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电气节能在工业电气设计中的应用研究

作者:未知

  摘 要:随着我国社会经济的发展与工业水平的提高,能源危机与环境污染问题不断加剧。而电能是当前工业生产必不可少的动力与能源,基于我国当前很多工业企业尚缺乏电气节能意识的现状,以及促进我国经济高质量、可持续发展的要求,发展工业电气节能是非常必要的。本文首先分析了工业电气节能的思路与原则,然后重要阐述了电气节能在工业电气设计中的典型应用措施,以期对工业电气节能设计,寻求经济与资源、环境的协调发展有一定的助益。
  关键词:电气节能;工业电气设计;应用措施
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.014
  1 工业电气节能设计的思路与原则
  我国经济的高速发展,是以高能耗为代价的,而工业就是高能耗行业之一。随着我国能源危机与环境污染问题的加剧,工业耗能(尤其是电能)已成为制约我国经济社会可持续发展的关键因素之一。因此,在建设资源节约型、环境友好型社会的内在目标下,将先进的电气节能技术应用于工业电气设计之中,是非常有必要的。
  要在工业电气设计中最大程度地避免能源浪费,实现经济效益、环境效益、社会效益最优化,就要进行科学、合理的电气节能设计。分析我国当前工业企业的电气设计现状,电气节能设计的思路应着眼于以下两点:一是结合企业实际,构建综合性的电气节能系统;二是构建集成化监控、调度及优化的节能工作平台。工业企业可通过这两点来优化自身的电气能源系统,使实现全方位、系统性地电气节能。
  开展工业电气节能设计,要遵循一定的原则,不能随意为之,否则将无法保证投入与产出的平衡。简言之,工业电气节能设计的原则有三,即适用、节能、可行。所谓适用,即节能须先满足正常的使用需求这一前提,并基于此通过科学、合理的设计来达到降低能耗、节约资源的目的;所谓可行,即切实分析节能项目所需投入及其预期效益,进行全方位对比,做出正确的选择,以达到低能耗、高产出的效果;所谓节能,即降低或消除无关能耗,保留必要能耗,也就是科学节约能源。
  2 电气节能在工业电子设计中的应用措施
  2.1 供配电系统的节能设计
  较之普通民用电气,工业电气最明显的特征在于其用电负荷等级较高,电力设备较多且集中,通常需持续、稳定供电。在此条件下进行电气节能设计,首先要做好供配电系统的合理设计,使其既满足工业电气的需求,又可达到节约能源的目的。为此,一是要尽量减少供配电环节,避免额外的能耗,使供配电系统简单、可靠;二是要按实际需求的不同,合理选择设备的供电电压,一般而言电压水平越高,则损耗就越小;三是要考虑变电所的供电半径统筹、变配电位置的规划等。
  2.2 工业变压器的合理选择
  工业变压器的合理选择,首先在于用电负荷的计算,并可根据实际需要,在不同设计阶段选用不同的计算方法,如在方案设计阶段用单位指标法,在初步设计或施工图设计阶段用需要系统数等。其次要将变压器设置在变电所与负载中心之间,如此能有效减少线路数量。再次,要重视变压器的损耗,包括空载损耗与负载损耗。选择节能型变压器,有助于减少空载损耗;对负载损耗而言,正确确定变压器的容量,建议使用负载率在75~85%的变压器。最后,要设法提高整个系统的功能因素,以有效降低变压器损耗和减少线路。此外,还需注意变压器的投入成本,以达到节约能源与成本控制相协调的效果。
  2.3 工业电气动力系统的设计
  工业生产中电动机的使用非常广泛,其对电能的耗费极大。因此,在工业电气动力系统的设计中,要切实提升电动机的工作效率,尽可能地避免出现空载等现象,以减少电能浪费。具体做法是,在电动机的节能设计中,要考虑其工作效率,若电动机效率较高,则可减少其工作时间,降低其负载,从而降低电能的浪费。在选择电动机时,要依据实际需求,以保证其工作负荷的要求,避免因负载过量而出现超负荷运转的情况。同时,应适当选择一些负载率较小的电动机,以搭配相关设备使用,通过整体优化配置来实现电气节能的目的。此外,还应注意电动机性质应与变压器的容量相符合,并减少其使用线路数量、把控其导线截面。
  2.4 工业电气照明系统的优化
  工业电气照明系统在工业企业中也是必不可少的,从而它也是工业电气节能设计的重点。照明系统的节能设计,可通过以下几个途径来实现:一是在工业建筑设计时,充分利用太阳能资源实现采光,适当减少照明设备的使用;二是使用新型高光节能灯具,提升光源的利用效率;三是转变灯具的控制方式,如节能型开关、光控式灯具等,按实际所需控制灯具的开关、亮度;四是推广性能优越、耗能较低的光源用电附件,如节能型电感、电子镇流器等节能用电附件;五是按工业企业的实际需求,科学合理地进行照明设施布局,以在确保工作要求的同时节约能源。
  2.5 工业电气设备的合理选择
  工业电气设备的合理选择,也是工业电气节能设计的重要一环。机泵作为最重要的电負荷设备,对其一定要有提前规划与设计,并依据实际需求进行选择,并通过分析其基本负荷及功率,然后做出科学的判断。若机泵功率太高,则可能会出现空载等现象,导致电能损耗。针对大功率电机,需采取变频措施来提高其轻载效率,以有效降低能耗;对于大型电机,可采用及时补偿功率因数的方式,来减少有功损耗。
  此外,随着科技的发展,可通过通信、网络、微电子、自动化、神经网络、物联网等新型技术,构建电气智能控制系统,实时监控工业企业的实际用电情况,通过智能调度与优化策略,实现整个企业用电效率的最优化,从而达到节能效果。
  3 结束语
  综上,基于建设资源节约型、环境友好型社会的内在目标,工业电气设计要积极采用各种先进的节能措施,充分利用清洁能源,优化、完善工业电子设计方案,如此一方面可有效提升资源的利用率,为工业企业创造更大的经济效率,提升其市场竞争力;另一方面则可极大地降低能源浪费,推动工业企业以及整个社会向可持续方向发展。
  参考文献:
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  [3]于增波.电气节能在工业电气设计中的应用研究[J].科技创新与应用,2015(20).
论文来源:《山东工业技术》 2019年12期
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