电气节能在工业电气设计中的应用研究

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　　摘要：近年来，随着可持续发展理念的不断深入，人们更加重视环境保护和能源节约。因此，必须改善环境，节约能源。相关研究表明，我国社会经济的发展是以高能耗为代价，能源损耗已成为工业生产的重难点。资源节约型社会已成为未来发展的方向，需将电气节能技术引入电气设计工作。本文就电气节能在工业电气设计中的应用展开探讨。
　　关键词：电气节能;工业电气设计;应用
　　引言
　　在经济增长过程中，遵循节能减排的原则，是实现人与自然和谐相处的重要途径。将电气节能技术应用于工业设计中，可以有效解决工业生产中电力不足的问题。同时，也积极响应了国家节能减排的政策。相关领域的专家学者已经对电气节能应用于工业设计中的具体策略进行了分析与研究，并取得了一定的科研成果。
　　1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。
　　2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。电气节能技术应用的最终目的是降低电能损耗节约能源，这也是电气节能技术应用于工业设计中的意义所在。因此，要尽可能的减少电能的耗费，努力提升电气设备的节能性能，提高电能的利用率，进而真正意义上的实现节能减损。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。
　　3电气节能技术在工业设计中的实践应用
　　3.1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。
　　3.2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。
　　3.3利用高效节能光源
　　众所周知，太阳光是可再生能源，同时也是对环境不产生污染的。将太阳光应用于工业电气节能设计中，可以有效实现照明节能的目的。以建筑设计为例，透明和采光相结合。在白天，尽可能使用棱镜窗、反射高窗、采光格板、导光管等，能够使建筑物内得到一个稳定的光照条件。在使用光伏发电系统的基础上，也可以充分把所收集到的太阳光用于照明，这种方法常应用于室外街道照明设计中。需要指出的是，电气零件使用效率的高低，也能够实现照明节能目的，这就需要提高光源的效能。目前，将高压钠灯与ts型阳光灯管结合，就实现了充分利用高效光源，节约能源消耗，扩大照明效果的目的。
　　3.4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，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。
　　3.5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。
　　3.6改进灯具控制方式
　　根据实际的照明需求，在满足工业设计生产工艺的前提下，对灯具控制方式进行优化与改进，能够避免电能浪费，提高设计电气节能的性能。具体来讲，还需要根据房间面积的大小，来确定灯具的数量。一般情况下，如果房间面积较大，可以采用“多灯一控“灯具控制方式来控制灯具数量，在合理范围内，采用一定数量的单控灯。相反的，如果房间面积较小，可以采用“两灯一控”或者“一灯一控”的灯具控制方式;在楼梯、走廊等公共场合中，常采用光电控或者声控的方式;对于位置比较偏僻，无法获取天然采光，并且距离侧窗，存在较大距离的地方，常采用光电控制方式;在室外，要想达到照明要求，可以采用光电定时开关控制方式或者程序控制方式。
　　3.7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，所以不能消除變压器的损耗。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。
　　结语
　　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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