工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能方面的研究

1、<p>　　工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能方面的研究</p><p>　　摘要：我國是能源消耗大國，隨著我國經濟不斷發(fā)展，我國的能源需求不斷增加。在現(xiàn)階段全球能源緊張的形勢下，如何進行節(jié)能成為了廣泛關注的問題。工業(yè)電氣設計對于電氣節(jié)能有著重要的意義，工業(yè)電氣設計是工程項目的前提，只有在項目初期對電氣節(jié)能進行規(guī)劃和分析才能滿足整個工程項目的節(jié)能需求。本文工業(yè)電氣設計在電氣節(jié)能方面應注意的一些問題進行了分析和探討。

2、 </p><p>　　關鍵詞：工業(yè)電氣節(jié)能 </p><p>　　中圖分類號：TE08文獻標識碼： A </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　隨著我國經濟迅速發(fā)展，社會對于能源的需求不斷增高，能源消耗問題成為了我國經濟發(fā)展的一個重要的制約。我國節(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間的矛盾。在目前全球的能源短缺的形勢下，節(jié)能工作對于我國的持續(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)帶來良好的經濟效益，保證企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。工業(yè)電氣設計的節(jié)能工作需要圍繞安全、經濟、環(huán)保、先進的原則進行，在滿足自身發(fā)展需求的基礎上，保證節(jié)能工作的順利實施。 </p><p>　　一、目前我國工業(yè)建筑電氣節(jié)能

4、設計的現(xiàn)狀 </p><p>　　在發(fā)達國家建筑電氣節(jié)能早就引起了人們的關注，早在上世紀70年代，歐洲一些國家就已經對工業(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年代末我國的第一個建筑節(jié)能標準還停留在試點階段，1998年1月1日全國節(jié)能的大法--《中華人民共和國節(jié)約能源法》頒布實施，標志著我國把對能源的節(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)與民用方面已經得到了廣泛的認同和應用。但是工業(yè)的電氣節(jié)能設計一直沒有得到重視和普及應用，其中的原因有很多。 </p><p>　　首先，各種工業(yè)的生產工藝區(qū)別很大，難以有一個統(tǒng)一的標準。 </p><p>　　其次，工業(yè)電氣的設計首先要滿足生產工藝的要求。工業(yè)的電氣設計以經濟實用為主，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)造價值的方面，而考慮長遠利益較少。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)領域的推廣也有其重要意義，長遠來看，節(jié)能設計雖然先期投入較多，但是投入生產之后很短的時間就能收回多投入的成本，遠期效果非?？捎^。 </p><p>　　二、工業(yè)電氣設計中節(jié)能技術應用的要點 </p><p>　　1、供配電系統(tǒng)中的節(jié)能技術應用 </p><p>　　工業(yè)電氣與普通民用電氣的主要區(qū)別是：用電負荷等級高

7、，用電設備相對密集，對連續(xù)性供電的要求較高。為達到節(jié)能的效果，從以下幾方面進行考慮。供配電系統(tǒng)的環(huán)節(jié)不宜過多，盡量做到簡單可靠 ，過多的配電環(huán)節(jié)會造成額外的能量損耗。這也是規(guī)范規(guī)定“同一電壓等級供電系統(tǒng)配電級數不宜多于兩級”的原因。應合理選擇設備的供電電壓水平，同等情況下，電壓水平高，損耗相對較小。如工業(yè)、企業(yè)大量使用的壓縮機、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。 <

8、;/p><p>　　2、變電所應盡量深入負荷中心 </p><p>　　大多數情況下，工業(yè)、企業(yè)內的負荷多為低壓交流380 V，若距離過遠，為滿足起動壓降和運行壓降的要求，增加電纜的截面，勢必造成銅材的大量浪費。所以，如果廠區(qū)面積過大時，應采用合理的供電半徑統(tǒng)一籌劃，設置多個變配電裝置，縮小線路的距離，降低損耗。有些工程項目在初期規(guī)劃時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

