淺談電氣節能技術在工程設計中的應用

李建志

摘要：隨著科學發展觀的樹立，綠色環保、節能減排等理念逐漸深入人心，而這其中關于電氣節能的要求，已成為關注焦點。本文將結合電氣節能技術的特點，重點探討電氣節能技術在工程設計中的應用。

關鍵詞：電氣節能;線路損耗;節能技術;工程設計

我國正處于城鎮化建設的快速發展時期，各類工程建設項目不斷上馬，發展勢頭良好，但是在這些工程項目中，使用節能技術的卻相當少，而這也造成了許多不必要的能耗，這其中的電氣能耗比重最大。而對我國這樣一個資源相對缺乏，處于發展階段的國家而言，建設“資源節約型”社會迫在眉睫，如何將電能損耗降到最低，如何將電氣節能技術科學地應用到工程設計中成為關注的焦點。

一、合理選擇供配電系統及線路

1.合理選擇供配電系統

在選擇供配電系統時，要綜合考慮用電負荷的容量、分布、供電距離和電氣設備特點等因素，合理設計供配電系統，尤其是對供電電壓要進行嚴格測驗，選擇合適的供電電壓，以達到電氣節能的目的。另外，在選擇供配電系統時，要以簡單可靠為原則，同一電壓供電系統變配電級數不超過兩級。

2.減少線路損耗

通常各個工程供配電系統的干線和支線線路很長，總的能耗相當大，因此在進行電氣節能時，需要考慮減少線路損耗。線路，通常包括供電線路和配電線路，而兩者降低損耗的技術并不相同。

對于供電線路，降低能耗的技術是減少線路中的電阻，這一般有兩種方法，其一，導線選擇電導率較小的材料，如銅芯，在使用銅芯導線時也應本著節約的原則，供電線路承載負荷較大時，應使用銅芯導線，而供電線路承載負荷相對較小時，可使用鋁芯導線，在保證安全的前提下，統籌安排，降低線路損耗，達到節能的目的;其二，增大輸送電纜的橫截面，一般地，如果電纜橫截面增大，電阻將會降低，因此應該在滿足線路載流、動態穩定、繼電保護、電壓損失等要求的前提下，適當增加電纜橫截面，這樣雖然會增加一些成本，但節能效果比較理想，可以通過計算得出最佳橫截面，以達到節能的目的。

對于配電線路，降低能耗的技術是避免遠距離運輸，而這一般有三種方法，第一，在設置變配電站時應靠近負荷中心，這樣能夠縮短線路供電距離，從而達到減少線路損耗的目的，一般地，低壓線路的供電半徑一般不超過200m;第二，對于高層建筑，低壓配電室應靠近強電豎井，而且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，這樣能夠避免出現倒送電能的現象;第三，線路選擇要盡量避免走彎路，盡可能直線傳輸，這樣可以縮短導線長度，同時，低壓線路也應避免走回頭線，以降低來回線路中的損耗。

二、提高系統功率因數

1.減少供用電設備的無功消耗，

第一，對直流設備的供電和勵磁，可以用硅或者晶閘管整流裝置來替代傳統的變流機組、汞弧整流器等直流電源設備，以減少無功消耗。第二，限制電動機和電焊機的空載運轉，在工程設計中，要應用空載斷電裝置，如果電動機和電焊機的空載率達到50%時，將能夠及時停止發動機和電焊機部分機組的運轉，這樣可以在保證正常輸電的情況下，發揮輸電控制系統的作用，達到減少無功消耗的目的;對于大中型連續運轉的膠帶運輸系統，可以應用空載自動停止控制裝置;對于大型非連續運轉的異步籠型風機、泵類電動機，也可以應用自動調節電動風量、流量的控制方式。第三，在條件允許的情況下，將異步電動機替換為容量相等、功率因數高的同步電動機，也是減少無功消耗的重要舉措，當然出于經濟的考慮，可以將同步電動機同步化來達到節能目的。

