电气工程中的节能设计技术浅析

2019-11-29高卿田雷雷

商品与质量 2019年18期

高卿田雷雷

海南核电有限公司海南昌江 572733

电气工程作为现代科技的核心组成部分，从某种意义上来看，电气工程的发达程度往往也代表着国家的科技水平。由于电气工程技术在现代诸多领域中的运用十分普及，如生产制造、冶金、剪裁等，所以为了有效降低能源消耗，便需要充分利用节能设计技术。只有这样才能够真正提升电气工程的节能水平，促使电气工程更加稳定健康的发展。

1 电气工程中的节能技术

1.1 输配电系统节能技术

1.1.1 提高输电效率

输配电系统当属电气工程最不可或缺的重要技术之一，而要切实提高输配电系统的输电效率，以达到节能减排的效果，则最有效的途径当时减少供配电系统的线路损耗。就目前而言，运用作为广泛的减少线路损耗措施有：高压或超高压输电；减少变压级数、配置变压器以及安装无功补偿装置等。就以上措施而言，其均是通过提高线路功率因素的方式来减少线路损耗，以此达到提高电能质量的目的。除此之外，通过改变输电及供配电方式来降低网络的功率消耗亦是帮助输配电系统节能的良好方式，而就此方式而言，最常用的措施有调整输送电的电压、降低三相负载来提高线路的使用效率以及处理导线接头来避免不必要的线路损耗等。上述调整方式均是通过对电能的合理分配，从而达到提高输电效率的目的。

1.1.2 配电变压器的节能技术

现实生活中，绝大多数建筑企业均是通过选取低损耗节能型的变压器来节约电能。诸如大型体育馆、图书馆、教学楼等设施均是以低功耗节能型的变压器为主。而对于对电网电压波动较大的场所与环境则需采用具有载调压功能的电力变压器。当然，为进一步提高现代建筑物的节能效果，则针对变压器的具体使用还应尽量使其保持在经济运行状态，至于所谓的经济运行状态，即指变压器始终在低损耗的状态下运行。众所周知，变压器的损耗主要分为两大部分，一为有功耗损，二为无功耗损。其中，有功损耗是指损耗等于额定同损与负荷电流及额定电流平方比的乘积，而无功损耗则是额定短路电压百分数乘以额定电容再乘以负荷电流及额定电流平方比的乘积。至于两者差异的具体表现则是前者会导致电能流失，而后者则会降低变压器的运行效率。其中，负载电流越大，则有功损耗越大；而负载电流越小，则无功损耗也便越小。当然，就变压器的经济负荷率而言，通常是变压器的经济符合与变压器的额定容量之比。倘若电容过大或过小，则均会形成“小马拉大车”的形象。长此以往，不仅容易导致变压器被烧毁，且因容量也会导致资源浪费。通常，针对变压器容量的选择，通常是在一般负荷率的70%左右为最佳。

1.1.3 供电系统中的无功功率补偿技术

就输配电系统中的绝大部分用电设备而言，其均属于具有感性特征的负载，而正是基于此种感性特征，将在一定程度上降低设备的运行功率，以便能够在提升电能利用率的同时真正达到改善电压质量和补偿节能损耗的目的[1]。

1.2 电机驱动的节能技术

1.2.1 电动机软启动节能技术

对启动性能差的三相交流异步电动机而言，若在电压恒定的情况下直接启动，则能耗亦将随着启动电能的增大而升高。就以晶闸管为主的开关器件，因其控制核心为单片机，加之符合设备启动的软件可随时依照驱动的负载特性来对点击启动过程中各驱动设备的特性参数予以合理调节，以此既能保证电机设备始终处于最佳的运行状态，又能避免电机启动过程中产生的各种无功与有功损耗，继而达到降低线路损耗以及节约电能的目的。

1.2.2 变频调速节能技术

当前吹屑风机中也涉及到变频调速节能技术的运用，而导致吹屑风机运行效率低下的原因主要分为两种：一是风机本身定速运行所产生的风量与风量需求不匹配。二是风机本身未能处于最佳的运行状态。针对上述两种原因，可采取的解决方法有两种：一是改善管网特性来改变风量，以促使风机产生风量与风量需求相匹配；二是改变风机转速来减少风量，这时风压也会发生相应的改变，从而在风机输出功率减小同时也便达到了节能的效果[2]。

1.3 照明节能技术

使用电子镇流器，其主要作用是对气体放电灯的光源启动及工作时予以限流，以此降低镇流器的功能损耗。就我国目前使用的镇流器而言，主要有电感镇流器与电子镇流器两种。其中，电感镇流器主要是使用工频交流电，而电子镇流器则是将工频点转化为交流电再进行供给，以此将降低至少25-35%的功耗。由此可见，电子镇流器的节能效果更佳。

2 电气工程节能设计方式

在电气工程的节能设计过程中，可采取降低电能传输消耗的方式来避免能源浪费。通常是为了选取适宜的补偿设备，有效提升变压器的电压，并对一些适宜的无功设备进行变压器补偿处理，有效降低整个电力系统中的变压器的输电能耗，这样有利于提高设备运转的效率。其中，无功补偿设备是整个电力系统应用过程中非常重要的组成元件，能够有效提升供电的质量，真正达到节能的目的；科学采用有源滤波器，有效减少能源的消耗量[3]。通过将消谐装置滤掉谐波合理的应用到电气的设计过程中，其主要的原理是采用有源滤波器，充分突出动态的性能。这样有源滤波器便能够在电气设备出现错误的操作情况时有效提升电气设备的运行效率，真正达到节能环保的作用，最大限度降低电能的消耗量；优化设计照明的设备，以便能够更好的满足照明的需求。通过合理的选择各种镇流器、钠灯、卤化灯、LED灯等，优化照明光源的选择，尽量选取一些能源消耗量较小的产品，从而达到节能的作用。