電氣工程中的節能設計技術淺析

高卿 田雷雷

海南核電有限公司 海南昌江 572733

電氣工程作為現代科技的核心組成部分，從某種意義上來看，電氣工程的發達程度往往也代表著國家的科技水平。由于電氣工程技術在現代諸多領域中的運用十分普及，如生產制造、冶金、剪裁等，所以為了有效降低能源消耗，便需要充分利用節能設計技術。只有這樣才能夠真正提升電氣工程的節能水平，促使電氣工程更加穩定健康的發展。

1 電氣工程中的節能技術

1.1 輸配電系統節能技術

1.1.1 提高輸電效率

輸配電系統當屬電氣工程最不可或缺的重要技術之一，而要切實提高輸配電系統的輸電效率，以達到節能減排的效果，則最有效的途徑當時減少供配電系統的線路損耗。就目前而言，運用作為廣泛的減少線路損耗措施有：高壓或超高壓輸電；減少變壓級數、配置變壓器以及安裝無功補償裝置等。就以上措施而言，其均是通過提高線路功率因素的方式來減少線路損耗，以此達到提高電能質量的目的。除此之外，通過改變輸電及供配電方式來降低網絡的功率消耗亦是幫助輸配電系統節能的良好方式，而就此方式而言，最常用的措施有調整輸送電的電壓、降低三相負載來提高線路的使用效率以及處理導線接頭來避免不必要的線路損耗等。上述調整方式均是通過對電能的合理分配，從而達到提高輸電效率的目的。

1.1.2 配電變壓器的節能技術

現實生活中，絕大多數建筑企業均是通過選取低損耗節能型的變壓器來節約電能。諸如大型體育館、圖書館、教學樓等設施均是以低功耗節能型的變壓器為主。而對于對電網電壓波動較大的場所與環境則需采用具有載調壓功能的電力變壓器。當然，為進一步提高現代建筑物的節能效果，則針對變壓器的具體使用還應盡量使其保持在經濟運行狀態，至于所謂的經濟運行狀態，即指變壓器始終在低損耗的狀態下運行。眾所周知，變壓器的損耗主要分為兩大部分，一為有功耗損，二為無功耗損。其中，有功損耗是指損耗等于額定同損與負荷電流及額定電流平方比的乘積，而無功損耗則是額定短路電壓百分數乘以額定電容再乘以負荷電流及額定電流平方比的乘積。至于兩者差異的具體表現則是前者會導致電能流失，而后者則會降低變壓器的運行效率。其中，負載電流越大，則有功損耗越大；而負載電流越小，則無功損耗也便越小。當然，就變壓器的經濟負荷率而言，通常是變壓器的經濟符合與變壓器的額定容量之比。倘若電容過大或過小，則均會形成“小馬拉大車”的形象。長此以往，不僅容易導致變壓器被燒毀，且因容量也會導致資源浪費。通常，針對變壓器容量的選擇，通常是在一般負荷率的70%左右為最佳。

1.1.3 供電系統中的無功功率補償技術

就輸配電系統中的絕大部分用電設備而言，其均屬于具有感性特征的負載，而正是基于此種感性特征，將在一定程度上降低設備的運行功率，以便能夠在提升電能利用率的同時真正達到改善電壓質量和補償節能損耗的目的[1]。

1.2 電機驅動的節能技術

1.2.1 電動機軟啟動節能技術

對啟動性能差的三相交流異步電動機而言，若在電壓恒定的情況下直接啟動，則能耗亦將隨著啟動電能的增大而升高。就以晶閘管為主的開關器件，因其控制核心為單片機，加之符合設備啟動的軟件可隨時依照驅動的負載特性來對點擊啟動過程中各驅動設備的特性參數予以合理調節，以此既能保證電機設備始終處于最佳的運行狀態，又能避免電機啟動過程中產生的各種無功與有功損耗，繼而達到降低線路損耗以及節約電能的目的。

1.2.2 變頻調速節能技術

當前吹屑風機中也涉及到變頻調速節能技術的運用，而導致吹屑風機運行效率低下的原因主要分為兩種：一是風機本身定速運行所產生的風量與風量需求不匹配。二是風機本身未能處于最佳的運行狀態。針對上述兩種原因，可采取的解決方法有兩種：一是改善管網特性來改變風量，以促使風機產生風量與風量需求相匹配；二是改變風機轉速來減少風量，這時風壓也會發生相應的改變，從而在風機輸出功率減小同時也便達到了節能的效果[2]。

1.3 照明節能技術

使用電子鎮流器，其主要作用是對氣體放電燈的光源啟動及工作時予以限流，以此降低鎮流器的功能損耗。就我國目前使用的鎮流器而言，主要有電感鎮流器與電子鎮流器兩種。其中，電感鎮流器主要是使用工頻交流電，而電子鎮流器則是將工頻點轉化為交流電再進行供給，以此將降低至少25-35%的功耗。由此可見，電子鎮流器的節能效果更佳。

2 電氣工程節能設計方式

在電氣工程的節能設計過程中，可采取降低電能傳輸消耗的方式來避免能源浪費。通常是為了選取適宜的補償設備，有效提升變壓器的電壓，并對一些適宜的無功設備進行變壓器補償處理，有效降低整個電力系統中的變壓器的輸電能耗，這樣有利于提高設備運轉的效率。其中，無功補償設備是整個電力系統應用過程中非常重要的組成元件，能夠有效提升供電的質量，真正達到節能的目的；科學采用有源濾波器，有效減少能源的消耗量[3]。通過將消諧裝置濾掉諧波合理的應用到電氣的設計過程中，其主要的原理是采用有源濾波器，充分突出動態的性能。這樣有源濾波器便能夠在電氣設備出現錯誤的操作情況時有效提升電氣設備的運行效率，真正達到節能環保的作用，最大限度降低電能的消耗量；優化設計照明的設備，以便能夠更好的滿足照明的需求。通過合理的選擇各種鎮流器、鈉燈、鹵化燈、LED燈等，優化照明光源的選擇，盡量選取一些能源消耗量較小的產品，從而達到節能的作用。

3 結語

總之，電氣行業在我國經濟建設中所發揮的作用非常大，但在電力系統運行過程中將產生消耗大量的能源。因此，通過做好電氣工程的自動化節能設計工作，從源頭上控制好電能耗損量，這樣能夠有效降低電子資源的損耗，促使我國電氣行業更加穩定健康的發展。