浅谈电气节能技术在工程设计中的应用

李建志

摘要：随着科学发展观的树立，绿色环保、节能减排等理念逐渐深入人心，而这其中关于电气节能的要求，已成为关注焦点。本文将结合电气节能技术的特点，重点探讨电气节能技术在工程设计中的应用。

关键词：电气节能;线路损耗;节能技术;工程设计

我国正处于城镇化建设的快速发展时期，各类工程建设项目不断上马，发展势头良好，但是在这些工程项目中，使用节能技术的却相当少，而这也造成了许多不必要的能耗，这其中的电气能耗比重最大。而对我国这样一个资源相对缺乏，处于发展阶段的国家而言，建设“资源节约型”社会迫在眉睫，如何将电能损耗降到最低，如何将电气节能技术科学地应用到工程设计中成为关注的焦点。

一、合理选择供配电系统及线路

1.合理选择供配电系统

在选择供配电系统时，要综合考虑用电负荷的容量、分布、供电距离和电气设备特点等因素，合理设计供配电系统，尤其是对供电电压要进行严格测验，选择合适的供电电压，以达到电气节能的目的。另外，在选择供配电系统时，要以简单可靠为原则，同一电压供电系统变配电级数不超过两级。

2.减少线路损耗

通常各个工程供配电系统的干线和支线线路很长，总的能耗相当大，因此在进行电气节能时，需要考虑减少线路损耗。线路，通常包括供电线路和配电线路，而两者降低损耗的技术并不相同。

对于供电线路，降低能耗的技术是减少线路中的电阻，这一般有两种方法，其一，导线选择电导率较小的材料，如铜芯，在使用铜芯导线时也应本着节约的原則，供电线路承载负荷较大时，应使用铜芯导线，而供电线路承载负荷相对较小时，可使用铝芯导线，在保证安全的前提下，统筹安排，降低线路损耗，达到节能的目的;其二，增大输送电缆的横截面，一般地，如果电缆横截面增大，电阻将会降低，因此应该在满足线路载流、动态稳定、继电保护、电压损失等要求的前提下，适当增加电缆横截面，这样虽然会增加一些成本，但节能效果比较理想，可以通过计算得出最佳横截面，以达到节能的目的。

对于配电线路，降低能耗的技术是避免远距离运输，而这一般有三种方法，第一，在设置变配电站时应靠近负荷中心，这样能够缩短线路供电距离，从而达到减少线路损耗的目的，一般地，低压线路的供电半径一般不超过200m;第二，对于高层建筑，低压配电室应靠近强电竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，这样能够避免出现倒送电能的现象;第三，线路选择要尽量避免走弯路，尽可能直线传输，这样可以缩短导线长度，同时，低压线路也应避免走回头线，以降低来回线路中的损耗。

二、提高系统功率因数

1.减少供用电设备的无功消耗，

第一，对直流设备的供电和励磁，可以用硅或者晶闸管整流装置来替代传统的变流机组、汞弧整流器等直流电源设备，以减少无功消耗。第二，限制电动机和电焊机的空载运转，在工程设计中，要应用空载断电装置，如果电动机和电焊机的空载率达到50%时，将能够及时停止发动机和电焊机部分机组的运转，这样可以在保证正常输电的情况下，发挥输电控制系统的作用，达到减少无功消耗的目的;对于大中型连续运转的胶带运输系统，可以应用空载自动停止控制装置;对于大型非连续运转的异步笼型风机、泵类电动机，也可以应用自动调节电动风量、流量的控制方式。第三，在条件允许的情况下，将异步电动机替换为容量相等、功率因数高的同步电动机，也是减少无功消耗的重要举措，当然出于经济的考虑，可以将同步电动机同步化来达到节能目的。

