关于工业电气设计中节能技术的研究

关于工业电气设计中节能技术的研究

张寿松

身份证号码： 37078319850130****

摘要：我国是世界能源消费大国。随着社会经济的快速发展，全球能源的消耗量也越来越大，要实现可持续发展，必须加大节能工作的力度。工业企业作为电能消耗大户，节能的潜力非常巨大。采取科学、合理、有效的措施实现电气节能，在能源使用过程中降低损耗，提高能源使用效率，实现电气节能与企业经济效益的双赢，意义重大，也刻不容缓。

关键词：工业电气；设计；节能技术

近年来，随着我国智能化进程的不断推进，国家日益重视工业电气的发展，同时也取得了巨大进展，但全球可供工业生产的能源十分有限。可持续发展是我国大力提倡的一种发展方式，因此，在工业生产中如何减少能源消耗成为每个企业不得不去考虑的问题。本文分析电气节能设计的必要性、原则，列举工业电气设计的具体节能措施。

1电气工程开展节能设计的意义

目前来看，节能设计已经成为电气自动化工程的主要趋势，在电气自动化工程中获得非常好的发展，真正意义上贯彻和落实了节能减排战略。电气自动化工程开展节能设计主要有以下三点意义：1）任何投入使用的电气设备均会消耗电能，当前阶段我国的电能资源属于常规性能源，随着近年来社会经济的发展，能源短缺问题对经济发展的影响越来越显著，这让节能减排成为了电气自动化工程开始广泛探索的问题之一。通过将节能理念融入到电气自动化工程设计中，可以很好地提升工作效率，降低能耗，帮助企业获得更好的经济效益。2）电气自动化工程对平稳运行有很高的要求，以往所使用的技术虽然可以一定程度上提升工作效率，但实际运行过程中的安全性和稳定性不足，极易导致供电和输电系统出现瘫痪的问题。近年来随着节能设计理念在电气自动化工程中的深入应用，发现电气自动化节能技术不仅可以减少能源的浪费，可以很好地确保供电系统与输电系统运行的安全性，对提升企业经济效益有十分重要的意义。3）在长期的使用过程中发现，电气自动化系统在运行过程中会很容易产生谐波，所产生的谐波会对电网造成很大的损害，不利于电力设备的保护。要有效解决这一问题，必须结合实际情况从节能方面来着手。在近年来的实际使用中发现，将诸多节能技术应用到电气自动化工程中，可以有效减少电气系统运行过程中的能源消耗，在消除谐波方面有十分显著的优势，可以最大限度避免对电网的损害，这对实现电网设备可持续使用意义重大。

2电气节能设计具体措施

2.1合理选择用电设备

工业生产中的设备多种多样，而且大部分设备的耗电量都十分巨大，显然在工业电气设计中节能设计是必不可少的，如何合理选择电气设备成为各个企业当下需要深入研究的问题。在工业生产中变压器、传输机、压缩机这些都是常用的设备装置，起驱动功能的电机应用数量是最多的，耗电量也是最大的。工作人员应该提前确认好实际需要，计算相关效率、功率，根据需要去选择有合适参数的电机，时刻把安全放在第一位。以机泵为例，实际选择过程中要做出必要的规划、设计、判断。如果机泵的功率过高，极有可能出现空载现象，不仅违背了节能设计的初衷还增加了电能的消耗；如果电机工作时的效率偏高，就应该相应降低电动机的功率；当电动机的负荷较小时可以选择搭配其他装置来实现节能。总的来说，要降低设备的无功功率，提高实际工作效率和能源利用率。电缆也是电气设备的重要组成部分，线损在工业损耗中占大部分。一方面，我们可以通过缩短长度、增大横截面积来降低损耗，或者换导电率较小的导线，从材质选择上进行损耗控制；另一方面从功率因数角度分析，有时线路的损耗是功率因数滞后导致的。在合理选择电动机等设备之后，如果提高功率因数仍未满足实际需要，则可以通过并联电容器进行无功补偿。

