淺談電氣節(jié)能技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李建志

摘要：隨著科學(xué)發(fā)展觀的樹立，綠色環(huán)保、節(jié)能減排等理念逐漸深入人心，而這其中關(guān)于電氣節(jié)能的要求，已成為關(guān)注焦點(diǎn)。本文將結(jié)合電氣節(jié)能技術(shù)的特點(diǎn)，重點(diǎn)探討電氣節(jié)能技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣節(jié)能;線路損耗;節(jié)能技術(shù);工程設(shè)計(jì)

我國正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展時(shí)期，各類工程建設(shè)項(xiàng)目不斷上馬，發(fā)展勢頭良好，但是在這些工程項(xiàng)目中，使用節(jié)能技術(shù)的卻相當(dāng)少，而這也造成了許多不必要的能耗，這其中的電氣能耗比重最大。而對我國這樣一個(gè)資源相對缺乏，處于發(fā)展階段的國家而言，建設(shè)“資源節(jié)約型”社會迫在眉睫，如何將電能損耗降到最低，如何將電氣節(jié)能技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、合理選擇供配電系統(tǒng)及線路

1.合理選擇供配電系統(tǒng)

在選擇供配電系統(tǒng)時(shí)，要綜合考慮用電負(fù)荷的容量、分布、供電距離和電氣設(shè)備特點(diǎn)等因素，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，尤其是對供電電壓要進(jìn)行嚴(yán)格測驗(yàn)，選擇合適的供電電壓，以達(dá)到電氣節(jié)能的目的。另外，在選擇供配電系統(tǒng)時(shí)，要以簡單可靠為原則，同一電壓供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不超過兩級。

2.減少線路損耗

通常各個(gè)工程供配電系統(tǒng)的干線和支線線路很長，總的能耗相當(dāng)大，因此在進(jìn)行電氣節(jié)能時(shí)，需要考慮減少線路損耗。線路，通常包括供電線路和配電線路，而兩者降低損耗的技術(shù)并不相同。

對于供電線路，降低能耗的技術(shù)是減少線路中的電阻，這一般有兩種方法，其一，導(dǎo)線選擇電導(dǎo)率較小的材料，如銅芯，在使用銅芯導(dǎo)線時(shí)也應(yīng)本著節(jié)約的原則，供電線路承載負(fù)荷較大時(shí)，應(yīng)使用銅芯導(dǎo)線，而供電線路承載負(fù)荷相對較小時(shí)，可使用鋁芯導(dǎo)線，在保證安全的前提下，統(tǒng)籌安排，降低線路損耗，達(dá)到節(jié)能的目的;其二，增大輸送電纜的橫截面，一般地，如果電纜橫截面增大，電阻將會降低，因此應(yīng)該在滿足線路載流、動態(tài)穩(wěn)定、繼電保護(hù)、電壓損失等要求的前提下，適當(dāng)增加電纜橫截面，這樣雖然會增加一些成本，但節(jié)能效果比較理想，可以通過計(jì)算得出最佳橫截面，以達(dá)到節(jié)能的目的。

對于配電線路，降低能耗的技術(shù)是避免遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，而這一般有三種方法，第一，在設(shè)置變配電站時(shí)應(yīng)靠近負(fù)荷中心，這樣能夠縮短線路供電距離，從而達(dá)到減少線路損耗的目的，一般地，低壓線路的供電半徑一般不超過200m;第二，對于高層建筑，低壓配電室應(yīng)靠近強(qiáng)電豎井，而且由低壓配電室提供給每個(gè)豎井的干線，這樣能夠避免出現(xiàn)倒送電能的現(xiàn)象;第三，線路選擇要盡量避免走彎路，盡可能直線傳輸，這樣可以縮短導(dǎo)線長度，同時(shí)，低壓線路也應(yīng)避免走回頭線，以降低來回線路中的損耗。

二、提高系統(tǒng)功率因數(shù)

1.減少供用電設(shè)備的無功消耗，

第一，對直流設(shè)備的供電和勵(lì)磁，可以用硅或者晶閘管整流裝置來替代傳統(tǒng)的變流機(jī)組、汞弧整流器等直流電源設(shè)備，以減少無功消耗。第二，限制電動機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)，在工程設(shè)計(jì)中，要應(yīng)用空載斷電裝置，如果電動機(jī)和電焊機(jī)的空載率達(dá)到50%時(shí)，將能夠及時(shí)停止發(fā)動機(jī)和電焊機(jī)部分機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以在保證正常輸電的情況下，發(fā)揮輸電控制系統(tǒng)的作用，達(dá)到減少無功消耗的目的;對于大中型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，可以應(yīng)用空載自動停止控制裝置;對于大型非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的異步籠型風(fēng)機(jī)、泵類電動機(jī)，也可以應(yīng)用自動調(diào)節(jié)電動風(fēng)量、流量的控制方式。第三，在條件允許的情況下，將異步電動機(jī)替換為容量相等、功率因數(shù)高的同步電動機(jī)，也是減少無功消耗的重要舉措，當(dāng)然出于經(jīng)濟(jì)的考慮，可以將同步電動機(jī)同步化來達(dá)到節(jié)能目的。