2.采用静电模式电容器进行无功补偿

我国供用电规则规定，高压供电的用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的用户，在电网高峰负荷时功率因数应不小于0.9，当自然功率因数不足0.9时，应采用静电模式电容器进行无功补偿，从而满足功率因数要求。而实践经验也证明了每KV补偿电容每年可以至少可以节约电能1500KW·H，至多可以节约电能2000KW·H，因此无功补偿是工程设计中值得推广的一项技术。对于那些无功容量较大的用电设备，一般会采用就地补偿的模式;如果用电设备负荷平稳，但距离供电点较远时，则应考虑使用单独补偿的模式;而当用电设备较为集中时，则应使用成组补偿模式，并且在变电所内也应应用无功补偿的技术。

应用无功补偿应该遵循下列原则：第一，高压电容器和低压电容器补偿相结合，也就是说高压用电装置和变压器的无功功率由高压电容器来补偿，而其他类型的无功功率，则依据经济原则由高压电容器和低压电容器分配补偿。第二，自动补偿和固定补偿相结合，如果负荷经常变动，并且变动相对较大的话，应使用自动补偿，否则应采用固定补偿。第三，分散补偿和集中补偿相结合，如果用电设备负荷平稳，但距离供电点较远时，则应考虑使用单独补偿的模式;而当用电设备较为集中时，则应使用集中补偿。

三、科学设计照明系统

1.选择合适且高效的光源

在工程设计中，要使照明系统更加节能，光源的选择是一个及其重要的方面。选择光源时，要针对不同的场所对照明功率、照明标准还是视觉上的要求，尽可能地选择能耗少的光源。对于室内场所，优先选用荧光灯或小功率高压钠灯等高效光源，一般不考虑使用白炽灯，只有当开合频繁或有特殊需要时，才考虑使用双螺旋白炽灯。另外，也要按照相关照明设计规范，安装电容器。而对于室外场所，或当使用场所空间高、很空旷时，应选择高光强气体放电灯，如高压钠灯或金属卤化物灯等，同时安装能耗较低的镇流器。此外，由于高效灯具对光线的控制以及反射透射等各个方面都较为合理，性能也较为稳定，因此在选择灯具时，应尽量选择高效灯具。

2.合理设计照明方案

每个工程的用途都不相同，因此对于光的要求是不同的，在工程设计中应用电气节能技术时，要综合考虑工程照明分区布局和光通利用系数。如果场所空间照明容量较大，并且有集中空调，在设计照明方案时，应该采用照明灯具与空调回风口相结合的形式。如果场所空间对于光的要求较高，并且要求光色能够得到改善时，则应该采用两种或多种光源以上的混合照明。此外，对于室内照明方案，在设计时，应该使用浅色饰面材料，因为浅色饰面材料具有较高的反射率，使用这种材料，能够更加有效地利用光能。

3.科学管理照明系统

在设计照明系统时，如何科学有效地管理照明系统，将影响照明系统节能效果。首先，应该将智能化控制和自动化控制等技术应用到照明系统管理中，如考虑光控和声控开光。充分利用自然光，根据外界光源的变化，分组分片控制灯具开停，同时可以考虑适当增加开光点，即每个开关点控制的照明灯不应太多，从而方便管理，也更加节能。而声控开关，可以设置在楼梯或其他稍微隐蔽之处，没有声响时，将灯熄灭，达到节能目的。其次，对于大面积场所的照明设计，可采取分区控制方式，以提高照明分支回路控制的灵活性，从而能够便利的将不需要照明场所的灯熄灭。此外，一些公共场所的照明设计，可采用集中控制的方式，安装带延时的光电自动控制装置，在有条件的情况下，可采用调光器、定时开关、节电开关等来控制照明设备。

四、结语

在工程设计中，应用电气节能技术时，主要应从合理选择供配电系统及线路、提高系统功率因数、科学设计照明系统等入手，以达到技能目的。而从我国现实来看，应用电气节能技术能够有效降低电能消耗，有利于发展低碳经济，实现可持续发展。

参考文献：

[1]陈虹霓.电气节能技术在工程设计中的应用[J]中国高新技术企业，2012（03）

[2]刘兵.建筑工程设计中电气节能技术应用研究[J]煤炭技术，2012（02）