工业电气设计中电气节能技术的应用分析

亓建强

摘要：针对电气节能在工业电气设计中的应用，结合实际案例，做了简单的论述，提出了工业电气节能设计的策略，共享给相关人员参考。从工业电气设计的实践研究结果来说，做好电气节能设计的把控，充分应用电气智能控制系统和节能型供配电系统等，能够实现能源的节约，同时有利于推动工业持续化发展。

关键词：电气节能;工业电气设计;应用要点;能源消耗

引言：经过几十年的发展，我国电气节能已经被广泛应用于各行业与领域。不过从实际应用情况来说，受到各类因素的影响，依旧存在着电气浪费的现象，其在工业设计领域中未能获得有效推广以及应用。因此，深度分析此课题，提出电气节能的应用策略，对助力其在工业设计中的应用和发展，有着重要的意义

一、电气节能技术在工业设计中应用的原则

对于工业中的电气设计，节能技术是未来发展的趋势，同时也响应了国家环保与节能的号召。设计时，需遵循一定原则，以保证设计的合理与科学。具体原则包含3个方面。第一，经济性原则。工业设计中，电气节能技术的使用成本较高，需详细分析对工业的整体经济利益与效益的影响，保证电气节能技术使用后资金使用的经济性，从而提高资金的使用效率。第二，节能性原则。使用电气节能技术的最终目的是降低能源消耗。第三，适用性原则。工业电气的节能设计需保证工业生产的顺利进行，结合所用设备的使用情况和运行特点，确保电气节能技术较好地应用于电气设备。

二、工业企业电气节能的意义

从工业企业的角度来说，实施电气节能对其具有重要的意义，具体体现如下：（1）符合工业企业发展现状要求。目前，我国现行的电气节能体制还有着很多漏洞以及缺陷，多数企业未能意识到电气节能的意义所在，注重提高生产效益，忽略了资源解决，使得电能被大量浪费。对于此问题的控制，要加大对电气节能技术的深度研究以及应用，进而推动工业企业持续化发展。（2）助力经济可持续发展。工业实现持续化发展，必须要解决能源消耗问题和环境污染问题。在具体施加中，基于可持续发展目标和要求，积极寻求资源和环境、经济相互协调发展的路径。通过应用电气节能，提高电能的利用率，进而实现可持续发展目标。

三、我國工业电气节能设计现状

西方欧美国家在电气节能设计方面的研究起步较早，上世纪70年代便已经从法律层面作出了一系列规定，并且取得了显著成效。而我国在上世纪80年代时期，对电气节能的标准尚处于试点阶段，电气节能被正式纳入到国家法律法规中的标志是1988年1月1日《节约能源法》的正式颁布实施[1]。经过30年发展，节能技术已经在广泛应用到各个行业和领域中，但是受多种因素的影响，并未在工业设计中得到良好推广应用，电能浪费现象仍然比较突出。首先，对于工业电气节能设计，应以满足生产工艺为基础前提，存在较大的局限性;其次，不同工业生产工艺存在较大差异，无法制定统一的电气节能标准;其次，电气节能技术前提是较高成本的投入，使很多工业项目业主都望而却步，这些都阻碍了电气节能技术在工业设计中的普及应用。由此可见，要想在工业设计中实现电气节能技术的有效应用，减少电能浪费现象，仍有很长的一段路要走。

四、工业电器设计中节能技术的应用

1.供配电系统中应用节能技术

与民用建筑工程相比，工业电气的应用具有一定的特殊性。工业电气的用电负荷等级较高，主要原因是涉及到大量的电气设备。为保障这些设备的运行，需大量的电力给予支持。为实现节能效果，需保证供电系统的稳定和安全，通过减少供电环节减少能源消耗。工业电气的设计中，需遵循同一电压等级的供电系统配电级数不超过两级。工业生产中，使用较多循环水泵或者压缩机，不仅可降低短路容量，减少导体与断流器的短路耐受等级，还可降低线路损耗，减小电缆截面面积。

