工厂电气节能设计分析

工厂电气节能设计分析

郑智航

郑智航

身份证号码：330211199XXXX90035

摘要：能源短缺的背景促使电气节能设计成为电能节约的关注对象，因此本文分析和探讨了工厂电气节能设计。首先，对工厂电气节能的主要内容即工厂照明系统、供配电系统以及电动机等进行了简单介绍；其次，重点从工厂照明系统、供配电系统以及电动机这三个方面对工厂电气节能设计进行了分析和研究，希望能够为我国电能资源的有效节约与持续利用带来一定帮助作用。

关键词：工厂；电气；节能设计

引言

作为一个资源、能源消耗大国，我国当前面临着严重的资源、能源浪费现象，而且对于各种能源的利用率也较低，同时也面对着越来越严峻的能源短缺问题。基于这种背景，我国制定了构建节约型社会的目标。作为一种重要的基础性能源，电能对于我国各项建设的发展具有十分重要的作用，而作为电能稳定生产的一种有效保障，工厂电气节能设计对于电力资源的可持续发展以及电能的可持续利用具有十分重要的作用。

一、工厂电气节能的主要内容

从节能设计内容方面来说，由于我国大部分工厂电气系统比较复杂，因此其也包含较多的节能设计内容，而其主要的节能设计包括以下几个方面：工厂照明系统、供配电系统、电动机以及电能控制系统等。其中，对于工厂照明系统来说，照明设备以及照明控制是该部分系统进行节能设计的重点，只有对这两种设备进行科学选择，才能够实现电气照明的节能功能。对于供配电系统来说，变电所的位置、变压器容量与性质、输电线路以及无功补偿设备等方面是节能设计的重点，只有加强谐波治理，计算和补偿负荷与功率因素，才能确保供配电系统节能的实现。对于电动机来说，在进行节能设计时，要关注电动机的功率因数和效率，同时还要确定电动机的容量。

二、工厂电气节能设计分析

（一）工厂照明系统的节能设计

首先，为了使电能消耗得到有效降低，可以根据工厂建筑空间条件，在设计时合理选择种类不同的高效灯具和光源，具体选择为：室外场所或者大于6m的工厂车间的照明，其应当选择高光效光源，如第三代氙气灯、高压钠灯、LED灯、金属卤化物灯以及无极灯等光源。其中，金属卤化物灯以及第三代氙气灯是最佳选择，因为第三代氙气灯不仅最为节能，而且与其他高光效光源相比，其光效是最好的，能够达到149lm/W，同时其还具备最高的显色指数，再加上它的售后维护成本远远低于LED灯和无极灯。金属卤化物灯的光效也较好，而且其在维修以及保养方面的成本较低，基本与高压钠灯相当。对小于4m的工厂车间，其最佳选择是高光效节能灯以及高效荧光灯，如T5或者T8节能灯以及荧光灯。

其次，作为照明节能设计的另一重要部分，灯具效率对于电能的节约也十分重要。因此，在进行照明节能设计时，一定要优先选择效率高的节能灯具，同时重点选择那些具有较好控光性的灯具，同时也要重视灯具的稳定配光性和直射通光比。另外，进行回路设计，尤其是针对工厂公共区域的照明来说，应当设计为最低供电回路。

（二）工厂供配电系统的节能设计

1、科学选择变压器性能与容量

第一，变压器性能。关于变压器的性能，在进行节能设计时，一定要选择具有较低功率损耗和较高节能效率的变压器，这样在变压器使用过程中，不仅能够有效控制电能资源浪费现象，而且还能有效降低电气系统功率消耗。同时，这一部分的节能设计要求三相电流能够实现平衡，从而最大限度的降低变压器损耗。

第二，变压器容量。关于变压器的容量，在进行设计时，一定要确保变压器的额定容量能够承受最大负荷。同时，在日常生产过程中，对于变压器的容量一定要考虑到其节能和留有余量这两点，并且其取70%~85%的负荷率，这样既能够确保稳定的电能供应，也能够有效延长变压器使用寿命，从而在符合配电网运行要求的前提下，实现节能效果。

2、输电线路的节能设计

对于这一部分的节能设计主要应该关注电路传输损耗的降低。一般而言，要想使得电力传输损耗有效下降，最为有效的方式就是降低导线的电阻，这主要是因为对于导线来说，电阻随着导线长度和电导率的增大而增大，而随着导线横截面的增大而减小。因此，在进行输电线路的节能设计时，首先，在设计时，要让导线走直线，尽量少走弯路，从而最大限度的缩短导线长度；其次，在工厂进行导线布置时，要合理增大其横截面，同时满足其对电压降和载流量的要求，最终有效降低导线功能的损耗，实现节能效果。另外，在选择过程中，一定要关注导线电导率，尽量选择电导率较低的导线。

3、无功补偿设备的科学选择

无功补偿设备对于工厂电气设备的输电能力的增强来说具有十分重要的作用。特别是针对大型工厂而言，无功补偿设备能够在用电设备较多的情况下，有效调整供电设备的功率因数，从而减少功率损耗，实现能耗的有效降低。

（三）电动机的节能设计

电动机是实现各种电气设备运转的一种重要动力，而作为工厂常用的一种电动机，异步电动机的效率和功率因素是实现其节能设计的两个主要关注点。因此，在节能设计过程中，从电动机的角度出发，首先就是要在其功率因素和工作效率这两个方面入手，并根据负荷特性，选择利用率高的电动机。基于这一角度来看，异步电动机在轻载和空载的状况下，能够实现0.2~0.3的功率因素，而在满载状况下能够达到0.85~0.89的功率因数。由此可见，选择异步电动机能够有效降低对电能的消耗。再加上，工厂无功功率的主要来源就是异步电动机产生的无功功率，因此，在电动机的设计过程中，为了使得其电力能耗量大大降低，一定要对其容量进行科学确定，从而确保其实现满负荷运转。

三、结束语

综上所述，社会对于电能的需求随着其经济的快速发展而逐渐提高，而为了满足社会对用电的需求，同时实现电能的有效节约，对工业用电进行节能设计已经成为一种趋势。对于工厂电气来说，在节能设计方面可以通过照明、供配电以及电动机这几个系统来进行重点设计。因此，在节能设计过程中，要优先选择效率高的节能灯具和具备良好性能与容量的变压器，并实现对输电线路的节能设计，有效降低导线功能的损耗，同时合理应用无功补偿设备，合理使用异步电动机，最终实现工厂电能能耗的有效降低。

参考文献：

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[2]霍军军.基于环保角度探讨工业厂房的电气节能设计[J].建筑与规划设计，2015，04

[3]张金平.当前节能设计技术在电气自动化中的应用分析[J].中国管理信息化，2015，11