電氣節能在工業電氣設計中的應用研究

高樂 饒露

摘要：近年來，隨著可持續發展理念的不斷深入，人們更加重視環境保護和能源節約。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。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。本文就電氣節能在工業電氣設計中的應用展開探討。

關鍵詞：電氣節能;工業電氣設計;應用

引言

在經濟增長過程中，遵循節能減排的原則，是實現人與自然和諧相處的重要途徑。將電氣節能技術應用于工業設計中，可以有效解決工業生產中電力不足的問題。同時，也積極響應了國家節能減排的政策。相關領域的專家學者已經對電氣節能應用于工業設計中的具體策略進行了分析與研究，并取得了一定的科研成果。

1工業企業電氣節能的意義

從工業企業的角度來說，實施電氣節能對其具有重要的意義，具體體現如下：（1）符合工業企業發展現狀要求。目前，我國現行的電氣節能體制還有著很多漏洞以及缺陷，多數企業未能意識到電氣節能的意義所在，注重提高生產效益，忽略了資源解決，使得電能被大量浪費。對于此問題的控制，要加大對電氣節能技術的深度研究以及應用，進而推動工業企業持續化發展。（2）助力經濟可持續發展。工業實現持續化發展，必須要解決能源消耗問題和環境污染問題。在具體施加中，基于可持續發展目標和要求，積極尋求資源和環境、經濟相互協調發展的路徑。通過應用電氣節能，提高電能的利用率，進而實現可持續發展目標。

2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。電氣節能技術應用的最終目的是降低電能損耗節約能源，這也是電氣節能技術應用于工業設計中的意義所在。因此，要盡可能的減少電能的耗費，努力提升電氣設備的節能性能，提高電能的利用率，進而真正意義上的實現節能減損。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。

3電氣節能技術在工業設計中的實踐應用

3.1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。

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利用高效節能光源

眾所周知，太陽光是可再生能源，同時也是對環境不產生污染的。將太陽光應用于工業電氣節能設計中，可以有效實現照明節能的目的。以建筑設計為例，透明和采光相結合。在白天，盡可能使用棱鏡窗、反射高窗、采光格板、導光管等，能夠使建筑物內得到一個穩定的光照條件。在使用光伏發電系統的基礎上，也可以充分把所收集到的太陽光用于照明，這種方法常應用于室外街道照明設計中。需要指出的是，電氣零件使用效率的高低，也能夠實現照明節能目的，這就需要提高光源的效能。目前，將高壓鈉燈與ts型陽光燈管結合，就實現了充分利用高效光源，節約能源消耗，擴大照明效果的目的。

3.4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，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。

3.5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。

3.6改進燈具控制方式

根據實際的照明需求，在滿足工業設計生產工藝的前提下，對燈具控制方式進行優化與改進，能夠避免電能浪費，提高設計電氣節能的性能。具體來講，還需要根據房間面積的大小，來確定燈具的數量。一般情況下，如果房間面積較大，可以采用“多燈一控“燈具控制方式來控制燈具數量，在合理范圍內，采用一定數量的單控燈。相反的，如果房間面積較小，可以采用“兩燈一控”或者“一燈一控”的燈具控制方式;在樓梯、走廊等公共場合中，常采用光電控或者聲控的方式;對于位置比較偏僻，無法獲取天然采光，并且距離側窗，存在較大距離的地方，常采用光電控制方式;在室外，要想達到照明要求，可以采用光電定時開關控制方式或者程序控制方式。

3.7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。

結語

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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