摘要：现阶段，节能减排，节能降耗已经列入我国国民经济和社会发展五年规划纲中，要从各个方面节约资源，有效保证提升资源利用率。对工业电气设计进行节能是工业节能的基础，从电气设计入手，能够有效达到节约电能的效果。相关企业要认识到电气节能问题的重要性，使用新型设计节约电力，通过设计，能够保证工业设备节能发展，提高工业企业的市场竞争力。本文从工业电气设计中电气节能的现状出发，分析了工业电气设计中节能技术应用要点。
关键词：工业；电气设计；电气节能
节能是现代社会整体发展的大形势，加强节能控制工作可以增加企业的核心竞争力，为企业带来经济效益，从而推动整个社会的经济发展。同时，节能也是现代社会对工业发展的要求，工业电气设计有很大的节能潜力，工业企业及时做好电气节能工作，可以保证企业长久稳定的发展。这在设计过程中就应该充分考虑，合理设计，应该从经济性、可靠性、安全性等多个方面反复比较多次试验，选择最节能并且最高效的方案，从而切实有效地达到节能的目的。
一、工业电气设计中电气节能的现状
在西方国家，人们早已意识到电气节能的重要性。许多国家在很多年前就已经制定了相关的法规条例，但是我们国家在这方面开展的就相对要晚一些，在上世纪后期我们的节能工作仍旧没有步入正轨。自从九八年出台了相关的节能法规之后，我们国家才真正的开始了节能工作。如今，节能思想已经深入到我们国家的很多领域之中，广大群众也已经意识到节能的重要性，不过对于工业电气来讲，其节能工作开展的还不是很到位，应用范围不宽，这种原因主要有二点：第一，电气的基础功效是为了保证生产工作顺畅的开展。第二，由于工艺不一样，因此无法制定一样的标准。对于项目业主来讲，他们非常重视前期的资金投入，他们都希望把资金合理的使用，但是没有考虑到后续的效益问题。因此，该电气设计最为明显的特点是经济。不过，我们不能够放松该项工作，虽说在开展的时候会耗用较多的资金，不过在投入之后较短的时间之内就能够获取效益，因此我们应该站在长远的角度上来看待节能工作。
二、工业电气设计中节能技术应用要点
1、供配电系统中的节能技术应用。与普通的民用电气相比，工业电气有其自身的特点：用电负荷等级较高，电力设备较多，能保持连续性供电。要想达到节能的效果，首先应尽量保证供配电系统简单可靠，供配电环节不应过多，否则会导致能量损耗过多，因此规范中做出了相关的规定，即"同一电压等级供电系统配电级数不宜多于两级"。此外在选择供电电压水平时要注意合理性，通常情况下电压水平越高，耗损相对减小。例如在工业中使用较多的压缩机、循环水泵等，供电时通常采用6/10kV供电，这样不仅可以降低线路上的损耗，还可以有效的节约铜材。
2、变电所应尽量深入负荷中心。在工业、企业中的负荷通常是低压交流380V，一旦距离太远，要想保证满足起动压降和运行压降的要求，就需要增大电缆的截面积，这样就会增加铜材的使用量，造成材料的浪费。因此在厂区面积较大时，需要确定一个科学合理的供电半径，在此区域内统一筹划，增加变配电装置的个数，减小线路的距离，从而实现降低能耗损失。有一些工程项目在规划时存在一定的问题，电气设计人员没有参与到总体的规划中，在后期参与到项目时才发现变配电所位置的设置存在一定的问题，如果对总图做出调整就会影响整体的布局。所以在工程项目初期就要与总图专业人员沟通协商，变电所的位置应尽量深入负荷的中心。迫不得已时可以采取增加变配电所的措施，要保证每个配电所都处于与之对应的负荷中心。当存在爆炸危险区时，在不违反规范的原则下，可以将变电所设置在接近爆炸危险区的区域内，并且提高室内外地坪高度差，可提高至0.6m。
