工厂电气的节能设计研究

2016-10-21程宏

科技风 2016年8期

关键词：节约能源节能设计

摘要：伴随时代的进步与科技的发展，经济与资源的矛盾日益尖锐，节约能源成为时代发展的主题。文章通过分析讨论工厂电气节能设计技术，通过减少不必要的资源浪费，提高资源的使用率，进而在一定程度上提高人们的生活质量。

关键词：工厂电气；节约能源；节能设计

中国是一個能源消耗大国，目前能源的利用率还比较低，而且资源浪费严重。为了实现经济的持续快速发展，在我国必须组织开展节能降耗技术推广工作，尤其是工厂电气设备的设计、管理等更要积极推广使用节能降耗技术。

随着经济的发展，电气与人们之间的关系更加密切，甚至严重影响人类社会的进步和发展，下面重点针对工厂电气设备的节能设计技术进行分析。

一、供配电系统的设计

（一）变电所位置的选择

在设计工厂电气系统的过程中，设计人员首先应该对变电所进行合理定位。在一般情况下，变电所要尽可能选择离负荷中心比较近的位置，变电所的供电半径通常为小于500米。

（二）变压器容量和性能的选择

1.变压器的容量选择

在配电系统中，变压器作为重要的组成部分，如果运行时间过长，为了确保其正常运行，通常情况下，只能暂时停止其运行，对其进行检修。对于变压器来说，在运行过程中，一方面消耗电量，另一方面还会污染周围环境。在选择变压器的过程中，需要重点关注额定容量。在日常生产过程中，额定容量必须能够承受最大的负荷。为了既符合配电网的运行要求又能够有效的延长变压器的使用寿命，保证电能供应的稳定，在运行的过程中，考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取70%～85%。

2.变压器的性能选择

对于变压器来说，如果性能优良，通常情况下，需要满足以下条件：1）节能效率高，功率损耗小。在使用变压器的过程，一方面可以降低工厂电气系统的有功功率消耗，另一方面可以对资源浪费现象进行有效地控制。2）确保三相电流的平衡性，将变压器损耗控制在最低限度。

（三）输电线路的设计

输电线路的设计主要以降低电路的传输损耗为目的。根据物理知识，对于导线来说，其电阻通常情况下与导线的横截面成反比，与导线的电导率、长度等成正比。工厂电气的设计通常都通过采取降低导线电阻的方式来降低电路的传输损耗，实现节能的目标。

首先，尽量缩短导线长度。在线路设计中要尽可能走直线，少走弯路，良好地控制导线的长度。其次，科学合理地增大导线的横截面。在厂房中布置导线时，导线的长度需要满足载流量、电压降等要求，导线的横截面通过公式可以计算出，将导线的截面增加一级，在这种情况下，导线的功能损耗可以有效地减少，进而在一定程度上可以延长导线的使用寿命。最后，在其他条件一定时，一般选择铜芯、铝芯等电导率比较小的导线。

（四）选择合理的无功补偿设备

所谓无功补偿设备通常情况下就是补偿无功功率的电能设施。对于电力系统来说，无功补偿设备发挥着重要的作用，借助无功补偿设备有效减少供电系统的输电消耗，进而在一定程度上提高功率。在节能和供电质量方面，这种电能设备发挥着积极的作用。不同的工程设计需要的无功补偿方式不同，这个需要依据实际情况而定。

二、采用变频拖动技术，降低电耗

变频技术目前得到快速的发展，有取代老式降压启动器的趋势。所谓变频器就是一种电能控制装置，其作用就是借助电力半导体器件将一种工频电源调整为另一种工频电源。其工作原理就是按照一定规律，对脉冲列的脉冲宽度、幅度等进行改变，进一步对输出量、波形等进行调节，进而确保电动机电压、频率变化的平滑性。它可以通过变频降速，自身的V/F调节和自带软启动功能等方式进行节能。对于变频器来说，其作用主要表现为调压、调频、稳定压力，通过应用当前的新技术，可以进一步丰富其功能，在众多领域都有着普遍的应用，所以在未来的发展中，变频器的前景非常宽广。

三、选择电动机

在日常工作生活中，大多数设备的运转都是通过电机来实现的，所以在采购电动机的过程中，需要侧重电动机的高效节能性，进而将能源损耗降到最低。

异步电动机是最为常见的工业用途电动机，其功率因数和效率是衡量电动机运行经济性的主要指标，这两个指标存在密切相关的关系。即异步电动机的功率因数提高，其效率也会提高。对于电动机来说，降低其能耗的重要途径就是从工作效率、功率因数两方面着手。所以，在设计电动机的过程中，为了实现节能目的，应该考虑这两个主要因素，根据负荷特性合理选择电动机，防止出现电动机利用率偏低的状况。在满载的情况下，异步电动机的功率因数一般可以达到0.85～0.89，而空载、轻载时一般只有0.2～0.3，加之异步电动机产生的无功功率是工业企业无功功率的主要来源，所以在设计电动机的过程中，需要对异步电动机的容量进行合理确定，进而最大限度确保其满负荷运行。

四、照明设备的设计和管理

在许多工厂中，公共区照明往往存在能源浪费的情况。以下列举四种方法来达到控制节能的效果。

1）以季节变化为准，进行公共区照明状态的时刻表编制。

2）对公共区照明进行回路设计，在一般情况下，特别是晚上，对公共区照明系统实行最低供电回路。

3）为了降低能耗，需要推广使用先进的节能型产品。采用声控、光控开关对间断性的照明设备进行管理。

4）如果照明灯具使用时间较长，在这种情况下，使用节能灯、LED灯等较为节能的新型光源，进而在一定程度上最大限度地降低能耗。

五、选用新型节能电气设备

受各种因素的影响和制约，当前我国大部分企业依然使用技术型号较为落后的电气设备，甚至有些电气设备已经被淘汰，为了实现节能目的，这种落后的电气设备需要及时对其进行淘汰，选用更加新型节能的电气设备，从而有效实现电气设备的更新换代，降低电气设备的能耗。

六、结论

随着经济的不断发展，我国的能源使用量将会进一步增加，同时也会进一步加大对环境的污染，在这种情况下，需要研究工业生产中的节能技术，一方面节约能源，另一方面节约生产成本。对此，我们需要深入研究分析工厂电气设备的节能技术，推动我国电气节能技术的发展。

参考文献：

[1] 詹学远.电气设备节能降耗技术管理分析[J].科技创新导报，2015，6.