電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

莊麗

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與工業(yè)水平的提高，能源危機(jī)與環(huán)境污染問題不斷加劇。而電能是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)必不可少的動(dòng)力與能源，基于我國當(dāng)前很多工業(yè)企業(yè)尚缺乏電氣節(jié)能意識的現(xiàn)狀，以及促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的要求，發(fā)展工業(yè)電氣節(jié)能是非常必要的。本文首先分析了工業(yè)電氣節(jié)能的思路與原則，然后重要闡述了電氣節(jié)能在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的典型應(yīng)用措施，以期對工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，尋求經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展有一定的助益。

關(guān)鍵詞：電氣節(jié)能；工業(yè)電氣設(shè)計(jì)；應(yīng)用措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.014

1 工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的思路與原則

我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，是以高能耗為代價(jià)的，而工業(yè)就是高能耗行業(yè)之一。隨著我國能源危機(jī)與環(huán)境污染問題的加劇，工業(yè)耗能（尤其是電能）已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。因此，在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的內(nèi)在目標(biāo)下，將先進(jìn)的電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)電氣設(shè)計(jì)之中，是非常有必要的。

要在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中最大程度地避免能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益最優(yōu)化，就要進(jìn)行科學(xué)、合理的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。分析我國當(dāng)前工業(yè)企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的思路應(yīng)著眼于以下兩點(diǎn)：一是結(jié)合企業(yè)實(shí)際，構(gòu)建綜合性的電氣節(jié)能系統(tǒng)；二是構(gòu)建集成化監(jiān)控、調(diào)度及優(yōu)化的節(jié)能工作平臺。工業(yè)企業(yè)可通過這兩點(diǎn)來優(yōu)化自身的電氣能源系統(tǒng)，使實(shí)現(xiàn)全方位、系統(tǒng)性地電氣節(jié)能。

開展工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，要遵循一定的原則，不能隨意為之，否則將無法保證投入與產(chǎn)出的平衡。簡言之，工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的原則有三，即適用、節(jié)能、可行。所謂適用，即節(jié)能須先滿足正常的使用需求這一前提，并基于此通過科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)來達(dá)到降低能耗、節(jié)約資源的目的；所謂可行，即切實(shí)分析節(jié)能項(xiàng)目所需投入及其預(yù)期效益，進(jìn)行全方位對比，做出正確的選擇，以達(dá)到低能耗、高產(chǎn)出的效果；所謂節(jié)能，即降低或消除無關(guān)能耗，保留必要能耗，也就是科學(xué)節(jié)約能源。

2 電氣節(jié)能在工業(yè)電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

2.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

較之普通民用電氣，工業(yè)電氣最明顯的特征在于其用電負(fù)荷等級較高，電力設(shè)備較多且集中，通常需持續(xù)、穩(wěn)定供電。在此條件下進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，首先要做好供配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使其既滿足工業(yè)電氣的需求，又可達(dá)到節(jié)約能源的目的。為此，一是要盡量減少供配電環(huán)節(jié)，避免額外的能耗，使供配電系統(tǒng)簡單、可靠；二是要按實(shí)際需求的不同，合理選擇設(shè)備的供電電壓，一般而言電壓水平越高，則損耗就越?。蝗且紤]變電所的供電半徑統(tǒng)籌、變配電位置的規(guī)劃等。

2.2 工業(yè)變壓器的合理選擇

工業(yè)變壓器的合理選擇，首先在于用電負(fù)荷的計(jì)算，并可根據(jù)實(shí)際需要，在不同設(shè)計(jì)階段選用不同的計(jì)算方法，如在方案設(shè)計(jì)階段用單位指標(biāo)法，在初步設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)階段用需要系統(tǒng)數(shù)等。其次要將變壓器設(shè)置在變電所與負(fù)載中心之間，如此能有效減少線路數(shù)量。再次，要重視變壓器的損耗，包括空載損耗與負(fù)載損耗。選擇節(jié)能型變壓器，有助于減少空載損耗；對負(fù)載損耗而言，正確確定變壓器的容量，建議使用負(fù)載率在75～85%的變壓器。最后，要設(shè)法提高整個(gè)系統(tǒng)的功能因素，以有效降低變壓器損耗和減少線路。此外，還需注意變壓器的投入成本，以達(dá)到節(jié)約能源與成本控制相協(xié)調(diào)的效果。