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3、采用功率因数补偿。在工业企业中机泵为主要的用电负荷。电机为感性负载，其功率因数滞后，这样就会增加线路和变压器上的损耗，所以需要对功率因数进行补偿。在推出《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》后，低压补偿被相关的设计人员取消了，这种做法是不合适的。如果只在6/10kV 侧进行补偿，而低压侧不补偿，随着负荷的增加，配电变压器的数量也会增加，或是造成增加变压器的容量，这样很容易造成电能的浪费。因此，应遵循就地补偿原则，保证在设计时符合节能理念。在变压器后侧进行补偿可以在负荷率相同的情况下提高变压器的效率。
三、工业电气设计中电气节能的设备
1、照明系统。1）利用自然光。当我们设计建筑的时候，要考虑到自然光线，保证建筑采光性良好。而且，还要使用透光水平好的玻璃窗，这样就能够增加光照。2）选用高效节能的光源随着人们对照明系统的节能越来越重视，节能照明设备日益繁多。因此，在设计工业电气时应该确保灯具的视觉要求、照明标准及照明功率要求满足国家规范，并在此基础选取相对高效节能的照明设备，尽量避免选择白炽灯。
2、变压器。在确定变电所的位置时，最好是将其设置在负载的中间区域，确保其低压线路较短，这样就能够降低耗损。在变压器上的有功功率损耗由空载损耗和有载损耗两部分组成，即：有功功率损耗=空载损耗+负载率×有载损耗。其中空载耗损被称之为铁损，该定义涵盖了两种类型的耗损，分别是铁芯涡流损耗以及漏磁损耗，该耗损不会发生变化。在选取变压设备的时候，最好是使用节能设备，这样能够提升效率。而有载耗损指的是变压设备的线损，它取决于电阻和电流的高低。因此在选取电阻的时候尽量选择阻值低的，选择铜材质。用微分求极值法，可以求得在负载率为50%处变压器上的能耗最少，不过这时我们只是将线损降低了但是没有考虑到铁损，所以不是最合理的方法。在具体的工作中，有很多的变压器未运作，这样虽然节约了电能，但加大了投入的资金，对资源是一种浪费。综合各方面的因素来看，要保证费用低且变压器有一定的余量，一般负载率在75％-85％之间时，变压器最节能。
3、电动机的设计。在工业运行过程中，电气电动机的使用十分广泛，电动机对电能的消耗比较多，在选择电动机方面，首先要提升电动机工作效率，在一定程度上减少电动机的运行，从而减少电力消耗。所以，在电气电动机设计过程中，要考虑电动机的工作效率，以保证电动机的工作要求为基础，以节约能源为目标，对电动机进行设计。对电动机进行节能设计，首先要考虑电动机的工作效率，要选择效率比较高的电动机，减少电动机工作时间，减少电动机的负载，从而减少对电能的消耗。按照实际用电情况选择电动机，要符合工作负载的要求，避免负载过量电动机出现超负荷运行。还要选择一些负载率比较小的电动机，通过搭配其它装置使用，减少对电动机的消耗，也能够减少对电能的消耗，达到电气节能的效果。要注意的是，要减少电动机的线路使用数量，控制电动机的导线截面，电动机的性质要符合变压器的容量。
在这个节能的时代，加强节能控制对于工业企业来说是非常重要的，不仅可以增加企业的竞争力，为企业带来巨大经济效益。更有利于可持续发展。工业电器的节能设计，应从配电系统设备选择，照明设备变压器选择等多方面着手进行设计规划，为工业建设提供科学合理的方案，以此来减少能源消耗，创造更大的经济效益，充分利用可再生能源，提高能源利用率，从电气节能入手推动工业的持续发展。
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论文作者:王志鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：节能论文; 电动机论文; 工业论文; 电气论文; 电气设计论文; 变压器论文; 负载论文; 《电力设备》2017年第28期论文;