工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

李玉華

摘 要：隨著工業(yè)電氣設(shè)備及其設(shè)計(jì)技術(shù)的更新?lián)Q代，電氣節(jié)能技術(shù)成為技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)。工業(yè)電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣泛，例如化工、環(huán)保、廠房裝置、住宅建筑等，因此推廣電氣節(jié)能技術(shù)也是工業(yè)電氣設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)化發(fā)展的重要內(nèi)容。借助案例分析法，以某石化企業(yè)為例，分析了該企業(yè)在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的電氣節(jié)能方案，分析從電氣綜合節(jié)能系統(tǒng)和構(gòu)建電氣節(jié)能集成化監(jiān)控與調(diào)度優(yōu)化工作平臺(tái)兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，為相關(guān)工作技術(shù)人員提供理論參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣設(shè)計(jì)；電氣節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.171

0 引言

在我國自然資源匱乏的階段下，工業(yè)電氣設(shè)計(jì)應(yīng)遵循節(jié)能理念，大力倡導(dǎo)節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣設(shè)計(jì)的長期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。我國工業(yè)電氣使用及普及范圍廣，主要是由于社會(huì)生產(chǎn)需要，加上每個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的電氣生產(chǎn)工藝及需求存在差異，因此會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)計(jì)前期投入較多，卻對(duì)后期的利益考慮甚少鑒于此，將電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中非常有必要，結(jié)合某石化企業(yè)工業(yè)電氣設(shè)備及系統(tǒng)中存在的能耗問題，針對(duì)性提出電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方案，期望能夠給相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)提供理論支撐。

1 工程概況

某地化工企業(yè)主要以煉油化工生產(chǎn)為主，企業(yè)配備有催化裂化、延遲焦化、聚丙烯等一系列工業(yè)電氣設(shè)備。該生產(chǎn)企業(yè)分別配置有20個(gè)6kV配電室和160個(gè)0.4kV配電室，各個(gè)不同電容量的配電室中采用的是放射式的負(fù)荷接線結(jié)構(gòu)，配置的高壓電器裝置分別為電力變壓器215臺(tái)、高壓電機(jī)裝置210臺(tái)。近兩年來，該石化生產(chǎn)企業(yè)的用電量持續(xù)上升，且廠區(qū)內(nèi)的電網(wǎng)損害問題日益突出，由于生產(chǎn)設(shè)備不合理等原因?qū)е碌碾娏ο到y(tǒng)耗能加劇現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生，經(jīng)過針對(duì)性問題分析，提出了導(dǎo)致該工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備電力耗能的主要原因有以下兩點(diǎn)：其一，低壓配電室的功率因數(shù)較低，導(dǎo)致諧波損害嚴(yán)重；其二，相關(guān)變電站和電力監(jiān)控系統(tǒng)缺乏專業(yè)性和集成性，同時(shí)電力系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)及管理難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。

2 電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能方案分析

（1）構(gòu)建綜合節(jié)能系統(tǒng)。以該石化企業(yè)為主，構(gòu)建適應(yīng)企業(yè)長期發(fā)展的電能采集系統(tǒng)平臺(tái)，并將自動(dòng)采集自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理化應(yīng)用，更換電表為全自動(dòng)化智能電能測量表，準(zhǔn)確測定不同時(shí)間段的耗能量。為使得變電所的詳細(xì)電量采集數(shù)據(jù)輸送到變電站監(jiān)控室，因此數(shù)據(jù)傳輸線路應(yīng)以總線工業(yè)通信技術(shù)為主，并在監(jiān)控室中加設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合電能檢測軟件，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)的互聯(lián)共享。

（2）構(gòu)建電氣節(jié)能集成化監(jiān)控系統(tǒng)，并研發(fā)調(diào)度優(yōu)化工作平臺(tái)。結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，以分布式結(jié)構(gòu)為主，構(gòu)建集成化的監(jiān)控與調(diào)度優(yōu)化平臺(tái)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)電氣節(jié)能供電方案的合理應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)全方位的電氣節(jié)能。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的基本框架如下圖1所示。電氣節(jié)能集成化監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部高速計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，前者可以結(jié)合電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的需求，實(shí)現(xiàn)輸變電線路的全程檢測及控制，也可與廠區(qū)的電氣節(jié)能系統(tǒng)建立良好的通信關(guān)系。后者可以結(jié)合廠區(qū)內(nèi)的變電站系統(tǒng)，以集成化監(jiān)控功能為主，實(shí)現(xiàn)信息的全面互聯(lián)共享服務(wù)。