2.3 工業(yè)電氣動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)的使用非常廣泛，其對電能的耗費(fèi)極大。因此，在工業(yè)電氣動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要切實(shí)提升電動(dòng)機(jī)的工作效率，盡可能地避免出現(xiàn)空載等現(xiàn)象，以減少電能浪費(fèi)。具體做法是，在電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，要考慮其工作效率，若電動(dòng)機(jī)效率較高，則可減少其工作時(shí)間，降低其負(fù)載，從而降低電能的浪費(fèi)。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際需求，以保證其工作負(fù)荷的要求，避免因負(fù)載過量而出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)選擇一些負(fù)載率較小的電動(dòng)機(jī)，以搭配相關(guān)設(shè)備使用，通過整體優(yōu)化配置來實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的目的。此外，還應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)性質(zhì)應(yīng)與變壓器的容量相符合，并減少其使用線路數(shù)量、把控其導(dǎo)線截面。

2.4 工業(yè)電氣照明系統(tǒng)的優(yōu)化

工業(yè)電氣照明系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)中也是必不可少的，從而它也是工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，可通過以下幾個(gè)途徑來實(shí)現(xiàn)：一是在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)時(shí)，充分利用太陽能資源實(shí)現(xiàn)采光，適當(dāng)減少照明設(shè)備的使用；二是使用新型高光節(jié)能燈具，提升光源的利用效率；三是轉(zhuǎn)變燈具的控制方式，如節(jié)能型開關(guān)、光控式燈具等，按實(shí)際所需控制燈具的開關(guān)、亮度；四是推廣性能優(yōu)越、耗能較低的光源用電附件，如節(jié)能型電感、電子鎮(zhèn)流器等節(jié)能用電附件；五是按工業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求，科學(xué)合理地進(jìn)行照明設(shè)施布局，以在確保工作要求的同時(shí)節(jié)約能源。

2.5 工業(yè)電氣設(shè)備的合理選擇

工業(yè)電氣設(shè)備的合理選擇，也是工業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。機(jī)泵作為最重要的電負(fù)荷設(shè)備，對其一定要有提前規(guī)劃與設(shè)計(jì)，并依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，并通過分析其基本負(fù)荷及功率，然后做出科學(xué)的判斷。若機(jī)泵功率太高，則可能會(huì)出現(xiàn)空載等現(xiàn)象，導(dǎo)致電能損耗。針對大功率電機(jī)，需采取變頻措施來提高其輕載效率，以有效降低能耗；對于大型電機(jī)，可采用及時(shí)補(bǔ)償功率因數(shù)的方式，來減少有功損耗。

此外，隨著科技的發(fā)展，可通過通信、網(wǎng)絡(luò)、微電子、自動(dòng)化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術(shù)，構(gòu)建電氣智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控工業(yè)企業(yè)的實(shí)際用電情況，通過智能調(diào)度與優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)用電效率的最優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)能效果。

3 結(jié)束語

綜上，基于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的內(nèi)在目標(biāo)，工業(yè)電氣設(shè)計(jì)要積極采用各種先進(jìn)的節(jié)能措施，充分利用清潔能源，優(yōu)化、完善工業(yè)電子設(shè)計(jì)方案，如此一方面可有效提升資源的利用率，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)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(fèi)，推動(dòng)工業(yè)企業(yè)以及整個(gè)社會(huì)向可持續(xù)方向發(fā)展。

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