2.2优化配电系统

首先，通过减少不必要的配电环节直接实现能耗的降低，简化了电力系统，具体来讲，同一电压级的配电级数应小于等于两级，避免配电环节的过多造成不必要的浪费。其次，在满足实际需要的条件下，尽可能选择低电压供配电系统，直观上来说，电压水平越高相应的损耗也越少。但需要特别注意的是要遵循本文中所提到的功能保障原则和适用可行原则，不能一味为了降低损耗而影响原有功能，或者降低安全系数增加风险。最后，在进行变电所设计时，要充分考虑变电所的位置选择，这就需要提前计算电气设备的相应距离。比如，对于在距离电力室中心较远但负荷相对集中的配电设备区建立配电室，避免由于距离问题导致配件的过度损耗以及传输成本的增加，通过科学合理的规划选择最合适的距离[3]。

2.3改进照明系统

一是采用新型照明光源。以往传统光源耗能高、采光效果差、使用寿命较短，使用传统的钠灯、汞灯往往无法满足现代工业的要求，而逐步发展的新型光源克服了传统光源的缺点，大幅度提高光源的利用率，已经基本可以达到节能的效果。除此之外，还可以采取传统照明与现代照明相结合的方式，实现节能的同时还可以改善照明效果。二是充分利用新能源照明，太阳能是一种利用率很高的可再生能源，用太阳能实现采光，可以代替部分照明设备，减少电能的损耗。在白天可以使用导光管，使室内得到充足光照，同时可以将收集到的太阳光资源进行合理利用，给建筑物照明。三是完善控制系统，简单的开关控制并未很好提高电能的利用率，相比之下的自动控制系统可以根据实际情况控制灯具的开关。上面提到的利用太阳能采光实现照明有一定能够的局限性，只能应用在采光效果好、太阳直射的地方，对于较偏僻不经常有人经过的地方可以安装声控开关。四是合理布局照明设备。如果房间面积较小，可以使用集中照明方式避免浪费，相反，对于面积较大的地方，使用分散照明。同样地，对于照明要求高的地方可以采用混合照明方式，而其他要求不高的工作处可以选择一般照明以节约能源将低损耗。

2.4使用功率因数补偿

功率因数的定义是在交流电路中有功功率和相应视在功率的比值。在其他条件相同的情况下，功率因数越大越好，表明设备的利用率高，如果功率因数过低则说明无功功率太大。一般来说，在我国工业电气设计的实际应用中功率因数位于电感性的0.9到1之间。现实中，电动机和电缆在工业电气中的使用极为普遍，而且又是感性负荷，因此经常会出现功率因数滞后的现象从而增加损耗。功率因数补偿则可以有效弥补这个问题，其原理是通过减少无功功率的流动，以及降低配电系统装置因输送无功功率引起的损耗。补偿用电系统的功率因数有时也被称作无功补偿。具体方法如下：首先可以通过减小输电电流来减小功率损失。当输电线路中的电流过大时，产生的焦耳热越大，损耗也就越多，如果增大了电流必然会增加损耗。其次合理选择用电设备，可以进行电容器的并联，注意高雅黑低压部分对应不同的电容器。

3结语

综上所述，工业电气设计一直以来都是我们国家的重要任务，实现电气节能设计刻不容缓，但实际上我国的电气设计仍存在许多问题，节能现状也不乐观。相关工作人员要高度重视，在遵循功能保证原则、适用可行原则、最大化节能原则和经济效益原则的前提下，通过合理选择用电设备、优化配电系统、改进照明系统、使用功率因数补偿、加强工作人员的培训等努力实现电气节能设计，将节能设计和工业电气设计更好地融合在一起，进行电气设计的同时还能实现节能，推动我国电力行业的进一步发展。

参考文献

[1]孙艳萍.电气节能在工业电气设计中的应用[J].通信电源技术，2019，36（3）：161-162.

[2]黄鸿翱.工业电气设计中的节能措施综述[J].广西节能，2019（4）：14-15.