工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能方面的研究

1、<p>　　工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能方面的研究</p><p>　　摘要：我國(guó)是能源消耗大國(guó)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)的能源需求不斷增加。在現(xiàn)階段全球能源緊張的形勢(shì)下，如何進(jìn)行節(jié)能成為了廣泛關(guān)注的問題。工業(yè)電氣設(shè)計(jì)對(duì)于電氣節(jié)能有著重要的意義，工業(yè)電氣設(shè)計(jì)是工程項(xiàng)目的前提，只有在項(xiàng)目初期對(duì)電氣節(jié)能進(jìn)行規(guī)劃和分析才能滿足整個(gè)工程項(xiàng)目的節(jié)能需求。本文工業(yè)電氣設(shè)計(jì)在電氣節(jié)能方面應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行了分析和探討。

2、 </p><p>　　關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣節(jié)能 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于能源的需求不斷增高，能源消耗問題成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要的制約。我國(guó)節(jié)能工作的發(fā)展較為落后，需要不斷的提高，來解決

3、目前能源消耗和供應(yīng)間的矛盾。在目前全球的能源短缺的形勢(shì)下，節(jié)能工作對(duì)于我國(guó)的持續(xù)發(fā)展也是非常重要的。工業(yè)耗電水平較高，具有很大的節(jié)能空間，做好工業(yè)電氣節(jié)能工作可以有效的節(jié)約能源，提高能源的利用效率，為工業(yè)企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，保證企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。工業(yè)電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能工作需要圍繞安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、先進(jìn)的原則進(jìn)行，在滿足自身發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，保證節(jié)能工作的順利實(shí)施。 </p><p>　　一、目前我國(guó)工業(yè)建筑電氣節(jié)能

4、設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 </p><p>　　在發(fā)達(dá)國(guó)家建筑電氣節(jié)能早就引起了人們的關(guān)注，早在上世紀(jì)70年代，歐洲一些國(guó)家就已經(jīng)對(duì)工業(yè)電氣節(jié)能非常重視，制訂了一系列有法律效率的規(guī)定來約束電氣節(jié)能。而直到80年代末我國(guó)的第一個(gè)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還停留在試點(diǎn)階段，1998年1月1日全國(guó)節(jié)能的大法--《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》頒布實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)把對(duì)能源的節(jié)約利用上升到法律的高度。從此，工業(yè)節(jié)能作為一則法律程序必須考慮。今天，節(jié)能在工

5、業(yè)與民用方面已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同和應(yīng)用。但是工業(yè)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)一直沒有得到重視和普及應(yīng)用，其中的原因有很多。 </p><p>　　首先，各種工業(yè)的生產(chǎn)工藝區(qū)別很大，難以有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　其次，工業(yè)電氣的設(shè)計(jì)首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求。工業(yè)的電氣設(shè)計(jì)以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為主，業(yè)主考慮的是工程的先期投入，也就是把有限的資金花在能創(chuàng)造價(jià)值的方面，而考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)利益較少。因此工業(yè)電氣節(jié)能

6、的推廣不如住宅、民用建筑這樣普遍。但是電氣節(jié)能在工業(yè)領(lǐng)域的推廣也有其重要意義，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，節(jié)能設(shè)計(jì)雖然先期投入較多，但是投入生產(chǎn)之后很短的時(shí)間就能收回多投入的成本，遠(yuǎn)期效果非?？捎^。 </p><p>　　二、工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn) </p><p>　　1、供配電系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用 </p><p>　　工業(yè)電氣與普通民用電氣的主要區(qū)別是：用電負(fù)荷等級(jí)高

7、，用電設(shè)備相對(duì)密集，對(duì)連續(xù)性供電的要求較高。為達(dá)到節(jié)能的效果，從以下幾方面進(jìn)行考慮。供配電系統(tǒng)的環(huán)節(jié)不宜過多，盡量做到簡(jiǎn)單可靠 ，過多的配電環(huán)節(jié)會(huì)造成額外的能量損耗。這也是規(guī)范規(guī)定“同一電壓等級(jí)供電系統(tǒng)配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)”的原因。應(yīng)合理選擇設(shè)備的供電電壓水平，同等情況下，電壓水平高，損耗相對(duì)較小。如工業(yè)、企業(yè)大量使用的壓縮機(jī)、循環(huán)水泵等，常采用6/10 kV 供電，既降低了供電線路上的電流，又減少了銅損耗，還能減少銅材的浪費(fèi)。 <