2.变电所需深入负荷中心

如果工业生产厂区较大，需合理设计供电半径。筹划相关区域时，需合理增加变配电装置的使用数量，减少线路使用距离，避免能源损耗。工业工程规划中，如果电气设计工作人员缺少对总体的规划与设计，那么在后期项目出现变配电位置的设计问题时需调整总图，影响整体布局。工程项目设计初期，需加强与总图设计人员的沟通，深入相关变电所发热负荷中心，增加变电所。如果处于危险区域，需与爆炸的危险区域保持足够的距离。

3.使用功率

因数补偿工业的电气设计主要是电动机设计，其电缆使用量巨大。由于电缆和电动机属于感性负荷，相关功率因数出现滞后，将增加变压器和线路的损耗。供电系统中，需合理选择电动机和变压器的容量，减少线路感抗。如果提高自然功率因数后仍未达到电网的使用要求，需使用并联电容器作为无功补偿装置[3]，以保证使用端的功率数值达到国家规定要求。同时，高压部分的无功功率由高压电容器补偿，低压部分的无功功率由低压电容器补偿。经过补偿，降低了变压器的容量使用要求。设计人员需遵循相关原则，提高设计的节能水平。

4.工业电器变压器设计

工业的电气设计工作中，需明确变电所的位置，保证变压器在变电所中的应用与荷载，从而降低变压器线路的使用量。结合变压器的不同，合理选择材质。通常，变压器的空载损耗不会发生很大变化，所以不能消除变压器的损耗。结合变压器的使用环境，选择节能效果较好的变压器，以减少损耗，提高工作效率。变压器使用过程中，存在空载损耗和有载损耗。损耗值的大小主要由变压器的节点功率和自身电阻决定。因此，需根据实际电阻率选择较小的变压器。另外，选择变压器时，需考虑设备的使用成本。通常，负载为75%～85%的变压器使用效果最好。

5.工业电动机的设计

提高电动机的工作效率，可降低电力能源损耗。因此，选择电动机时，需严格控制参数，确认电动机的实际效率。对电动机进行节能设计时，需注意工作效率。如果电动机的工作效率较高，需降低电动机的功率，并结合实际用电情况，避免电动机负载过量引发其他问题[4]。此外，当选择负荷较小的电动机时，可搭配相关装置，以减少电动机的能耗，保证节能效果。最后，控制导线的截面，以降低电动机的电路使用量。

6.工业电气线路设计

目前，工业电气设计工作中，线路是重要的组成部分。工业电气的设计对线路设计要求非常高。实际电力传输时，将出现不同程度的电能损耗，主要原因是工业电气设备的的理论使用电能与实际使用电能之间存在差距[5]。为达到节能效果，需合理设计线路数量，保证合理的导线截面。设计电气线路时，需合理设计线路路径并达到使用要求，以降低电路实际电阻，提高用电工作效率。

7.推广应用电气智能控制系统

若想实现电气节能，加大对电机设备的改进，能够获得不错的效果。在具体实践中，应用计算机技术和数字技术等，优化动力系统，强化对电机运行情况的控制力度。通过建立电气智能控制系统，减少电能的浪费。基于现代化信息技术，进行电气设备的开发，提升电气智能化控制的水平。实际应用中，应用电气系统智能化控制，结合设备当前的运行情况进行调节，可以保持其正常运行，同时减少电能的损耗，进而实现节能减排[。

结束语

综上所述，电气节能在工业电气设计中的应用，要结合实际情况出发，采取具体的把控措施。在具体实践中，通过分析电能消耗问题产生的原因，做好常见因素的把控，最大程度上能够保证工业电气设计的质量和效率，降低电能消耗。

参考文献

[1]李彦光，樊建玲，冯艳梅.关于电气节能在工业电气设计中应用的探究[J].科技创新与应用，2018（36）：174-175.

[2]董梅.电气节能在工业电气设计中的应用分析[J].建材与装饰，2018（39）：257-258.

[3]张全元.变电运行现场技术问答[M].2版.北京：中国电力出版社，2009.

[4]黄远飞，彭泽华.断路器本体三相不一致保护设计分析[J].南方电网技术，2012，6（4）：72-75