2.采用靜電模式電容器進行無功補償

我國供用電規則規定，高壓供電的用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的用戶，在電網高峰負荷時功率因數應不小于0.9，當自然功率因數不足0.9時，應采用靜電模式電容器進行無功補償，從而滿足功率因數要求。而實踐經驗也證明了每KV補償電容每年可以至少可以節約電能1500KW·H，至多可以節約電能2000KW·H，因此無功補償是工程設計中值得推廣的一項技術。對于那些無功容量較大的用電設備，一般會采用就地補償的模式;如果用電設備負荷平穩，但距離供電點較遠時，則應考慮使用單獨補償的模式;而當用電設備較為集中時，則應使用成組補償模式，并且在變電所內也應應用無功補償的技術。

應用無功補償應該遵循下列原則：第一，高壓電容器和低壓電容器補償相結合，也就是說高壓用電裝置和變壓器的無功功率由高壓電容器來補償，而其他類型的無功功率，則依據經濟原則由高壓電容器和低壓電容器分配補償。第二，自動補償和固定補償相結合，如果負荷經常變動，并且變動相對較大的話，應使用自動補償，否則應采用固定補償。第三，分散補償和集中補償相結合，如果用電設備負荷平穩，但距離供電點較遠時，則應考慮使用單獨補償的模式;而當用電設備較為集中時，則應使用集中補償。

三、科學設計照明系統

1.選擇合適且高效的光源

在工程設計中，要使照明系統更加節能，光源的選擇是一個及其重要的方面。選擇光源時，要針對不同的場所對照明功率、照明標準還是視覺上的要求，盡可能地選擇能耗少的光源。對于室內場所，優先選用熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源，一般不考慮使用白熾燈，只有當開合頻繁或有特殊需要時，才考慮使用雙螺旋白熾燈。另外，也要按照相關照明設計規范，安裝電容器。而對于室外場所，或當使用場所空間高、很空曠時，應選擇高光強氣體放電燈，如高壓鈉燈或金屬鹵化物燈等，同時安裝能耗較低的鎮流器。此外，由于高效燈具對光線的控制以及反射透射等各個方面都較為合理，性能也較為穩定，因此在選擇燈具時，應盡量選擇高效燈具。

2.合理設計照明方案

每個工程的用途都不相同，因此對于光的要求是不同的，在工程設計中應用電氣節能技術時，要綜合考慮工程照明分區布局和光通利用系數。如果場所空間照明容量較大，并且有集中空調，在設計照明方案時，應該采用照明燈具與空調回風口相結合的形式。如果場所空間對于光的要求較高，并且要求光色能夠得到改善時，則應該采用兩種或多種光源以上的混合照明。此外，對于室內照明方案，在設計時，應該使用淺色飾面材料，因為淺色飾面材料具有較高的反射率，使用這種材料，能夠更加有效地利用光能。

3.科學管理照明系統

在設計照明系統時，如何科學有效地管理照明系統，將影響照明系統節能效果。首先，應該將智能化控制和自動化控制等技術應用到照明系統管理中，如考慮光控和聲控開光。充分利用自然光，根據外界光源的變化，分組分片控制燈具開停，同時可以考慮適當增加開光點，即每個開關點控制的照明燈不應太多，從而方便管理，也更加節能。而聲控開關，可以設置在樓梯或其他稍微隱蔽之處，沒有聲響時，將燈熄滅，達到節能目的。其次，對于大面積場所的照明設計，可采取分區控制方式，以提高照明分支回路控制的靈活性，從而能夠便利的將不需要照明場所的燈熄滅。此外，一些公共場所的照明設計，可采用集中控制的方式，安裝帶延時的光電自動控制裝置，在有條件的情況下，可采用調光器、定時開關、節電開關等來控制照明設備。

四、結語

在工程設計中，應用電氣節能技術時，主要應從合理選擇供配電系統及線路、提高系統功率因數、科學設計照明系統等入手，以達到技能目的。而從我國現實來看，應用電氣節能技術能夠有效降低電能消耗，有利于發展低碳經濟，實現可持續發展。

參考文獻：

[1]陳虹霓.電氣節能技術在工程設計中的應用[J]中國高新技術企業，2012（03）

[2]劉兵.建筑工程設計中電氣節能技術應用研究[J]煤炭技術，2012（02）