工廠電氣設計中的節能方案及實現分析

合肥水泥研究設計院　包山先

我國為世界上最大的發展中國家，能源消耗量極大，隨著時間的推移，可再生資源日益枯竭，節約資源與維護生態環境是我國的一項重要基本國策?！澳茉垂澕s型”社會以及“能源節約型”體系的構建，能夠為我國社會經濟穩步發展提供支撐。現代企業可持續發展目的的達成，確保產品質量是基礎，同時也要最大限度的壓縮產品生產過程中資金投入量。在這樣的情景中，工廠電氣節能方案設計就顯得尤為重要了，本文以此文論點，現做出如下論述內容。

1.電氣節能技術應用現狀

國內眾多工廠電氣在運轉的過程中，電能耗損量逐漸增加。多數工廠電網界限方式為放射式或干線式，若在線路較長的情景下，線路尾端的電壓相對較低，就會致使抽油機的運行電壓與額定電壓之間存在較大懸殊性，電動機轉差相應增加，繞組溫度上升，絕緣老化進程加快，對電動機性能與使用壽命均造成不同程度的影響，工廠也無法獲得最佳運轉效率，電網功率損耗量也會相應上升[1]。另外，電氣在上述運行場景中，工廠電網的負荷還要從運轉系統中獲得能量?？偨Y長期的實踐經驗發現，現階段國內多數工廠區采用的是節能電動機設備，對注水泵供電大體應用了變頻器，壓縮機供電部分應用變頻器，為了有效的節能與限制啟動電流，局部位置應用了軟起動方式。綜合上述內容，可以判斷，工廠電氣的節能技術擁有很大的發展空間。

2.工廠供配電系統的節能減排

2.1　科學設計工廠內部電力系統

工廠內部電力系統要實現節能目標，就務必從設計時段著手，而這一內容通常不會引起現代企業的重視。在工廠電力系統設計初期，應派遣專職人員開展實地調查研究工作，依照企業的用電負荷容量及其排布、用電設施特點等情況，對干擾因素進行整體分析，理論與實際密切結合，科學設計工廠內部電力系統，從而確保電力系統運轉的經濟性與高效性。工廠接線系統設計的規則主要體現在以下幾個方面：（1）盡可能簡單可靠；（2）應具備一定的靈活性，能在多變的環境下規范運轉；（3）務必要確保操作人員與設備運行的安全性；（4）滿足經濟性標準，科學布設供電網絡，盡可能的降低電能損失量，盡量符合投入與年運行費用少的標準；（5）應具備發展與拓展的便捷性，規避多次投資行為。

2.2　應用新型節能變壓器

變壓器為工廠電力系統運行中極為重要電力設備。因為變壓器在運轉過程中，會形成空載損耗、負載損耗和熱損耗，但是在一般情況中，變壓器使用時間都相對較久，因此變壓器應該被視為工廠電力系統的“耗能大戶”去看待。具相關資料記載，在工廠電力系統中，變壓器的損耗在系統電力總損耗量總所占比例高達10%，若損耗量每年可降低2%，那么每年工廠節省下的電能是極多的[2]。目前，國家應推行相關政策體制，鼓勵工廠在運行中應用干式變壓器，干式變壓器的應用，一方面能夠有效壓縮變壓器在數個方面電能的損耗量，另一方面能大幅度減縮空載電流量與噪音污染程度，與油浸變壓器維修相比較，體現出經濟性與便捷性。故此在條件允許的情況下，我們應該逐步對高能耗變壓器的結構與性能進行整改。同時應科學選用變壓器容量和級數。變壓器的負載率以0.7～0.85為佳，若負載率太高，就加大了變壓器過載問題出現的概率；若過低則會使資源浪費的現象出現。故此，在實踐中應最大限度的使變壓器處于最佳工作態勢中。

針對目前工廠電網異常電壓這一現象，應對波動狀況做出相應整改，具體措施體現在以下兩個方面上：（1）調整發電動機、變壓器等的輸出電壓；（2）調整無功功率排布、線路參數等。第一類措施的適用條件有一定局限性，只有在電力系統無功電源足夠的情景下應用，在無功電源不充足的情況下，為了達到降低發電機無功功率負荷這一目標，通常需要降低整個電網的電壓，即便是應用調節變壓器分接頭等辦法，但是只能提高系統局部位置的電壓水平，無功功率的消耗量有增無減，只有實施二次降低電壓水平的方法，整個電網系統運行的安全性與有效性得到一定保障。故此在無功電源不充足的情景下，務必要在恰當的方位安設無功補償裝備。通常情況下，無功補償裝備的安置，能夠大幅度降低線路輸出的無功功率，減少整個電路系統的電能消耗量。