3 工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

（1）工業(yè)電氣照明系統(tǒng)。首先，在工業(yè)電氣照明系統(tǒng)中，應(yīng)選擇合理使用自然光的途徑，時(shí)刻關(guān)注自然光的投射途徑，這樣可以從實(shí)際生產(chǎn)的角度有效的減少工業(yè)電氣系統(tǒng)的使用時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。主要可采取轉(zhuǎn)變窗戶位置、提升室內(nèi)光照效果等。

其次，轉(zhuǎn)變燈具的控制策略。在工業(yè)生產(chǎn)的廠房內(nèi)，一般選擇采光比較好的位置當(dāng)做工作區(qū)域，也可使用光控?zé)艟呦到y(tǒng)，根據(jù)投射進(jìn)的自然光的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)相關(guān)燈具的實(shí)際亮度。還可以在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中加入合適的采光系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)控制光源的目的。

最后，可以引入節(jié)能燈具，來選擇照明設(shè)備，確保相關(guān)設(shè)備負(fù)荷的照明標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的選擇具備一定的節(jié)能效果的燈具，避免使用白熾燈等耗能燈具系統(tǒng)。在布置方面，一般情況采用的是局部照明和一般照明的方式，可設(shè)置局部照明設(shè)施，盡可能的提升采光面積，并提升光照的利用率。必要情況下，可對(duì)燈光控制開光采用多功能控制，實(shí)現(xiàn)智能感應(yīng)開關(guān)的作用。

（2）工業(yè)電器變壓器設(shè)計(jì)。首先應(yīng)明確變壓器的位置，選擇電阻率小的變壓器，材質(zhì)上一般選擇銅質(zhì)，明顯降低能耗。一般情況下，應(yīng)選擇負(fù)載率在75%～85%之間的變壓器，這樣才能夠取得良好的應(yīng)用效果。

（3）工業(yè)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。在選擇電動(dòng)機(jī)的過程中，應(yīng)以切實(shí)提升電動(dòng)機(jī)的工作效率為主，明確功率的參數(shù)，并結(jié)合實(shí)際電動(dòng)機(jī)電能的提升，關(guān)注電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，從卻確保電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，一般選擇較小功率的電動(dòng)機(jī)。

（4）工業(yè)電氣線路的設(shè)計(jì)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)傳輸?shù)倪^程中，應(yīng)根據(jù)不同程度電能的消耗，以工業(yè)電器中的設(shè)備使用為原則，確保線路路徑的合理性，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，合理提升導(dǎo)線截面的面積，并降低電路實(shí)際電阻，提升整體的用電效率。

此外，還應(yīng)關(guān)注空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制和諧波的抑制。當(dāng)前生產(chǎn)環(huán)境下，人們喜歡開空調(diào)，因此應(yīng)確?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能達(dá)標(biāo)。針對(duì)電子設(shè)備的諧波電流，能夠提升能耗率，且加快設(shè)備的損害，因?yàn)闉橄拗浦C波，在變壓器的低壓側(cè)設(shè)置對(duì)應(yīng)的無源濾波器及有源濾波器，這樣可以混合使用，以達(dá)到有效減少耗能的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，在確保不影響實(shí)際生產(chǎn)效率的情況下，對(duì)存在的無功損耗問題、諧波含量高、電能測量及監(jiān)控缺乏集成性等問題進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際節(jié)能工況，對(duì)無功補(bǔ)償及諧波治理等關(guān)鍵的方案內(nèi)容進(jìn)行分析，進(jìn)而提高自動(dòng)化程度，為提升工業(yè)電氣系統(tǒng)節(jié)能效果、構(gòu)建工業(yè)電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的合理化應(yīng)用，提供理論參考。

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