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

孫艷萍

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)建設(shè)的逐漸發(fā)展，工業(yè)不斷深化與創(chuàng)新。工業(yè)中，能源消耗逐漸增加，環(huán)境污染逐漸加重。因此，必須改善環(huán)境，節(jié)約能源。相關(guān)研究表明，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是以高能耗為代價(jià)，能源損耗已成為工業(yè)生產(chǎn)的重難點(diǎn)[1]。資源節(jié)約型社會(huì)已成為未來發(fā)展的方向，需將電氣節(jié)能技術(shù)引入電氣設(shè)計(jì)工作。

1 電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的原則

對(duì)于工業(yè)中的電氣設(shè)計(jì)，節(jié)能技術(shù)是未來發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也響應(yīng)了國家環(huán)保與節(jié)能的號(hào)召。設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循一定原則，以保證設(shè)計(jì)的合理與科學(xué)。具體原則包含3個(gè)方面。第一，經(jīng)濟(jì)性原則。工業(yè)設(shè)計(jì)中，電氣節(jié)能技術(shù)的使用成本較高，需詳細(xì)分析對(duì)工業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)利益與效益的影響，保證電氣節(jié)能技術(shù)使用后資金使用的經(jīng)濟(jì)性，從而提高資金的使用效率。第二，節(jié)能性原則。使用電氣節(jié)能技術(shù)的最終目的是降低能源消耗。第三，適用性原則。工業(yè)電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)需保證工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，結(jié)合所用設(shè)備的使用情況和運(yùn)行特點(diǎn)，確保電氣節(jié)能技術(shù)較好地應(yīng)用于電氣設(shè)備。

2 工業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

2.1 節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的必要性

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)與基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，工業(yè)行業(yè)的大規(guī)模施工嚴(yán)重破壞了環(huán)境，并造成能源的浪費(fèi)。因此，可利用節(jié)能環(huán)保技術(shù)提高環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的水平[2]。近年來，我國節(jié)能環(huán)保技術(shù)不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，不僅強(qiáng)化了對(duì)能源的高效使用，還促進(jìn)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 符合國家可持續(xù)發(fā)展的要求

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)資源供給的影響很大。因此，需重視節(jié)能環(huán)保，減少污染破壞，并利用相關(guān)法律、法規(guī)進(jìn)行約束。工業(yè)電氣的設(shè)計(jì)啟用較多社會(huì)資源，涉及較多應(yīng)用設(shè)計(jì)，故每年的能源消耗速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過能源恢復(fù)速度。在能源利用率較低的情況下任其發(fā)展，極有可能引發(fā)資源的惡性循環(huán)。

2.3 改變生活環(huán)境

隨著人們生活質(zhì)量和生活水平的提高，人們對(duì)城市化工業(yè)生產(chǎn)的要求越來越高。因此，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)有義務(wù)為人們的生活和工作創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。良好的生活環(huán)境需貫徹工業(yè)節(jié)能理念，如能源節(jié)約、創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)等，有效提高環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約水平，為人們營造更加美好、健康的生活環(huán)境。

3 工業(yè)電器設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 供配電系統(tǒng)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)

與民用建筑工程相比，工業(yè)電氣的應(yīng)用具有一定的特殊性。工業(yè)電氣的用電負(fù)荷等級(jí)較高，主要原因是涉及到大量的電氣設(shè)備。為保障這些設(shè)備的運(yùn)行，需大量的電力給予支持。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，需保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，通過減少供電環(huán)節(jié)減少能源消耗。工業(yè)電氣的設(shè)計(jì)中，需遵循同一電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)配電級(jí)數(shù)不超過兩級(jí)。工業(yè)生產(chǎn)中，使用較多循環(huán)水泵或者壓縮機(jī)，不僅可降低短路容量，減少導(dǎo)體與斷流器的短路耐受等級(jí)，還可降低線路損耗，減小電纜截面面積。

