電氣工程中節(jié)能技術的應用探討

田元坤

摘? ? 要：此文簡單介紹了電氣自動化節(jié)能設計的關鍵作用與電氣自動化工程節(jié)能設計的主要內容，詳細分析了國家推薦的幾種裝備系統(tǒng)節(jié)能技術，并研究了電氣工程中節(jié)能技術的具體應用情況，希望能夠給未來的相關研究提供參考。

關鍵詞：電氣工程;節(jié)能技術;應用探討

1? 引言

電氣自動化技術是我國一項比較先進的技術，有效提升了電氣工程的效率與經(jīng)濟效益，減少了在施工過程中對人員的浪費，降低了成本投入，推動了工程的快速發(fā)展。當前，為了有效推動電氣企業(yè)的發(fā)展，對電氣工程進行節(jié)能設計是非常有必要的，不僅能夠降低能耗，還能夠為人們提供環(huán)保型的生活狀態(tài)。

2? 電氣自動化節(jié)能設計的意義

電氣自動化在各個規(guī)模、各個行業(yè)都已基本采用，它能夠大大減少工作時間，提高工作效率，減少運行成本，改善工作人員的勞動條件等。近年來，隨著“綠色工廠”“綠色園區(qū)”“綠色供應鏈”“綠色產品”等一系列綠色革命的興起，節(jié)能領跑、綠色發(fā)展成為我國當前經(jīng)濟建設的重要發(fā)展目標。那么，采用先進的自動化節(jié)能技術和節(jié)能設備才是推動各行各業(yè)達到節(jié)能減排目的的有效途徑。從當前國家節(jié)能的方向考慮，企業(yè)采用先進的節(jié)能技術勢在必行，新建企業(yè)從建廠之初就應考慮節(jié)能的設計和節(jié)能設備的選用，而對于一些老企業(yè)來說，通過技術改造來實現(xiàn)節(jié)能，降低生產成本，提高產品質量才是企業(yè)發(fā)展的根本之道[1]。

3? 電氣自動化工程的節(jié)能設計

3.1? 對變壓器的篩選以及節(jié)能設計技術

變壓器是節(jié)能設計中的重點配置。對于變壓器科學合理的選擇和性能設計非常重要，對于電氣自動化工程整體設計上有著指導性作用。在節(jié)能技術設計過程中，變壓器需要相互協(xié)調，因此變壓器作為一種媒介是確保電氣自動化和節(jié)能降耗的重要依據(jù)。

3.2? 提高系統(tǒng)運行功率的技術

在電氣自動化工作過程中，電能也涉及具體的能源消耗。只有了解其運作系統(tǒng)的重要技術，才能夠有效地進行修改和完善。首先是自然功率因數(shù)，例如，設計者可以增加各電動機的效率，大大減少用于滿足節(jié)能需要的電動機的數(shù)量[2]。

3.3? 降低電器能源損耗

在電氣自動化工程，導線是用于功率資源傳輸?shù)闹饕d體，但也有導線內阻不同的電阻器。此時，在輸電過程中，會產生一系列的電能損耗。為了減少阻力，應采取以下措施。首先，選擇合適的線材作為線材，提高新材料的利用率。其次，需要找到一種方法來減少電線的長度。在選擇路徑時，應盡量采用直線傳動，盡量減小曲線。在選擇導體材料的過程中，應該注意選擇較小的導電絲，可以直接減少相應的線和相應數(shù)量的損失。

3.4? 無功補償

當電力系統(tǒng)運行時，會出現(xiàn)一些不必要的功率，即無功功率。這不僅造成了傳輸介質的損失和消耗，同時也削弱了系統(tǒng)，這對整個過程的操作和電能質量影響很大。無功功率的最直接的表現(xiàn)是降低功率，從而增加了用戶的費用。為了有效地避免無功功率的發(fā)生，可以根據(jù)實際情況選擇相應的補償方式來實現(xiàn)無功補償，在一定程度上降低無功功率，從而做到用電成本的降低，同時提高電能質量，節(jié)約電能，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益[3]。

4? 國家推薦的幾種裝備系統(tǒng)節(jié)能技術

4.1? 機床用三相電動機節(jié)能電器技術

取樣電動機運行“瞬時有功負荷”作為控制信號，實時監(jiān)測實際負荷、自動調整有功功率，有效減少機床能耗;即：當“瞬時有功負荷”大于額定功率1/2時自動調整為大功率，當小于額定功率1/3時自動調整為小功率，通過循環(huán)監(jiān)控調整電動機的“瞬時有功負荷”來實時調整電動機功率。此技術適用于三相異步電動機驅動的機床設備改造。

4.2? 基于智能控制的節(jié)能空壓站系統(tǒng)技術

采用先進的控制技術、工業(yè)變頻技術、閥門技術、綜合熱回收技術，對壓縮機空氣系統(tǒng)中的空壓機、過濾設備、冷燥設備、管網(wǎng)閥門、儲氣罐、終端設備等單元進行一些優(yōu)化控制，優(yōu)化壓縮空氣系統(tǒng)能量輸配效率，提高空壓機的系統(tǒng)能效。此技術適用于空壓站系統(tǒng)節(jié)能改造[4]。

