摘要：现阶段国民生产总值不断提高，科学技术不断进步，但是能耗问题却越来越严重，各行各业都在重视对节能措施的应用，工业方面也不例外。尤其水泥行业一直是能源消耗量最大的行业之一，因此做好电气设计中节能方面的研究应用非常重要。因此，本文结合工业生产中具体的电气节能改造实例中对电气节能设计进行了分析，同时总结了部分常用的节能措施，以供参考。
关键词：工业电气；电气节能；设计
中图分类号：TU85 文献标识码：A
引言：伴随我国社会经济的快速发展，能源紧张问题越来越突出。如何平衡好社会经济发展与能源再生之间的关系显得尤为重要。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。
1、我国工业电气节能的现状
与西方发达国家相比，我国对电气节能设计的研究起步较晚。具体来讲，欧美等国家从上个世纪70年代对电气节能设计进行研究，并制定了电气节能设计相关的规定，获得显著成效。相比较而言，我国从上个世纪80年代开始对电气节能设计进行研究，电气节能标准正处于试点阶段。直到1988年1月份，电气节能才被正式纳入到《节约能源法》中，并正式颁布实施。经过几十年的发展，电气节能已经在各个行业和领域中得到广泛应用，但是，由于受一些因素的影响电气浪费现象依然存在。电气节能在工业设计领域未能得到有效推广与应用，究其原因，第一，工业电气节能设计需要在满足工业生产的条件下完成，这就对电气节能的应用造成一定的困难。第二，缺乏统一的电气节能标准，当前，不同的工业生产工艺差异性较大，制定一套统一的电气节能标准十分困难。第三，电气节能技术在工业设计中的应用消耗较高的成本，而一些工业为了追求经济效益的最大化，往往对电气节能技术望而却步，这是阻碍电气节能技术在工业设计中应用的最重要原因。总之，电气节能技术在工业设计中的应用依然未能获得显著成效，还有很漫长的路要走。
2、电气节能技术在工业设计原则
第一，经济性原则。由于电气节能技术的应用具有高成本，要对工业项目的各项具体利润进行详尽分析，充分对比电气节能技术应用后带给工业设计的效益以及电气节能技术应用要使用的资金，确保电气节能技术应用的经济性。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。电气节能技术的应用需要在满足生产工艺的前提下进行，结合设备的运行特点，遵循设备的使用规则，保障电气设备与电气节能技术的适用性。既保障生产工艺的正常运行，同时也实现了节能减排的效果。总之，遵循电气节能技术应用的经济性原则、节能性原则和适应性原则，在此基础之上，科学合理的选用电气节能设计，才能够最大限度的彰显电气节能技术在工业设计中的价值。一方面，节约社会能源，另一方面也促进工业的可持续发展。
3、电气节能设计方案
3.1应结合实际情况构建厂内电气综合节能系统
选择某某企业的电能采集系统来进行自动化改造，用智能化数字电能测量表代替过去的机械电表，在通信技术的帮助下，将实时的变电所用电量信息上传给变电站监控室，同时为监控室安装计算机系统，构建用于电气能量监视与管理的软件平台，以此来完成对企业电能消耗的内部考核计量和关口计量，另外对厂区生活区职工宿舍楼职工用电也进行分户计量收费，改变以往开放式用电模式，这也是一种体现电能节能的方式。
3.2应构建基于电气节能的集成化监控与调度优化工作平台
在进行集成化监控和调度优化工作平台的构建时，必须全面考虑到某某企业的具体情况，以此为依据来展开平台的构建，这样才能够完成电气节能的目的。整个监控系统的基本框架结构如图1所示。结合图1分析，该电器节能集成化监控系统分为两个部分，即现总线网络和局域网。总线网络既可以自动监测和联动控制企业配电网地层设备和输变电线路，同时还能够完成与厂内车间级监控主机系统之间的信息传输；而局网线则可以将企业的变配电站、车间监控系统连接到一起，以实现彼此之间的信息共享和集成监控。这样就能够根据具体的变配电情况，优化电网的有功潮流和无功潮流。
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图1集成化监控系统基本框架结构示意图
4、谐波抑制与无功补偿
（1）低压配电室一般出现动态变化中，是因为自身的低功率因数以及低含量的谐波而导致负载水平的，从而引发一系列的无功补偿不佳的问题。对此，智能化无功补偿装置是优化企业低压配电室的有效途径，无功功率的补偿可以在该装置下实现分级、动态方式等。将无功功率提升为0.96左右。电容器装备需要有一定的控制与投切，可在黄纸内将智能化无功补偿设置一定的投切安全区域。基于该设置，自动切除的功能会在电容器处于非安全区域的时候启动，以便于安全区域有合适的补偿电容器自动投入，避免电容器运行中产生不利的因素。（2）低压配电室处于高含量的谐波以及合适的无功功率因数下，内部的变频器以及蒸馏装置会受到动态的影响，甚至涉及到系统谐波含量的变化。对此，工业企业所采取的
方式是以自身的用电情况为主，针对特定次数谐波进行多组单调谐无源滤波器等，在一定程度上可以消除大部分的谐波对于工业电气系统的影响。另外，多组单调谐无源滤波器的成本较大，为了降低企业的经营费用，可以采取单调谐无源滤波器来处理谐波严重畸形且电流幅值较大的领域。（3）低压配电室处于高含量谐波以及低无功功率因数的情况下，谐波可能因为电容器装置的单独接触或是直接的无功功率补偿而被放大，影响了工业电网系统因谐波污染而降低效率。对此，谐波治理需要无功补偿的辅助才能有效解决企业的用电问题。与第二种方式不同的是，基于该情况，应该采取混合型动态有源滤波系统来加强对整流装置的管理，高达380伏的电网将通过有源滤波系统进行注入谐波信号。同时，谐波治理可以根据电网的动态情况来加以控制，以便于更好治理的无功补偿的缺陷。无功补偿的有级调节可以采取单调谐支路投切的方式，。综上所述，0.38左右的功率因数是无功补偿实现最佳效果的位置，整流装置的工况均表也得到较好的运行。另外，针对于单次谐波治理，单调无源滤波器的使用更有利于实现谐波抑制的操作。而其他次数的谐波信号则利用动态治理电网系统的方式实现，两者方式可以同步优化企业的用电方式，达到电气节能的效果。
结束语：
根据企业实际情况，分析了工业电气系统节能改造的实际需求。指出石化企业在工业电气系统中存在着无功损耗突出、谐波含量高、电能计量监测缺乏一体化、功率因数低等一系列问题。针对以上问题，提出了节能改造设计方案，提出了基于车间用电的数字化总线采集与电能监控管理平台的设计方案。结合实际工况，分别对低功率因数和低谐波含量、中功率因数高谐波含量、低功率因数高谐波含量三种情况进行了研究。在工作条件下，变压器配电室无功补偿和谐波控制的关键方案不仅可以显著降低企业的能耗水平，而且可以提高企业的自动化程度，值得各方重视。
参考文献：
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论文作者:孙宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：电气论文; 节能论文; 谐波论文; 节能技术论文; 功率因数论文; 工业论文; 工业设计论文; 《防护工程》2018年第36期论文;