電氣節能在工業電氣設計中的應用研究

莊麗

摘 要：隨著我國社會經濟的發展與工業水平的提高，能源危機與環境污染問題不斷加劇。而電能是當前工業生產必不可少的動力與能源，基于我國當前很多工業企業尚缺乏電氣節能意識的現狀，以及促進我國經濟高質量、可持續發展的要求，發展工業電氣節能是非常必要的。本文首先分析了工業電氣節能的思路與原則，然后重要闡述了電氣節能在工業電氣設計中的典型應用措施，以期對工業電氣節能設計，尋求經濟與資源、環境的協調發展有一定的助益。

關鍵詞：電氣節能；工業電氣設計；應用措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.014

1 工業電氣節能設計的思路與原則

我國經濟的高速發展，是以高能耗為代價的，而工業就是高能耗行業之一。隨著我國能源危機與環境污染問題的加劇，工業耗能（尤其是電能）已成為制約我國經濟社會可持續發展的關鍵因素之一。因此，在建設資源節約型、環境友好型社會的內在目標下，將先進的電氣節能技術應用于工業電氣設計之中，是非常有必要的。

要在工業電氣設計中最大程度地避免能源浪費，實現經濟效益、環境效益、社會效益最優化，就要進行科學、合理的電氣節能設計。分析我國當前工業企業的電氣設計現狀，電氣節能設計的思路應著眼于以下兩點：一是結合企業實際，構建綜合性的電氣節能系統；二是構建集成化監控、調度及優化的節能工作平臺。工業企業可通過這兩點來優化自身的電氣能源系統，使實現全方位、系統性地電氣節能。

開展工業電氣節能設計，要遵循一定的原則，不能隨意為之，否則將無法保證投入與產出的平衡。簡言之，工業電氣節能設計的原則有三，即適用、節能、可行。所謂適用，即節能須先滿足正常的使用需求這一前提，并基于此通過科學、合理的設計來達到降低能耗、節約資源的目的；所謂可行，即切實分析節能項目所需投入及其預期效益，進行全方位對比，做出正確的選擇，以達到低能耗、高產出的效果；所謂節能，即降低或消除無關能耗，保留必要能耗，也就是科學節約能源。

2 電氣節能在工業電子設計中的應用措施

2.1 供配電系統的節能設計

較之普通民用電氣，工業電氣最明顯的特征在于其用電負荷等級較高，電力設備較多且集中，通常需持續、穩定供電。在此條件下進行電氣節能設計，首先要做好供配電系統的合理設計，使其既滿足工業電氣的需求，又可達到節約能源的目的。為此，一是要盡量減少供配電環節，避免額外的能耗，使供配電系統簡單、可靠；二是要按實際需求的不同，合理選擇設備的供電電壓，一般而言電壓水平越高，則損耗就越小；三是要考慮變電所的供電半徑統籌、變配電位置的規劃等。

2.2 工業變壓器的合理選擇

工業變壓器的合理選擇，首先在于用電負荷的計算，并可根據實際需要，在不同設計階段選用不同的計算方法，如在方案設計階段用單位指標法，在初步設計或施工圖設計階段用需要系統數等。其次要將變壓器設置在變電所與負載中心之間，如此能有效減少線路數量。再次，要重視變壓器的損耗，包括空載損耗與負載損耗。選擇節能型變壓器，有助于減少空載損耗；對負載損耗而言，正確確定變壓器的容量，建議使用負載率在75～85%的變壓器。最后，要設法提高整個系統的功能因素，以有效降低變壓器損耗和減少線路。此外，還需注意變壓器的投入成本，以達到節約能源與成本控制相協調的效果。

2.3 工業電氣動力系統的設計

工業生產中電動機的使用非常廣泛，其對電能的耗費極大。因此，在工業電氣動力系統的設計中，要切實提升電動機的工作效率，盡可能地避免出現空載等現象，以減少電能浪費。具體做法是，在電動機的節能設計中，要考慮其工作效率，若電動機效率較高，則可減少其工作時間，降低其負載，從而降低電能的浪費。在選擇電動機時，要依據實際需求，以保證其工作負荷的要求，避免因負載過量而出現超負荷運轉的情況。同時，應適當選擇一些負載率較小的電動機，以搭配相關設備使用，通過整體優化配置來實現電氣節能的目的。此外，還應注意電動機性質應與變壓器的容量相符合，并減少其使用線路數量、把控其導線截面。

2.4 工業電氣照明系統的優化

工業電氣照明系統在工業企業中也是必不可少的，從而它也是工業電氣節能設計的重點。照明系統的節能設計，可通過以下幾個途徑來實現：一是在工業建筑設計時，充分利用太陽能資源實現采光，適當減少照明設備的使用；二是使用新型高光節能燈具，提升光源的利用效率；三是轉變燈具的控制方式，如節能型開關、光控式燈具等，按實際所需控制燈具的開關、亮度；四是推廣性能優越、耗能較低的光源用電附件，如節能型電感、電子鎮流器等節能用電附件；五是按工業企業的實際需求，科學合理地進行照明設施布局，以在確保工作要求的同時節約能源。

2.5 工業電氣設備的合理選擇

工業電氣設備的合理選擇，也是工業電氣節能設計的重要一環。機泵作為最重要的電負荷設備，對其一定要有提前規劃與設計，并依據實際需求進行選擇，并通過分析其基本負荷及功率，然后做出科學的判斷。若機泵功率太高，則可能會出現空載等現象，導致電能損耗。針對大功率電機，需采取變頻措施來提高其輕載效率，以有效降低能耗；對于大型電機，可采用及時補償功率因數的方式，來減少有功損耗。

此外，隨著科技的發展，可通過通信、網絡、微電子、自動化、神經網絡、物聯網等新型技術，構建電氣智能控制系統，實時監控工業企業的實際用電情況，通過智能調度與優化策略，實現整個企業用電效率的最優化，從而達到節能效果。

3 結束語

綜上，基于建設資源節約型、環境友好型社會的內在目標，工業電氣設計要積極采用各種先進的節能措施，充分利用清潔能源，優化、完善工業電子設計方案，如此一方面可有效提升資源的利用率，為工業企業創造更大的經濟效率，提升其市場競爭力；另一方面則可極大地降低能源浪費，推動工業企業以及整個社會向可持續方向發展。

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