工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能方面的研究

趙同偉

摘 要：工業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有極其重要的地位，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步與發(fā)展的重要引擎，而工業(yè)的引擎則要依靠大量電氣系統(tǒng)和設(shè)備作為基礎(chǔ)的能量來源。在工業(yè)級(jí)的電氣設(shè)計(jì)工作中，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員在確保電氣系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備滿足生產(chǎn)加工基本需求的基礎(chǔ)上，開始更加注重節(jié)能方面的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，通過節(jié)能設(shè)計(jì)方案和相關(guān)措施來降低工業(yè)生產(chǎn)中的能耗，減少對(duì)資源和能源的過度消耗與浪費(fèi)，這是當(dāng)前電氣設(shè)計(jì)中重點(diǎn)的研究方向。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能設(shè)計(jì)；措施

引言

當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)加工是離不開電力能源的支持的，因此為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)和相關(guān)應(yīng)用設(shè)備是目前的重點(diǎn)工作。隨著對(duì)電能需求和消耗的持續(xù)增長(zhǎng)，電氣系統(tǒng)所面臨的壓力和發(fā)生的能耗越來越大、也越來越嚴(yán)重，設(shè)計(jì)人員就將目光更多的集中在節(jié)能設(shè)計(jì)方案的制定上。依據(jù)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)所使用的電氣設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)了很多可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和要點(diǎn)，也說明我國(guó)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)任重而道遠(yuǎn)，發(fā)展前景也更加廣闊。

一、工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則

對(duì)于工業(yè)電氣設(shè)計(jì)而言，之所以要進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，其主要的目的是為了減少資源浪費(fèi)，提高電力運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，必須要將適用性、可行性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性作為基本的設(shè)計(jì)原則來遵循。也就是說，在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的電氣節(jié)能方案一定要適合工業(yè)安全生產(chǎn)要求，要充分考慮到工業(yè)電氣系統(tǒng)的投入產(chǎn)出比，要具備較高的可行性，不能為了節(jié)能而盲目的增高電氣設(shè)計(jì)總造價(jià)，要充分體現(xiàn)出其科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性。所設(shè)計(jì)的節(jié)能方案并不是要將所有環(huán)節(jié)的電能消耗量都進(jìn)行降低，而是將一些可有可無的電能損耗做出有效處理和控制，來達(dá)到節(jié)能效果。只有在工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中充分認(rèn)識(shí)到這四點(diǎn)基本原則，才能設(shè)計(jì)更優(yōu)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

這四項(xiàng)原則能夠凸顯出當(dāng)前節(jié)能設(shè)計(jì)中面臨的一些問題，設(shè)計(jì)人員一定要從節(jié)能本身的意義出發(fā)，探索更為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案和舉措，既要保證節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，又不會(huì)影響到工業(yè)經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展，不能做出不符合實(shí)際情況、違背發(fā)展規(guī)律的設(shè)計(jì)方案。

二、工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的電氣節(jié)能措施

（1）合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)

工業(yè)電氣的設(shè)備較為集中，整體用電負(fù)荷較高，對(duì)于用電需求較為苛刻。在進(jìn)行工業(yè)電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮工業(yè)電氣的需求，做好配供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)配供電系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化配置，達(dá)到節(jié)能降損的目的。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，減少供配電系統(tǒng)的環(huán)節(jié)數(shù)量，對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行合理的精簡(jiǎn)，減少能源的損耗。在設(shè)備選擇時(shí)，考慮供電電壓的水平，避免由于電壓?jiǎn)栴}造成的損耗過多。在變電所設(shè)計(jì)時(shí)，避免由于距離果園而造成的符合增加，減少線材成本的耗費(fèi)。如果供電廠區(qū)面積過大，最好采用統(tǒng)一的籌劃，配置多個(gè)變電在裝置，減少線路距離。在部分工程設(shè)計(jì)初期，最好由電氣設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參與，盡量的避免配電距離過長(zhǎng)，導(dǎo)致電氣設(shè)計(jì)的困難。在目前，大多數(shù)工業(yè)企業(yè)的用電負(fù)荷設(shè)備上，大多數(shù)都選擇機(jī)泵。采用功率因數(shù)的補(bǔ)償可以減少線路損耗與變壓器的損耗，在設(shè)計(jì)階段就需要做好補(bǔ)償設(shè)計(jì)，減少相應(yīng)的損耗。

在供配電系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員要切實(shí)根據(jù)其系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃和布局，要以現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題和矛盾為出發(fā)點(diǎn)和突破口，以問題為導(dǎo)向，探尋最為合理的處置措施和規(guī)劃方案。還要認(rèn)識(shí)到供配電系統(tǒng)的復(fù)雜性，要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的關(guān)鍵線路、設(shè)備或者某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行集中挖潛，探索其節(jié)能的可行性與合理性，從設(shè)備的本身性能和運(yùn)行狀態(tài)出發(fā)，通過減少輸電距離和提高供電效率的一些具體措施來達(dá)到節(jié)能減排的相關(guān)指標(biāo)。

（2）合理選擇變壓器

變壓器的數(shù)量和容量較大，由于長(zhǎng)期運(yùn)行，所以變壓器的選擇對(duì)于電氣工程的節(jié)約電能也有很大的意義。變壓器對(duì)于電氣設(shè)計(jì)來說是選擇最多的設(shè)備，在目前技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，節(jié)能型的變壓器已經(jīng)在不斷的推廣開來。在目前設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)工作中，部分單位依然采用舊型的變壓力，或者將舊型變壓器進(jìn)行重復(fù)利用，造成了大量的電能損失，也增加了用電負(fù)擔(dān)。在電氣工程設(shè)計(jì)階段，要采用新產(chǎn)品，堅(jiān)決的淘汰落后產(chǎn)品。在變壓器的選擇上，要做長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，盡量選擇節(jié)能型的具有低損耗的變壓器設(shè)備。節(jié)能型變壓器由于自身工藝的改進(jìn)，具備良好的損耗控制能力。