2.采用靜電模式電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償

我國供用電規(guī)則規(guī)定，高壓供電的用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的用戶，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)不小于0.9，當(dāng)自然功率因數(shù)不足0.9時(shí)，應(yīng)采用靜電模式電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而滿足功率因數(shù)要求。而實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也證明了每KV補(bǔ)償電容每年可以至少可以節(jié)約電能1500KW·H，至多可以節(jié)約電能2000KW·H，因此無功補(bǔ)償是工程設(shè)計(jì)中值得推廣的一項(xiàng)技術(shù)。對于那些無功容量較大的用電設(shè)備，一般會采用就地補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?如果用電設(shè)備負(fù)荷平穩(wěn)，但距離供電點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，則應(yīng)考慮使用單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?而當(dāng)用電設(shè)備較為集中時(shí)，則應(yīng)使用成組補(bǔ)償模式，并且在變電所內(nèi)也應(yīng)應(yīng)用無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。

應(yīng)用無功補(bǔ)償應(yīng)該遵循下列原則：第一，高壓電容器和低壓電容器補(bǔ)償相結(jié)合，也就是說高壓用電裝置和變壓器的無功功率由高壓電容器來補(bǔ)償，而其他類型的無功功率，則依據(jù)經(jīng)濟(jì)原則由高壓電容器和低壓電容器分配補(bǔ)償。第二，自動補(bǔ)償和固定補(bǔ)償相結(jié)合，如果負(fù)荷經(jīng)常變動，并且變動相對較大的話，應(yīng)使用自動補(bǔ)償，否則應(yīng)采用固定補(bǔ)償。第三，分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償相結(jié)合，如果用電設(shè)備負(fù)荷平穩(wěn)，但距離供電點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，則應(yīng)考慮使用單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?而當(dāng)用電設(shè)備較為集中時(shí)，則應(yīng)使用集中補(bǔ)償。

三、科學(xué)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)

1.選擇合適且高效的光源

在工程設(shè)計(jì)中，要使照明系統(tǒng)更加節(jié)能，光源的選擇是一個(gè)及其重要的方面。選擇光源時(shí)，要針對不同的場所對照明功率、照明標(biāo)準(zhǔn)還是視覺上的要求，盡可能地選擇能耗少的光源。對于室內(nèi)場所，優(yōu)先選用熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源，一般不考慮使用白熾燈，只有當(dāng)開合頻繁或有特殊需要時(shí)，才考慮使用雙螺旋白熾燈。另外，也要按照相關(guān)照明設(shè)計(jì)規(guī)范，安裝電容器。而對于室外場所，或當(dāng)使用場所空間高、很空曠時(shí)，應(yīng)選擇高光強(qiáng)氣體放電燈，如高壓鈉燈或金屬鹵化物燈等，同時(shí)安裝能耗較低的鎮(zhèn)流器。此外，由于高效燈具對光線的控制以及反射透射等各個(gè)方面都較為合理，性能也較為穩(wěn)定，因此在選擇燈具時(shí)，應(yīng)盡量選擇高效燈具。

2.合理設(shè)計(jì)照明方案

每個(gè)工程的用途都不相同，因此對于光的要求是不同的，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)時(shí)，要綜合考慮工程照明分區(qū)布局和光通利用系數(shù)。如果場所空間照明容量較大，并且有集中空調(diào)，在設(shè)計(jì)照明方案時(shí)，應(yīng)該采用照明燈具與空調(diào)回風(fēng)口相結(jié)合的形式。如果場所空間對于光的要求較高，并且要求光色能夠得到改善時(shí)，則應(yīng)該采用兩種或多種光源以上的混合照明。此外，對于室內(nèi)照明方案，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該使用淺色飾面材料，因?yàn)闇\色飾面材料具有較高的反射率，使用這種材料，能夠更加有效地利用光能。

3.科學(xué)管理照明系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，如何科學(xué)有效地管理照明系統(tǒng)，將影響照明系統(tǒng)節(jié)能效果。首先，應(yīng)該將智能化控制和自動化控制等技術(shù)應(yīng)用到照明系統(tǒng)管理中，如考慮光控和聲控開光。充分利用自然光，根據(jù)外界光源的變化，分組分片控制燈具開停，同時(shí)可以考慮適當(dāng)增加開光點(diǎn)，即每個(gè)開關(guān)點(diǎn)控制的照明燈不應(yīng)太多，從而方便管理，也更加節(jié)能。而聲控開關(guān)，可以設(shè)置在樓梯或其他稍微隱蔽之處，沒有聲響時(shí)，將燈熄滅，達(dá)到節(jié)能目的。其次，對于大面積場所的照明設(shè)計(jì)，可采取分區(qū)控制方式，以提高照明分支回路控制的靈活性，從而能夠便利的將不需要照明場所的燈熄滅。此外，一些公共場所的照明設(shè)計(jì)，可采用集中控制的方式，安裝帶延時(shí)的光電自動控制裝置，在有條件的情況下，可采用調(diào)光器、定時(shí)開關(guān)、節(jié)電開關(guān)等來控制照明設(shè)備。

四、結(jié)語

在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)時(shí)，主要應(yīng)從合理選擇供配電系統(tǒng)及線路、提高系統(tǒng)功率因數(shù)、科學(xué)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)等入手，以達(dá)到技能目的。而從我國現(xiàn)實(shí)來看，應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)能夠有效降低電能消耗，有利于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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