关于电气节能在工业电气设计中的应用分析

关于电气节能在工业电气设计中的应用分析

吴素华

(中色科技股份有限公司河南省洛阳市471039)

摘要：在我国自然资源匮乏的阶段下，工业电气设计应遵循节能理念，大力倡导节能技术，实现工业电气设计的长期稳定可持续发展。我国工业电气使用及普及范围广，主要是由于社会生产需要，加上每个行业领域的电气生产工艺及需求存在差异，因此会导致电气设计前期投入较多，却对后期的利益考虑甚少鉴于此，将电气节能技术应用到工业电气设计中非常有必要，结合某石化企业工业电气设备及系统中存在的能耗问题，针对性提出电气节能技术应用方案，期望能够给相关领域企业提供理论支撑。

关键词：电气节能；工业电气设计；应用分析

引言

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。

1工业节能设计的重要性

1.1节能环保设计的必要性

随着我国社会经济与基础建设的发展，工业行业的大规模施工严重破坏了环境，并造成能源的浪费。因此，可利用节能环保技术提高环境保护和能源节约的水平。近年来，我国节能环保技术不断创新和应用，不仅强化了对能源的高效使用，还促进了环境的可持续发展。

1.2符合国家可持续发展的要求

社会经济的发展对资源供给的影响很大。因此，需重视节能环保，减少污染破坏，并利用相关法律、法规进行约束。工业电气的设计启用较多社会资源，涉及较多应用设计，故每年的能源消耗速度远远超过能源恢复速度。在能源利用率较低的情况下任其发展，极有可能引发资源的恶性循环。

1.3改变生活环境

随着人们生活质量和生活水平的提高，人们对城市化工业生产的要求越来越高。因此，工业生产企业有义务为人们的生活和工作创造更加舒适的环境。良好的生活环境需贯彻工业节能理念，如能源节约、创新节能技术等，有效提高环境保护和能源节约水平，为人们营造更加美好、健康的生活环境。

2我国工业电气节能的现状

与西方发达国家相比，中国对电气节能设计的研究开始晚了。尤其是欧洲和美国，从20世纪70年代开始对电气节能设计进行研究，制定了电气节能设计规程，取得了显着成果。相比之下，我国从20世纪80年代开始研究电气节能设计，电气节能标准正处于试点阶段。到1988年1月为止，电能节约正式并入能源节约法正式实施。经过几十年的发展，电能节约在很多行业和领域都得到了广泛应用，但仍然存在一些因素导致的电力浪费现象。电能节约在工业设计领域没有有效的推广和应用，首先，工业电能节约设计必须符合工业生产的条件，这使得在应用电能节约方面有些困难。第二，缺乏集成的电气节能标准，目前，不同工业生产工艺的差异很大，制定一套集成的电气节能标准非常困难。第三，工业设计中电气节能技术的应用消耗较高的成本，但有些工业为了追求经济利润的最大化，经常不敢想象电气节能技术，这是阻碍工业设计中电气节能技术应用的最重要原因。总之，在工业设计中应用电气节能技术仍然没有取得显着成果，而且路途遥远。3电气节能在工业电气设计中的应用分析

3.1工业电气照明系统

首先，在工业电气照明系统中，应选择合理使用自然光的途径，时刻关注自然光的投射途径，这样可以从实际生产的角度有效的减少工业电气系统的使用时间，进而实现节能。主要可采取转变窗户位置、提升室内光照效果等。其次，转变灯具的控制策略。在工业生产的厂房内，一般选择采光比较好的位置当做工作区域，也可使用光控灯具系统，根据投射进的自然光的强度来调节相关灯具的实际亮度。还可以在工业生产设备中加入合适的采光系统，以实现控制光源的目的。最后，可以引入节能灯具，来选择照明设备，确保相关设备负荷的照明标准，尽可能的选择具备一定的节能效果的灯具，避免使用白炽灯等耗能灯具系统。在布置方面，一般情况采用的是局部照明和一般照明的方式，可设置局部照明设施，尽可能的提升采光面积，并提升光照的利用率。必要情况下，可对灯光控制开光采用多功能控制，实现智能感应开关的作用。

3.2工业电气线路的设计

在实际的电力系统传输的过程中，应根据不同程度电能的消耗，以工业电器中的设备使用为原则，确保线路路径的合理性，并根据实际生产的需要，合理提升导线截面的面积，并降低电路实际电阻，提升整体的用电效率。此外，还应关注空调系统的节能控制和谐波的抑制。当前生产环境下，人们喜欢开空调，因此应确保空调系统的节能达标。针对电子设备的谐波电流，能够提升能耗率，且加快设备的损害，因为为限制谐波，在变压器的低压侧设置对应的无源滤波器及有源滤波器，这样可以混合使用，以达到有效减少耗能的作用。

3.3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。

3.4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。

3.5变频调速

变频调速也是工业电气自动化系统节能技术应用的重点，例如在高压风机电动机系统节能技术应用中，应准确判断节能率，而往往节能率一般会控制在55.29%，且在计算节能效果的过程中，风流量和流速成正比例关系，电网总系统的输出功率一共为447.1kW，节能率能够高达55.29%，如果全面系统总工作时间为持续300d，那么整个变频调速系统运行会产生的节能量达到39800kW•h。但是如果整个系统运用的是耦合系统的话，那么节能率会在36.13%。鉴于此，通过不同节能技术的对比分析，变频调速节能技术在工业电气自动化技术中具备节能优势。

结束语

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。

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