2.3　正確選用低阻電纜與導線截面

輸電線路中電能的損耗，是配電系統內電氣損耗的不可少的構成成分。根據安培定律可知電線、電纜的阻值越大，能量耗損量就越多，尤其是在遠程輸送進程中，線纜的電阻磨損程度是極大的。工廠電力系統實現節能減排的目標是一個循序漸進的過程，在電力設備建設和安裝進程中，企業應采購正規廠家的電線、電纜，這主要是因為正規廠家生產的電纜，截面面積規范，金屬材質有一定擔保，故此該類型電纜設備在運轉過程中，在降低輸電線路能量損耗量方面體現的價值是巨大的[3]。此外，技術人員應科學選用導線的界面，對其運轉環境條件進行全面分析，尤其是在高負荷、高溫度、高濕度的場景中，最好選用系數相對較大的導線，借此方式達到降低危險事故發生的概率。另外，在電力系統運行需要得到滿足的情況下，應以安全運轉為基礎，最好選用橫截面積相對較小的電纜，以降低資金投入量。

2.4　合理利用無功補償

無功功率補償，簡稱為無功補償，在工廠電力系統運行過程中發揮提高電網的功率因數的作用，壓縮供電變壓器與輸送線路能量損耗量，使供電效率有所提升，此時供電環境也被優化。故此無功功率補償裝置在電力供電系統中的安設發揮的作用是不可取代的。合理選用補償裝置，能夠最大限度減縮電力系統能量損耗量，電網運轉效率相應提升，提高電網質量。

3.電氣照明的配電

3.1　選擇合理的照明光源

針對工廠中操作封閉的廠房，其對照明照度與亮度提出較高標準，可以選用混合照明模式進行照明，例如應用普通光源與新型強光源相整合的方法，安設于方便檢修與光度能充分照射空間的位置，借此途徑使照明的亮度與光源被有效應用[4]。對于工廠中普通廠房，普通的光源照明就可以滿足其運行需求，光源安置的方位依然要選擇在能夠充分利用其亮度的位置，借此途徑實現節約電能的目標，以達到盡可能的節能。

3.2　電氣照明的節能設計選擇

電氣照明原理可以做出如下概述：即借助能量的轉化途徑，把電能轉化為光能，從而實現照明目的。故此在照明的過程中最好選用效率相對較高的光源進行照明，最好在能耗等同的情景下，可以把更多的能量轉化為有效能量；這其中涵蓋一些新興的電氣照明設備與光源，比如三基色熒光燈，三基色熒光燈接通電源以后，燈中形成可以照明的電離子，電離子和燈管內中的汞相互作用構成電路回路，汞原子在和惰性氣體接觸后釋放一定量的紫外線，在三基色作用下，借助三基色吸收轉化，進而演變成個體可見的光源，發出更多的有效光，提升了照明設備運行的有效性。

3.3　可再生能源的應用

當下，國內科學技術處于不斷發展進步的態勢中，新興資源應用規模不斷拓展，風能與太陽能是最為常見[5]。風能的有效應用，對設備所處環境的風力提出較高標準，故此在工廠中難以普及應用。而太陽能的使用，不受環境條件的制約，在工廠電氣照明配電過程中的應用，能夠有效彌補單純電力使用過程中存在的缺陷，協助配電系統實現節能的目標。

4.結束語

綜合全文論述的內容，認識到節能是工廠電氣設備未來發展的必然趨勢這一事實，以及電氣照明的配電的一些基礎方法，即選擇合理的照明光源，電氣照明的節能設計選擇辦法以及有效應用太陽能、風能等新型資源。在實踐中還應編制并推行管理機制，從而確保各項節能措施落實的真切性，為企業發展注入能量。

[1]周名嘉,董智,孫雪景.建筑電氣節能技術與方案若干問題的探討[J].電氣應用,2014,33(22):12-15.

[2]史海疆.建筑電氣節能技術與方案若干問題的探討工程師與制造商伙伴們的觀點[J].電氣應用,2014,33(06):12.

[3]楊成.對現代住宅用電容量及用電安全的探討[J].科技創業家,2014,(04):108.

[4]郝紅兵,強典臣.疊壓無負壓給水設備在高層建筑中的應用現狀、存在問題及電氣節能解決方案[J].電氣時代,2014,(08):50-52.

[5]張廣明,申紅山,魏立明.建筑電氣節能技術與方案若干問題的探討[J].電氣應用,2014,33(14):16-19.