9、才發(fā)現(xiàn)變配電所的位置設置不合理，這時再調整總圖會影響整體布局。所以，在設計初期時可與總圖專業(yè)協(xié)商，盡量將變電所設置在負荷中心。萬不得已時，可設置多個變配電所，每個變配電所應在相應的負荷中心。如果有爆炸危險區(qū)存在，在滿足規(guī)范的前提下，可將變電所設置在臨近爆炸危險區(qū)，并將室內外地坪高度差提高至0.6m，就能達到降低能耗的效果。 </p><p>　　3、采用功率因數補償 </p><p>　　

10、在工業(yè)企業(yè)中大多數用電負荷為機泵。由于電機為感性負載，會產生功率因數滯后，如果不進行補償，會造成線路損耗和變壓器損耗增大。在SH3038—2000《石油化工企業(yè)生產裝置電力設計技術規(guī)范》推出后，石化裝置設計人員將低壓補償取消，這種做法有欠妥當。如果補償只設置在6/10 kV 側，低壓側不進行補償，負荷較多時配電變壓器的數量會相應增加或變壓器容量會相應增大，很容易造成額外的電能浪費。所以，應采取就地補償原則，從設計上保證節(jié)能，可即變壓器后

11、側進行相應的補償，在同樣負荷率的情況下，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)選擇變電所的地點時，應盡量設置在負荷中心點，這樣可減小變電所低壓出線線路的長度，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，與負載率β2成正比。因此，應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%處每千瓦的負載，變壓器的能耗最小，但在β= 50% 負載率時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。在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行，這無疑是在節(jié)約了電能的同時浪費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用，又要使變壓器在使用期內預留適當的余量，變壓器最經濟節(jié)能運行

14、的負載率一般在75%～85%之間。 </p><p><b>　　2、導線 </b></p><p>　　在配電線路之中存在著電阻，一旦有電流通過，就會產生損耗功率，從電網的角度上來說，應該增加電壓等級或提高功率因數的方式來降低電流，在一般的單體建筑之中，因為電源電壓已經被確定，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。提高功率因數主要有選用正確合

15、理的用電設備來提高系統(tǒng)的自然功率因數和增設補償設備進行人工補償兩種方式。降低線路電阻的方法有：第一，應該選擇具有較小電導的材料制作導線，就是使用銅芯導線，在我國改革開放的初期，因為銅價很高，因此，國家在制作導線的時候使用鋁線代替銅線，二十一世紀，隨著我國經濟的發(fā)展和對節(jié)能、環(huán)保的需求，我們能夠大面積的使用和應該使用銅質的導線。第二，減少配電線路的長度，配電室應該選擇靠近負荷中心的位置，減少供電的半徑，降低能耗，在設計和實際布線中盡量減少

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

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

18、。第三，對負載率低于百分之四十的輕載電動機應該使用降壓或星一三角切換裝置來減少電動機的損耗和提高電動機功率因數，最終提高節(jié)電的效果。第四，采取電動機無功功率就地補償措施，以降低配電線路電流，減小導線截面和配電變壓器容量。第五對控制的方式進行改進，最終使運轉的效率得到提高，針對負荷的轉變使用調速電機，一些風機和水泵沒有恒定的流量，應該針對風量的需求，對調速進行有效的控制，大大降低電機的能耗，尤其對大容量的電動機的節(jié)能效果明顯。 </

19、p><p>　　結束語：節(jié)能是現(xiàn)代社會發(fā)展的必然趨勢，也是現(xiàn)代社會對于工業(yè)發(fā)展的要求。加強節(jié)能控制工作不僅可以為企業(yè)帶來直接的經濟效益，增加企業(yè)競爭能力，還可以有效的促進社會持續(xù)發(fā)展。工業(yè)企業(yè)及時的做好工業(yè)電氣節(jié)能工作，可以提高自身的形象，保證企業(yè)長期的發(fā)展。 </p><p>　　參考文獻：[1]朱曉鋒.有關電氣節(jié)能設計的一些體會[J].科技資訊,2008(10).[2]趙純禹.工業(yè)企業(yè)電氣