8、;/p><p>　　2、變電所應(yīng)盡量深入負(fù)荷中心 </p><p>　　大多數(shù)情況下，工業(yè)、企業(yè)內(nèi)的負(fù)荷多為低壓交流380 V，若距離過遠(yuǎn)，為滿足起動(dòng)壓降和運(yùn)行壓降的要求，增加電纜的截面，勢(shì)必造成銅材的大量浪費(fèi)。所以，如果廠區(qū)面積過大時(shí)，應(yīng)采用合理的供電半徑統(tǒng)一籌劃，設(shè)置多個(gè)變配電裝置，縮小線路的距離，降低損耗。有些工程項(xiàng)目在初期規(guī)劃時(shí)并不十分合理前期電氣專業(yè)人員往往沒有介入總體規(guī)劃，而參與時(shí)

9、才發(fā)現(xiàn)變配電所的位置設(shè)置不合理，這時(shí)再調(diào)整總圖會(huì)影響整體布局。所以，在設(shè)計(jì)初期時(shí)可與總圖專業(yè)協(xié)商，盡量將變電所設(shè)置在負(fù)荷中心。萬不得已時(shí)，可設(shè)置多個(gè)變配電所，每個(gè)變配電所應(yīng)在相應(yīng)的負(fù)荷中心。如果有爆炸危險(xiǎn)區(qū)存在，在滿足規(guī)范的前提下，可將變電所設(shè)置在臨近爆炸危險(xiǎn)區(qū)，并將室內(nèi)外地坪高度差提高至0.6m，就能達(dá)到降低能耗的效果。 </p><p>　　3、采用功率因數(shù)補(bǔ)償 </p><p>　　

10、在工業(yè)企業(yè)中大多數(shù)用電負(fù)荷為機(jī)泵。由于電機(jī)為感性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生功率因數(shù)滯后，如果不進(jìn)行補(bǔ)償，會(huì)造成線路損耗和變壓器損耗增大。在SH3038—2000《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》推出后，石化裝置設(shè)計(jì)人員將低壓補(bǔ)償取消，這種做法有欠妥當(dāng)。如果補(bǔ)償只設(shè)置在6/10 kV 側(cè)，低壓側(cè)不進(jìn)行補(bǔ)償，負(fù)荷較多時(shí)配電變壓器的數(shù)量會(huì)相應(yīng)增加或變壓器容量會(huì)相應(yīng)增大，很容易造成額外的電能浪費(fèi)。所以，應(yīng)采取就地補(bǔ)償原則，從設(shè)計(jì)上保證節(jié)能，可即變壓器后

11、側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，在同樣負(fù)荷率的情況下，使變壓器的效率提高。 </p><p>　　三、工業(yè)電氣節(jié)能主要設(shè)備 </p><p><b>　　1、變壓器 </b></p><p>　　工業(yè)廠區(qū)選擇變電所的地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)置在負(fù)荷中心點(diǎn)，這樣可減小變電所低壓出線線路的長(zhǎng)度，減少線路的損耗。變壓器的有功功率損耗包括變壓器空載損耗和有載損耗，即: &l

12、t;/p><p>　　Pb= P0+β2Pk ，其中，Pb為變壓器的有功損耗；P0為變壓器的空載損耗；Pk為變壓器的有載損耗；β為變壓器的負(fù)載率。P0又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，如S10型、S11 型等油浸變壓器及干式變壓器，可減少損耗，提高效率。 Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過繞

13、組電流的大小，與負(fù)載率β2成正比。因此，應(yīng)選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。從β2Pk用微分求它的極值，在β= 50%處每千瓦的負(fù)載，變壓器的能耗最小，但在β= 50% 負(fù)載率時(shí)僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節(jié)能的措施。在實(shí)際使用中有一半變壓器沒有投入運(yùn)行，這無疑是在節(jié)約了電能的同時(shí)浪費(fèi)了由于變壓器容量加大而白白消耗掉的其他資源。所以在綜合了各種費(fèi)用，又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，變壓器最?jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行

