基于节能视角的工业厂房电气设计论文

2021-04-17 论文

　　摘要：随着当代工业的迅速发展，对电气系统的节能意识越来越高，减少电能的损耗逐渐成为现代化建设中的一个重要目标。电气设计过程中应贯彻安全适用、技术先进、经济合理、节能环保的原则，以实现可持续发展。从根本上达到节能减排的目的。

　　关键词：节能视角;工业厂房;电气设计

　　随着近年来经济的迅猛发展，能源消耗愈发加重，且资源短缺问题越来越受到人们的关注。要保持经济持续增长、工业持续有效的发展，必须严格实施节能策略。因此，电力工程设计过程中应从节能设计的角度从全局出发，结合自身生产需求，根据电气系统在运行过程中总结的案例及经验进行分析，找到节能方向，并确定优化要点。有针对性的采取优化措施，在不影响系统运行的前提下，降低能耗，合理利用资源，将节能设计策略应用到实际中。优化系统，从根本上实现节能。

　　1 工业厂房特点及其电气节能设计理念

　　1.1工业厂房的特点

　　按照建筑结构可以将工业厂房分为单层工业建筑和多层工业建筑。多层的多见于轻工业、电子产品、医用等行业，一般层数不高，照明设计与常见的实验楼类似，其负荷需求大。结构设计多采用钢筋砼骨架结构承重。而单层多为用于生产的厂房机械加工等的行业，其设备荷载较大，一般采用钢筋砼排架结构承重。在用途方面，工业厂房是用来生产或存储商品的建筑物。在厂房电气设计中，节能、环保应该作为设计重点，厂房内的电气设备都需要负荷节能减排的标准。

　　厂房建筑的设计需要满足生产工艺要求;厂房中有非常多且大的生产设备，不同环节之间有着密切的联系，且空间开敞，供起重、设备等通行;为了满足室内的通风需求，厂房一般会设计得比较高，空间大，并且通常在屋顶设置天窗;厂房屋面的防水、排水构造常常很复杂;厂房多采用预制构件装配而成，各种设备和管线安装施工复杂。

　　1.2优化配电设计

　　工业厂房电气节能设计的目的是降低电力成本、提高经济收益。优化电气的配电设计主要在于改良配电系统的适用性。主要表现为：在满足设备的用电总负荷条件下还需要供电可靠、安全、控制等要求。工业电气的用电特点有：总负荷容量大、设备种类繁多，还要连续不间断供电。优化配电的设计中，除了满足用电设备的供电要求，还需要提高电气设备的质量，全面提高用电效率。除此外，系统中还要做好防漏电、触电的保护措施。选择导体除了要求其导电性能良好，而且需要导体的绝缘层性能良好。不同的电压等级。此外，供配电系统还需要简单、可靠，所以需要尽量减少供配电的环节。如《供配电系统设计规范》中明确说明：“供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级;低压不宜多于三级。”

　　1.3提高电气系统的运行效率

　　要提高电气系统的运行效率，就需要加强对设备的检修管理工作，保证供电系统的正常工作。如定期部署工作内容，召开集体会议，定期对设备使用能效评定分析，总结造成设备的故障原因。制定出最佳的检修方案，减少故障时间，提高检修的效率。所以要多培养复合型技术人员，提高人员的综合素质，加强开展电厂电气设备的检修管理工作。结合工作中的实际情况分析总结，采取合理的技术措施，增强对设备运行故障的处理能力，有针对性的制定检修方案。通过适当合理的调整负荷提高配电网的运行效率，减少电力系统的电能损耗，提高电气系统的运行效率。

　　2电气节能设计的具体内容

　　2.1 配电线路系统的节能设计

　　电能输送过程中，就会有损耗。在实际情况中，用电负荷不仅布置分布不集中，而且所占比重大。因此减少线路的总长度是降低能源消耗的方向之一。

　　电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。配电线路输送电能的过程中，只要输送电能的导体中存在电阻，就会出现电能的损耗。在而导线的电阻受四方面影响，导线的长度、材质、横截面积、温度。在不考虑导线的材质、横截面积、温度的情况下，导线越长其电阻越大。在配电线路的'用电负荷大小及负荷位置确定的情况下，可以通过合理设计线路，缩短配电线路，减少导线的长度，达到降低电阻减少电能损耗的目的。另外在配电设计输送电能的导体的选择中，要优先选用电阻小的材质做导线，如在导线的长度、横截面积、温度相同的情况下，铜的导电性能比铝导线的导电性能好，输送电能过程中发热量小。同时适当增加导线电阻的横截面积同样可减小电路中的电阻，降低电能损耗。

　　2.2照明系统的节能设计

　　在工业厂房设计中，电气系统离不开照明部分。但照明在工业中的消耗的电能很大。从长远的角度考虑，若在这一部分的设计中能够做到节能，将会在未能的几年中节约的电能将是一个庞大的数据。因此在工业厂房的电气设计中，照明节能设计必定考虑。除了需要严格满足照明设计规范限定值外(分别具体的计算不同的生产需要配备的照度值及其亮度需求)。同时对照明灯具、光源的选择也需要以节能为基础选择。如照明采用智能控制系统，可以随时在不需要的情况下关闭开关，减少不必要的电能损失。灯具选择LED，LED灯的优点是：(1)节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。(2)长寿。寿命可达10万小时以上，对普通家庭照明可谓“一劳永逸”。(3)可以工作在高速状态。节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。(4)发光亮度高，没有灯光闪烁不定的现象。是多数电力企业在工业厂房照明系统中的首选。电源分配中，需要按三相均匀配置，以减少电路中的电能耗损。

　　2.3无功功率补偿设备节能设计

　　线路损耗和变压器损耗对电能质量形成了很大影响。而无功功率补偿在线路中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中占有着非常重要的位置。而在工业厂房中，线损占据着主导地位。合理的选择无功补偿装置，不但可以最大限度的减少电网的损耗，而且可以电提高网质量;运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率，称为线路的充电功率。选择感性负载，来减少一些大功率设备的电能损耗，改良电网的功率因数、平衡系统电压以及降低输送线路的功率损耗。如尽量选择在负荷中心设置变电所，达到缩短变电所低压出线线路、减少电能在线路上的损耗。还可以在系统中增加无功功率补偿设备，来提高设备的功率因数，达到为供配电系统节能。而无功功率补偿是根据无功功率损耗来确定的。如，用高压电容器补偿高压无功功率，低压电容器补偿低压电容。集中补偿和分散补偿也多被广泛应用。在工业设计中，要优先选择就地补偿方式，达到更好的补偿效果，还可降低功率损耗，达到节能。

　　2.4节能教育

　　除了在配电系统设计及设备的选择优化外，还需要对员工进行节能教育，提高节能意识，提高职工技能操作水平，从个人出发随时随地做到节能。

　　3 1结语

　　在工业厂房的电气设计中，电气节能设计能够降低工业生产过程中的电能损耗，减少电气的消耗，既能良好的响应节能减排政策，还能够有效为企业节约成本，提高企业在市场中的竞争力，为人们创造良好的生活环境。将电气节能运用到工业设计中，使我国经济快速、持续稳定的发展。综合上述，工业厂房的电机设计工作中，要提高对节能工作的注意，在绿色技术方面深入研究，落实各项节能技术，降低能耗，从而有效提高经济效益和社会效益。

　　参考文献

　　[1]工业与民用配电设计手册[J]第三版，2005(10).

　　[2]董冠升.工业电气设计中电气节能方面的研究[J]科技致富向导，2014(10).

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