變壓器是電氣系統(tǒng)中極為重要的一種設(shè)備，其功能作用非常關(guān)鍵，對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，能夠降低變壓設(shè)備運(yùn)行中所產(chǎn)生的能耗，那對(duì)于整個(gè)電氣系統(tǒng)的節(jié)能來說都將產(chǎn)生很大的效果。因此在設(shè)計(jì)工作中，要選擇最為適合當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境的變壓設(shè)備，對(duì)其型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格挑選，并進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)試和測(cè)試，對(duì)于一些運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，已經(jīng)顯出老舊狀態(tài)的變壓設(shè)備，要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)檢修或者直接進(jìn)行更換，避免由于老化而又在超負(fù)荷工作狀態(tài)下造成更為嚴(yán)重的電力能源消耗。對(duì)于變壓設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)，也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和優(yōu)化，要求改進(jìn)后的變壓設(shè)備達(dá)到規(guī)定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，還要對(duì)其長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)，了解其能耗情況，進(jìn)而實(shí)行有效的操作與控制來降低能源消耗。

（3）優(yōu)化照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

工業(yè)的照明系統(tǒng)是工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。工業(yè)電氣的照明設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，不過由于照明設(shè)備的數(shù)量較多，需要在設(shè)計(jì)階段做好技能規(guī)劃工作。對(duì)于照明設(shè)備的光源來說，以往采用大量的汞燈、金鹵燈、鈉燈進(jìn)行照明，這些燈具主要采用在以往的礦業(yè)企業(yè)當(dāng)中。隨著現(xiàn)階段新的光源的推廣和發(fā)展，光源的選擇也越來越多。以往的光源由于耗能較高、壽命較低、光照效果不足已經(jīng)逐漸的被淘汰。新型光源在不斷的發(fā)展下已經(jīng)完全的滿足了性能要求，并且具備更高的效率，可以大大的減少能源損耗。在在工程設(shè)計(jì)上，應(yīng)該主動(dòng)選擇新型的照明光源，提高照明效果，減少電能的損耗。對(duì)于照明設(shè)備的控制系統(tǒng)中，以往是簡(jiǎn)單的開關(guān)控制，并不能達(dá)到良好的節(jié)能目的。對(duì)光源的控制可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的光感對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的條件，可以提高能源利用效率，減少能源損耗，節(jié)約大量的電能。

（4）合理的進(jìn)行設(shè)備選擇

電氣設(shè)備是工業(yè)電氣系統(tǒng)中不可缺少的重要因素，設(shè)備選擇是否合理的當(dāng)也會(huì)對(duì)工業(yè)電能消耗量產(chǎn)生直接影響。因此在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要注意結(jié)合實(shí)際情況合理選擇電氣設(shè)備，盡量降低設(shè)備的無功功率，提高其運(yùn)行效率和電能利用效率。

針對(duì)電氣設(shè)備開展合理的選用至關(guān)重要，電氣系統(tǒng)是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的運(yùn)行系統(tǒng)，如果某些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)無法達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，或者出現(xiàn)阻礙系統(tǒng)正常運(yùn)行的問題，那么就會(huì)造成極大的電力消耗，加上工業(yè)用電量大，會(huì)給這些設(shè)備造成長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)壓力，嚴(yán)重情況下還會(huì)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，要重點(diǎn)對(duì)待線損現(xiàn)象的發(fā)生，大量線路和設(shè)備集中在系統(tǒng)之中，線損問題如果不能及時(shí)得到控制，會(huì)造成電力網(wǎng)絡(luò)成片區(qū)域出現(xiàn)較大的電力能源損耗，因此必須得到設(shè)計(jì)人員的重視。

另外，在選擇電纜或電線時(shí)，也要注意做好線損控制設(shè)計(jì)。因?yàn)樵诠I(yè)電能消耗中，線損占據(jù)了很大一部分比重。我們可以通過選擇導(dǎo)電率小的導(dǎo)線來降低線損，還可以通過縮短導(dǎo)線使用長(zhǎng)度來降低線損，還可以通過增大導(dǎo)線截面積來實(shí)現(xiàn)線損控制。

三、工業(yè)電氣設(shè)計(jì)的其他節(jié)能途徑

事實(shí)上，在當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中，除了可以通過對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)以外，還可以采取一些其他的節(jié)能措施來實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能效果。例如可以積極引入先進(jìn)的智能化電氣控制技術(shù)，建立一定的電氣智能控制系統(tǒng)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的電力使用情況進(jìn)行智能控制，以實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。當(dāng)然，注重對(duì)天然光源的有效利用也是一種良好的電氣節(jié)能途徑。目前很多工廠廠房設(shè)計(jì)都較為封閉，即使是白天也會(huì)開很多的照明系統(tǒng)，而沒有充分李太陽光。若能夠在設(shè)計(jì)中充分考慮采光情況，將自然采光和照明系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，勢(shì)必也能夠起到很好的節(jié)能效果。

結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中，有很多方法都可以實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，電氣節(jié)能的空間是很大的。只要設(shè)計(jì)人員在對(duì)工業(yè)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮到節(jié)能效益，積極改進(jìn)和優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)方案，注重對(duì)先進(jìn)技術(shù)和自然資源的有效利用，就能夠達(dá)到良好的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)效果。本文中所提出的幾點(diǎn)節(jié)能設(shè)計(jì)措施只是其中的一部分，還有很多其他節(jié)能措施需要在今后的工作中不斷總結(jié)出來，電氣節(jié)能也是工業(yè)電氣設(shè)計(jì)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。