產品型號、產品負荷、變壓器容量等。從型號上來看，主要以選擇空載損耗或者是負載損耗較低的新型產品為主；從容量上來看，變壓器的容量不能過大，條件允許的話，盡量選用單臺容量低于1000kVA的變壓器；從負荷率方面來看，合理的負荷率一般在75%～85%之間。若負荷率低于50%，空載的消耗比重載會增加，使整個系統的電能增加，若負荷率高于85%，會降低變壓器使用壽命，也不利于電器的節能設計。

2 提高負荷的功率因數

要想提高供配電設備的供電能力，同時減少供電能耗，可以通過降低負荷電流來實現，而要想降低負荷電流，就需要提高負荷的功率因數。當變壓器二次側的功率因數提高時，總的負荷電流將減少，變壓器銅耗隨之降低，這樣變壓器內的銅芯使用壽命增加，變壓器的使用周期增大。在實際操作中，有兩種提高功率因數的措施比較成熟，且受到廣大電氣設計人員的歡迎，一是盡量降低設備消耗的無功功率，提高自然功率因數；二是采用無功補償裝置進行補償。

3 照明節能燈的選擇

在電氣節能設計中，“照明”是必不可少的環節，因此照明節能燈的選擇，就顯得尤為重要。在選擇照明燈的時候，我們要根據照明場所的特點、照明空間的大小、照明燈的控制方式等多方面綜合考慮，在保證照明充足的前提下，多選用新型的節能燈、太陽能燈、高效熒光燈以及氣體放電燈等這一類高效的光源。如普通室內的照明，應避免使用白熾燈，可采用小功率的LED光源燈；陽光充足的南方地區，可以選用太陽能燈作為街道或工業企業廠區的路燈等。從照明燈的控制方法上說，室內的照明燈應注意盡量做到一燈一開關、多燈多開關，避免多燈、多路共用一個開關，使用過程中造成能源的浪費；多層建筑樓梯間、除電梯間的公共區域等盡量采用聲控自熄燈，以有效節約能源。

4 電動機的選擇

工業用電過程中的節能措施，除上面提到的三種外，另一個關鍵措施就是電動機的選擇。工業用電負荷中，電動機負荷占很大比例，因此當電動機的功率因數和效率提高時，就可以將工業用電的功率損耗降低。在選擇電動機時，應該選擇高效率的電動機，以提高電動機的功率和效率，減少電動機的電能的損耗，如采用Y、YZ、YZR等高效率的電動機。但需要考慮的是，新型的高效率的電動機，其價格也相對昂貴，高于普通電機很多，因此，在選擇電動機前，除考慮電動機的功率與效率，也要同時考慮經濟效益。電動機的經濟效益可以通過最大使用年限來衡量。即任何電動機都是有使用壽命的，在到達使用壽命時就需要回收，而高效率的新型電動機由于其較普通電機效率高，電能損耗少，使用壽命就長，回收年限就較高，而這部分“回收年限”可以用“新型電動機價格高于普通電機的價格”除以“使用新型電機降低損耗所減少的費用”來計算，當“回收年限”在可接受的范圍之內時，即可采用新型電機。經過很多專業人士多年的實驗數據得知，一般當負載率高于0.6、電動機年持續運行時間超過3000小時以及電機單機容量較大時，選用新型電動機可以滿足經濟要求。

隨著電力電子技術的發展，帶變頻調速裝置的電機得以廣泛應用。當工作異常，電機負荷下降時，變頻電機能夠自動調節轉速，以適應電機負載的變化，這樣使得電動機效率有所提高，以達到電動機節能的要求。

5 結束語

綜上所述，在電氣設計及工程應用中，電氣節能工作可以通過多種方式、多種設備開展。在當今大力宣傳節能減排的大環境下，各種能源不斷被消耗，我們努力作到節約的今天，電氣節能也成為電氣設計工程中一項重要的任務。在電氣設計中，我們不但要考慮電氣節能問題，還要在在堅持滿足功能、經濟合理和技術先進這三項原則的基礎上，盡可能減低電力能耗，以此為構建節約型、資源型的社會做出應有的貢獻。

參考文獻

[1]李蔚.電氣節能技術在工程設計中的應用[J].電氣應用，2009，28（19）：66～70.

[2]伍廷熙.談電氣節能在工程設計中的應用[J].城市建設，2010（18）：304～306.

[3]于士國.電氣自動化的節能設計技術分析[J].硅谷，2011.

[4]李巖，王薇薇.關于變壓器空載損耗的分析[J].科技與企業，2011（12）：123.

[5]楊磊.民用建筑電氣工程中的節能[J].科技資訊，2010（1）.

[6]張欣.建筑電氣設計中的節能措施[J].工程建設與設計，2011（S1）.