14、的負(fù)載率一般在75%～85%之間。 </p><p><b>　　2、導(dǎo)線 </b></p><p>　　在配電線路之中存在著電阻，一旦有電流通過，就會(huì)產(chǎn)生損耗功率，從電網(wǎng)的角度上來說，應(yīng)該增加電壓等級(jí)或提高功率因數(shù)的方式來降低電流，在一般的單體建筑之中，因?yàn)殡娫措妷阂呀?jīng)被確定，因此，想要降低線路的能耗，就必須降低線路的電阻或提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)主要有選用正確合

15、理的用電設(shè)備來提高系統(tǒng)的自然功率因數(shù)和增設(shè)補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行人工補(bǔ)償兩種方式。降低線路電阻的方法有：第一，應(yīng)該選擇具有較小電導(dǎo)的材料制作導(dǎo)線，就是使用銅芯導(dǎo)線，在我國(guó)改革開放的初期，因?yàn)殂~價(jià)很高，因此，國(guó)家在制作導(dǎo)線的時(shí)候使用鋁線代替銅線，二十一世紀(jì)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)節(jié)能、環(huán)保的需求，我們能夠大面積的使用和應(yīng)該使用銅質(zhì)的導(dǎo)線。第二，減少配電線路的長(zhǎng)度，配電室應(yīng)該選擇靠近負(fù)荷中心的位置，減少供電的半徑，降低能耗，在設(shè)計(jì)和實(shí)際布線中盡量減少

16、回頭路和彎路，降低導(dǎo)線的整體長(zhǎng)度，針對(duì)環(huán)形的供電方式，應(yīng)該減少電阻值，使用閉環(huán)運(yùn)行的方式代替以往的開環(huán)運(yùn)行，最大限度的減少線路的損耗。第三，提高導(dǎo)線的橫截面面積。對(duì)比這三種方法，第三種方法最不利于降低工程造價(jià)，其次是第一種方法，第二種方法既能夠降低工程造價(jià)，還能夠降低線路損耗，我們應(yīng)該大力提倡和</p><p><b>　　3、電動(dòng)機(jī) </b></p><p>　　工

17、業(yè)建筑之中電動(dòng)機(jī)尤其是交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常頻繁，節(jié)能潛能比較大，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能措施主要有：第一，使用高效率的電動(dòng)機(jī)。和普通的電動(dòng)機(jī)相比較，高效電動(dòng)機(jī)損耗降低了百分之二十到百分之三十，電動(dòng)機(jī)效率提高了百分之三到百分之六。第二，可以針對(duì)負(fù)荷的特征，選擇合適的電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍內(nèi)，a）恒負(fù)載連續(xù)運(yùn)行，功率在2500KW及以上，宜采用同步電動(dòng)機(jī)，b）功率在200KW及以上應(yīng)選用高壓電動(dòng)機(jī)，c）除特殊負(fù)載需要外，一般不選用直流電動(dòng)機(jī)

18、。第三，對(duì)負(fù)載率低于百分之四十的輕載電動(dòng)機(jī)應(yīng)該使用降壓或星一三角切換裝置來減少電動(dòng)機(jī)的損耗和提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，最終提高節(jié)電的效果。第四，采取電動(dòng)機(jī)無功功率就地補(bǔ)償措施，以降低配電線路電流，減小導(dǎo)線截面和配電變壓器容量。第五對(duì)控制的方式進(jìn)行改進(jìn)，最終使運(yùn)轉(zhuǎn)的效率得到提高，針對(duì)負(fù)荷的轉(zhuǎn)變使用調(diào)速電機(jī)，一些風(fēng)機(jī)和水泵沒有恒定的流量，應(yīng)該針對(duì)風(fēng)量的需求，對(duì)調(diào)速進(jìn)行有效的控制，大大降低電機(jī)的能耗，尤其對(duì)大容量的電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果明顯。 </

19、p><p>　　結(jié)束語：節(jié)能是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于工業(yè)發(fā)展的要求。加強(qiáng)節(jié)能控制工作不僅可以為企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，還可以有效的促進(jìn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。工業(yè)企業(yè)及時(shí)的做好工業(yè)電氣節(jié)能工作，可以提高自身的形象，保證企業(yè)長(zhǎng)期的發(fā)展。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)：[1]朱曉鋒.有關(guān)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的一些體會(huì)[J].科技資訊,2008(10).[2]趙純禹.工業(yè)企業(yè)電氣