3.2 變電所需深入負(fù)荷中心

如果工業(yè)生產(chǎn)廠區(qū)較大，需合理設(shè)計(jì)供電半徑?；I劃相關(guān)區(qū)域時(shí)，需合理增加變配電裝置的使用數(shù)量，減少線路使用距離，避免能源損耗。工業(yè)工程規(guī)劃中，如果電氣設(shè)計(jì)工作人員缺少對(duì)總體的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，那么在后期項(xiàng)目出現(xiàn)變配電位置的設(shè)計(jì)問題時(shí)需調(diào)整總圖，影響整體布局。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期，需加強(qiáng)與總圖設(shè)計(jì)人員的溝通，深入相關(guān)變電所發(fā)熱負(fù)荷中心，增加變電所。如果處于危險(xiǎn)區(qū)域，需與爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域保持足夠的距離。

3.3 使用功率因數(shù)補(bǔ)償

工業(yè)的電氣設(shè)計(jì)主要是電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，其電纜使用量巨大。由于電纜和電動(dòng)機(jī)屬于感性負(fù)荷，相關(guān)功率因數(shù)出現(xiàn)滯后，將增加變壓器和線路的損耗。供電系統(tǒng)中，需合理選擇電動(dòng)機(jī)和變壓器的容量，減少線路感抗。如果提高自然功率因數(shù)后仍未達(dá)到電網(wǎng)的使用要求，需使用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置[3]，以保證使用端的功率數(shù)值達(dá)到國家規(guī)定要求。同時(shí)，高壓部分的無功功率由高壓電容器補(bǔ)償，低壓部分的無功功率由低壓電容器補(bǔ)償。經(jīng)過補(bǔ)償，降低了變壓器的容量使用要求。設(shè)計(jì)人員需遵循相關(guān)原則，提高設(shè)計(jì)的節(jié)能水平。

3.4 工業(yè)電器變壓器設(shè)計(jì)

工業(yè)的電氣設(shè)計(jì)工作中，需明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應(yīng)用與荷載，從而降低變壓器線路的使用量。結(jié)合變壓器的不同，合理選擇材質(zhì)。通常，變壓器的空載損耗不會(huì)發(fā)生很大變化，所以不能消除變壓器的損耗。結(jié)合變壓器的使用環(huán)境，選擇節(jié)能效果較好的變壓器，以減少損耗，提高工作效率。變壓器使用過程中，存在空載損耗和有載損耗。損耗值的大小主要由變壓器的節(jié)點(diǎn)功率和自身電阻決定。因此，需根據(jù)實(shí)際電阻率選擇較小的變壓器。另外，選擇變壓器時(shí)，需考慮設(shè)備的使用成本。通常，負(fù)載為75%～85%的變壓器使用效果最好。

3.5 工業(yè)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)

提高電動(dòng)機(jī)的工作效率，可降低電力能源損耗。因此，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，需嚴(yán)格控制參數(shù)，確認(rèn)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際效率。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需注意工作效率。如果電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，需降低電動(dòng)機(jī)的功率，并結(jié)合實(shí)際用電情況，避免電動(dòng)機(jī)負(fù)載過量引發(fā)其他問題[4]。此外，當(dāng)選擇負(fù)荷較小的電動(dòng)機(jī)時(shí)，可搭配相關(guān)裝置，以減少電動(dòng)機(jī)的能耗，保證節(jié)能效果。最后，控制導(dǎo)線的截面，以降低電動(dòng)機(jī)的電路使用量。

3.6 工業(yè)電氣線路設(shè)計(jì)

目前，工業(yè)電氣設(shè)計(jì)工作中，線路是重要的組成部分。工業(yè)電氣的設(shè)計(jì)對(duì)線路設(shè)計(jì)要求非常高。實(shí)際電力傳輸時(shí)，將出現(xiàn)不同程度的電能損耗，主要原因是工業(yè)電氣設(shè)備的的理論使用電能與實(shí)際使用電能之間存在差距[5]。為達(dá)到節(jié)能效果，需合理設(shè)計(jì)線路數(shù)量，保證合理的導(dǎo)線截面。設(shè)計(jì)電氣線路時(shí)，需合理設(shè)計(jì)線路路徑并達(dá)到使用要求，以降低電路實(shí)際電阻，提高用電工作效率。

4 結(jié) 論

我國的工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中還存在很多問題。因此，需遵循相關(guān)設(shè)計(jì)原則，對(duì)工業(yè)電氣進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中，主要能源損耗是電能，需結(jié)合電能展開合理設(shè)計(jì)。例如，使用節(jié)能的電氣設(shè)備，選擇合理的線路等。