電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)思路

竇建才 寧夏交投科技發(fā)展有限公司

電氣自動(dòng)化是隨著科學(xué)技術(shù)水平逐步提升而衍生出的新型技術(shù)，其在提高電氣工程效率方面具有顯著的應(yīng)用效果，不僅大大減少人力、物力的投入，而且能夠創(chuàng)造更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。本文將主要圍繞電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)展開探討。

一、電氣工程自動(dòng)化概述

伴隨著技術(shù)的高速發(fā)展，在我國，電氣工程已經(jīng)成了一門主要的學(xué)科，在電氣工程自動(dòng)化的自動(dòng)化研發(fā)開始后，更是體現(xiàn)出了我國現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)水平。通過使用電子信息技術(shù)帶來的優(yōu)勢，依靠對象設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的形式，能夠使控制功能進(jìn)一步自動(dòng)化。通常情況下，處理器和采集站是在線監(jiān)測的主要構(gòu)成部分，通過準(zhǔn)確收集和控制數(shù)據(jù)的方式，結(jié)合控制中心帶來的技術(shù)輔助，全方位地檢測整個(gè)生產(chǎn)鏈。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的便利性，對需要的信息數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)迅速的收集，針對性管理多項(xiàng)工程，并構(gòu)建一個(gè)對應(yīng)的考量單位，這樣才能夠保障系統(tǒng)的安全性，從而實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。在我國的科技發(fā)展歷程中，電氣工程自動(dòng)化的地位是無可撼動(dòng)的，也是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要?jiǎng)恿?。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也變得越來越全面，當(dāng)前我國自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)具備了世界一流的水準(zhǔn)，傳統(tǒng)的操作繁雜以及操作人員技術(shù)水平低下的缺點(diǎn)已經(jīng)得到了根本性的解決。

二、電氣節(jié)能設(shè)計(jì)基本原則

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則主要包括經(jīng)濟(jì)適用原則、節(jié)約原則、節(jié)能降耗原則。在設(shè)計(jì)過程中，須滿足建筑物實(shí)際需求的環(huán)境，有效確保充足的電氣能源和動(dòng)力供應(yīng)，以不斷提升電氣設(shè)備在正常運(yùn)行過程中的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，避免電力能源的消耗、浪費(fèi)。在電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，須選用節(jié)能環(huán)保的電氣設(shè)備、節(jié)能措施，以減少電氣能源的使用量，不斷提高電氣能源的使用效率，改進(jìn)和優(yōu)化電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案，對其進(jìn)行科學(xué)合理配置，確保電氣能源的科學(xué)合理化應(yīng)用。

三、電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)思路

（一）配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)

配電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用主要以變壓器選擇、管線分布為主。變壓器處于24h工作狀態(tài)，耗能較大，并且功率越大損耗越大，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)就需要合理選擇變壓器，降低功率損耗，使變壓器能夠滿足建筑用電需要。在設(shè)計(jì)中應(yīng)先確定節(jié)能型變壓器的選擇，然后在實(shí)際選擇時(shí)預(yù)留適當(dāng)?shù)牧?，保證施工用期的負(fù)載率為75%～85%，以此減少變壓器的維護(hù)費(fèi)用，穩(wěn)定供電，保證經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮建筑群落的規(guī)模和發(fā)展，針對分期建設(shè)的建筑工程應(yīng)設(shè)計(jì)多臺(tái)變壓器為具體的方案，避免輕載過程中的損耗。在建筑的配電系統(tǒng)中，最大的電能損耗就是線路。不合理的管線分布讓配電過程中的損耗較大，還容易造成電力安全隱患。對此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理分布，減少線損。其中要考慮配電小間及配電室的位置，控制供電半徑，減少供電長度，避免返送的情況發(fā)生。在設(shè)計(jì)中還要科學(xué)選擇配電線的材料，保證送電安全，控制線纜界面，以此提高配電效率。同時(shí)在管線分布上要做無功補(bǔ)償，保證三項(xiàng)電荷平衡。

（二）電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）控制負(fù)荷。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)全面了解能源消耗的主要原因，并積極采取針對性的對策進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，將電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、輸出功率控制在合理的范圍內(nèi)，使其與建筑實(shí)際負(fù)荷量相匹配，緩解電氣能源的過度消耗、浪費(fèi)現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)工作可從提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率、輸出功率兩個(gè)方面出發(fā)，在此基礎(chǔ)上，合理使用現(xiàn)代化先進(jìn)的變頻設(shè)備。（2）調(diào)整參數(shù)。工作人員應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)荷量，不斷調(diào)整電動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，將工作轉(zhuǎn)速始終控制在合理范圍內(nèi)，不斷提高電氣能源的使用效率，減少電氣能源的損耗。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要不斷調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率，使其與建筑實(shí)際負(fù)荷量相匹配。電動(dòng)機(jī)處于輕載狀態(tài)時(shí)，應(yīng)及時(shí)打開閥門、風(fēng)門等，有效降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，減少電氣能源的消耗，避免浪費(fèi)。

