電氣節能在工業電氣設計中的應用

孫艷萍

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063000）

0 引 言

隨著社會經濟與基礎建設的逐漸發展，工業不斷深化與創新。工業中，能源消耗逐漸增加，環境污染逐漸加重。因此，必須改善環境，節約能源。相關研究表明，我國社會經濟的發展是以高能耗為代價，能源損耗已成為工業生產的重難點[1]。資源節約型社會已成為未來發展的方向，需將電氣節能技術引入電氣設計工作。

1 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。

2 工業節能設計的重要性

2.1 節能環保設計的必要性

隨著我國社會經濟與基礎建設的發展，工業行業的大規模施工嚴重破壞了環境，并造成能源的浪費。因此，可利用節能環保技術提高環境保護和能源節約的水平[2]。近年來，我國節能環保技術不斷創新和應用，不僅強化了對能源的高效使用，還促進了環境的可持續發展。

2.2 符合國家可持續發展的要求

社會經濟的發展對資源供給的影響很大。因此，需重視節能環保，減少污染破壞，并利用相關法律、法規進行約束。工業電氣的設計啟用較多社會資源，涉及較多應用設計，故每年的能源消耗速度遠遠超過能源恢復速度。在能源利用率較低的情況下任其發展，極有可能引發資源的惡性循環。

2.3 改變生活環境

隨著人們生活質量和生活水平的提高，人們對城市化工業生產的要求越來越高。因此，工業生產企業有義務為人們的生活和工作創造更加舒適的環境。良好的生活環境需貫徹工業節能理念，如能源節約、創新節能技術等，有效提高環境保護和能源節約水平，為人們營造更加美好、健康的生活環境。

3 工業電器設計中節能技術的應用

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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。

4 結 論

我國的工業電氣設計中還存在很多問題。因此，需遵循相關設計原則，對工業電氣進行合理設計。工業電氣設計中，主要能源損耗是電能，需結合電能展開合理設計。例如，使用節能的電氣設備，選擇合理的線路等。