4.3? 空壓機節(jié)能驅動一體機技術

采用卸載停機技術，通過采集多路溫度、壓力、用氣量等負載特性，自動識別并控制停機時間，減少空氣壓縮機卸載能耗，從而提高能效水平，適用于壓縮機節(jié)能改造。

4.4? 基于電流確定無功補償?shù)娜椆I(yè)節(jié)電技術

利用電容器具有充、放電和貯電的特性，采用并聯(lián)補償電容器的方式，利用帶有高速計算機芯片的自動限流補償控制器對用電器進行無功補償和有功電量剩余回收，并抑制瞬流、濾出諧波。適用于低壓三相交流電動機節(jié)能改造[5]。

4.5? 舊電機永磁化再制造技術

通過對永磁體進行勵磁，使電機的三相定子繞組產生以同步轉速推動的旋轉磁場，驅動電機旋轉并進行能量轉換，降低電機運轉時的損耗;采用高功率因數(shù)減小定子電流，定子繞組電阻損耗較小，進一步提高效率，實現(xiàn)節(jié)能。適用于Y系列三相異步電動機永磁化改造。

5? 終端用能產品能效提升

要想實現(xiàn)節(jié)能減排目標，除了采用節(jié)能技術，終端用能產品的能效提升也尤為重要，政府也鼓勵生產和使用高效節(jié)能工業(yè)產品，提高工業(yè)用能設備能效水平，推進節(jié)能減排，促進產業(yè)結構的調整和優(yōu)化升級，穩(wěn)定經(jīng)濟增長。

5.1? 節(jié)能變壓器的選擇

變壓器在輸變電行業(yè)中屬于耗能大戶，據(jù)估計，我國變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右，如果損耗每降低1%，那么每年可節(jié)約上百億度的電。用戶應選擇高效節(jié)能的油浸式和干式變壓器，能效水平為1級和2級，鐵芯材料為非晶合金和電工鋼帶。這樣可大大減少用戶變壓器有功功率的損耗。

5.2? Y型高效電動機

高效電動機與普通的電動機相比，據(jù)估計其損耗可降低20%到30%，效率提高2%到7%;一般1到2年即可收回投資。企業(yè)在新上項目或技術改造時就應選擇節(jié)能型的電機或效率高、能耗低的產品。近幾年，電機能效提升工作也是一項重要工作，政府對此進行監(jiān)察，督促企業(yè)更換節(jié)能高效電機，以減少能耗，提高效率。企業(yè)還應對照《高耗能落后機電設備（產品）淘汰目錄》淘汰能耗高的電機，減少生產過程中的能耗[6]。

5.3? 電力蓄能設備

蓄能設備能夠轉移電網(wǎng)高峰時的用電量、平衡電網(wǎng)的峰谷差。蓄能設備可以在用電波谷時段來制取熱量并儲存起來，此時屬低電價時段，然后再在用電波峰時段，也就是高電價時段把儲存的能量釋放出來使用，這樣大大降低了企業(yè)用電成本。現(xiàn)階段，我國北方地區(qū)推行煤改電供暖，電鍋爐作為一種供暖主熱源技術已得到廣泛的應用，相比燃煤鍋爐其無污染物排放;相對于燃油、燃氣鍋爐占地空間小、節(jié)省用地;政府在取暖期延長了用電波谷的時段，企業(yè)應采用合適的蓄能式鍋爐來代替原有的燃煤鍋爐，既經(jīng)濟又環(huán)保。

6? 結語

綜上所述，企業(yè)必須從節(jié)約能源的角度出發(fā)，使生產過程中低耗能、低排放，將綠色低碳作為發(fā)展目標，加大節(jié)能技術和終端用能設備的投入，才能實現(xiàn)我國節(jié)能電氣的跨越式發(fā)展。

參考文獻：

[1] 許文杰，張曉力，楊潔，趙聰聰.淺談電氣節(jié)能技術的現(xiàn)狀及應用前景[J].信息記錄材料，2019（1）：228～229.

[2] 李彥光，樊建玲，馮艷梅.關于電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設計中應用的探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（36）：174～175.

[3] 馮二鵬.試論電氣自動化設備中PLC變頻節(jié)能技術的應用[J].南方農機，2018（23）：173.

[4] 薛源.建筑電氣節(jié)能的技術措施及其在工程設計中的合理應用[J].中國標準化，2018（22）：51～52.

[5] 李彥光，樊建玲，馮艷梅.電氣自動化在供熱節(jié)能技術中的應用[J].住宅與房地產，2018（31）：151.

[6] 李莉.PLC變頻節(jié)能技術在電氣自動化設備中的應用研究[J].山東工業(yè)技術，2018（21）：123～124.