（三）合理選擇變壓器

變壓器與電氣工程自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)之間的關(guān)系是非常緊密的，在電氣工程自動(dòng)化中，變壓器也有著獨(dú)特的價(jià)值，能夠通過對電壓、電流和電功率的控制降低能源的損耗。通常情況下，即使企業(yè)沒有運(yùn)行變壓器，也會(huì)消耗很多變壓器的熱量，因此在選擇變壓器的同時(shí)，需要考慮變壓器使用的材料，堅(jiān)持站在節(jié)能的角度上組織變壓器的材料，使變壓器的節(jié)能作用發(fā)揮出來。在設(shè)計(jì)變壓器的過程中，需要更多地使用銅金屬來代替硅材料，這樣變壓器在空載運(yùn)行過程中，對能源的消耗就會(huì)變得更少。也需要針對變壓器的容量做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)，在使用變壓器的過程中，過少的容量更容易造成過度的使用，也會(huì)對變壓器造成更高的損耗。過大的變壓器容量，在輕載的狀態(tài)下也會(huì)浪費(fèi)很多不必要的能源，因此，需要我們做好精確的估算，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)，這樣變壓器才能更加合理。也需要重視變壓器的使用數(shù)量，減少對能源的損耗，達(dá)成節(jié)能的目標(biāo)。

（四）選擇合適的動(dòng)力設(shè)備

電氣設(shè)計(jì)工作的開展，對于風(fēng)機(jī)以及水泵等動(dòng)力設(shè)備的應(yīng)用必不可少，然而，這些設(shè)備的使用對于能源的消耗量也比較大，因此，應(yīng)該從電動(dòng)機(jī)的選擇入手，將節(jié)能環(huán)保作為選擇電動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)，充分結(jié)合建筑項(xiàng)目的實(shí)際需求確定電動(dòng)機(jī)的種類。但是，在使用電動(dòng)機(jī)的過程中，空載問題比較常見，這就要去應(yīng)該有效落實(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程的監(jiān)督管理工作，盡可能使電動(dòng)機(jī)在滿足使用需求的前提下減少能源消耗。

（五）照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)是建筑電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)，因?yàn)檎彰髫灤┯谡麄€(gè)建筑使用過程中。照明環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力非常大，所以可以采用的節(jié)能管控措施較為多樣化，可以從以下幾個(gè)方面入手，選擇合適的光源和燈具。目前市場上的光源和燈具，選擇比較多，但不同的光源和燈具其能耗大小是不一樣的，主要考慮性能穩(wěn)定，光源效果好，燈具可循環(huán)利用的，在電量對等的情況下，可以有更多的照明光量。比較有代表性的就是LED光源節(jié)能燈，但成本比較高，忽略成本因素，我們可以考慮同等價(jià)位性價(jià)比更高的熒光燈管，當(dāng)然，對于光源和燈具的選擇更多的是根據(jù)建筑實(shí)際需求而定，不同的建筑場合選擇性不同，不能一概而論。對于商業(yè)公共區(qū)域，我們可以選擇直管形熒光燈，這種燈光照效果比較好，覆蓋范圍較為廣，能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)源需求。小規(guī)模場所可以選擇小功率的金屬鹵化物等，造價(jià)成本偏低，且照明效果相對來說比較理想。優(yōu)化燈具的控制方式，燈具控制方式的不同所產(chǎn)生的能耗也是有差別的，公共區(qū)域的照明，我們可以采用統(tǒng)一調(diào)控的方式，集中化控制，然后分區(qū)、分組控制，在不影響正常照明的前提下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照明調(diào)控需求，靈活調(diào)控?zé)艟哒彰?，減少不必要的電量流失。在賓館、酒店等區(qū)域，設(shè)置了很多常用電器，可以設(shè)置一個(gè)節(jié)能控制總開關(guān)，當(dāng)用戶需要使用該區(qū)域的時(shí)候再照明，實(shí)現(xiàn)多功能電源切換，降低電能損耗。在地下車庫大面積區(qū)域，將照明配電箱放在車庫入口，設(shè)置一個(gè)照明控制盤，通過回路操作控制開關(guān)閉合，這樣可以使工作人員更好的進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)對能源的節(jié)能需求。

四、結(jié)語

總而言之，建筑行業(yè)落實(shí)節(jié)能減排工作的重要措施是建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能，該項(xiàng)工作的開展能夠推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的開展，需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員基于工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，不斷優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)方案，采取針對性的節(jié)能措施全面保障整個(gè)建筑工程的電氣節(jié)能效果，以此來推動(dòng)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展。