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隨著工業(yè)化社會的發(fā)展,能源問題也日益突出。電能作為一種優(yōu)質(zhì)、清潔、方便、高效的現(xiàn)代化能源之一,供不應(yīng)求的局面也日益嚴(yán)重。在能源嚴(yán)重緊缺的今天,節(jié)電是一項(xiàng)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的長期戰(zhàn)略。
1.電氣節(jié)能的意義
①緩解供需矛盾。
②提高電能使用的經(jīng)濟(jì)效益。
③改善環(huán)境保護(hù)。
2.節(jié)能分析電氣方面的節(jié)能措施可分為三個方面,即:輸電、供配電、用電,本文主要從供配電設(shè)計角度談?wù)劤R娰M(fèi)節(jié)能措施。
2.1輸電中的節(jié)能
2.1.1簡化電壓等級,配電電壓直接引入負(fù)荷中心配電電壓指向用戶或用戶內(nèi)部向用電設(shè)備配電的電壓等級。供電電壓越高則線路電流越小,線路上損耗的電能就越少。采用中壓向用戶或用戶內(nèi)建筑物、車間配電,在用戶或建筑物、車間旁(內(nèi))設(shè)變電所。2.1.2合理的變電所位置在不影響用戶發(fā)展規(guī)劃的前提下,變電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心以縮短供電半徑,降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬損耗。在供電電壓范圍內(nèi),提高供電電壓的等級可以達(dá)到節(jié)能的目的,但卻要增加投資。對此必須要進(jìn)行方案經(jīng)濟(jì)分析。
2.2變配電中的節(jié)能
2.2.1變壓器的選擇節(jié)能根據(jù)負(fù)荷情況合理選擇變壓器的容量。當(dāng)變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時,變壓器一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)降低約3%~5%;當(dāng)變壓器負(fù)荷率小于60%時,一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)降低約11%~18%。設(shè)計通常選擇變壓器容量按照負(fù)荷率75%~85%選擇比較合適。根據(jù)工程實(shí)際運(yùn)行情況選擇變壓器的臺數(shù),按照最優(yōu)經(jīng)濟(jì)選擇導(dǎo)線、電纜截面。選擇高效節(jié)能型變壓器及新型變壓器(如非晶合金變壓器等),減少金屬損耗。2.2.2電動機(jī)的節(jié)電減少電動機(jī)的電能損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)。電動機(jī)的節(jié)能有以下幾個方面:⑴采用高效率電機(jī)。采用各種切實(shí)可行的措施,減少電動機(jī)的各部分損耗,提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)。⑵根據(jù)負(fù)荷合理選擇電動機(jī)。為了合理選擇電動機(jī),首先得了解負(fù)荷的特性,通常選擇電機(jī)時要考慮表2-2所列出的因數(shù)。合理選擇電機(jī)運(yùn)行方式。恒負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行,功率在250KW及以上,采用同步電動機(jī);功率在200KW及以上,采用高壓電動機(jī);風(fēng)量、流量經(jīng)常變化的負(fù)荷,采用電動機(jī)調(diào)速的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。合理選擇電機(jī)的容量。在工業(yè)用電動機(jī)中,異步電機(jī)是最多的一種。異步電機(jī)的功率因數(shù)和效率是電機(jī)運(yùn)行過程中兩個主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),且兩者密切相關(guān),改善電機(jī)效率的同時也改善了功率因數(shù)。在異步電機(jī)輕載或空載時,功率因數(shù)很低,只有0.2~0.3;滿載時功率因數(shù)很高,約為0.85~0.9。所以設(shè)計時要正確選擇異步電機(jī)的容量,容量不能過大,應(yīng)盡可能滿負(fù)荷運(yùn)行。一般異步電機(jī)的額定功率和功率因數(shù)按負(fù)荷系數(shù)在75%~100%范圍內(nèi)設(shè)計,故電機(jī)輸出功率應(yīng)為選擇負(fù)荷功率1.1~1.15倍為佳。2.2.3無功補(bǔ)償與節(jié)能提高功率因數(shù),減少電能損耗。功率因數(shù)低的主要因素:大量感性設(shè)備選用或其配套不匹配、使用不合理,造成長時間輕載或空載運(yùn)行。變壓器選擇容量較大,使之常年低負(fù)載運(yùn)行。所以功率因數(shù)的提高,可減少送、變配電設(shè)備中的電流,從而降低電能損耗,達(dá)到節(jié)能目的。提高功率因數(shù)主要方式有:一是提高自然功率因數(shù);二是裝設(shè)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。大型變電所或有高壓電動機(jī)等用電設(shè)備采用高壓集中補(bǔ)償。高壓集中補(bǔ)償是將并聯(lián)電容器集中裝設(shè)在高壓變配電所的高壓母線上。這種方式主要對電力系統(tǒng)起補(bǔ)償作用,即補(bǔ)償高壓母線前所有線路的無功功率。低壓成組補(bǔ)償。低壓成組補(bǔ)償是將并聯(lián)電容器組集中裝設(shè)在變電所低壓母線上。它能補(bǔ)償變電所低壓母線前包括變壓器和用戶高壓配電線路在內(nèi)的所有無功功率,這是補(bǔ)償方式應(yīng)用較為廣泛。補(bǔ)償容量的計算。一般低壓電容器的補(bǔ)償容量可按下式計算:QC=Pjs(tgδ1-δ2),其中QC為所需補(bǔ)償量(Kvar),tgδ1為補(bǔ)償前功率因數(shù)的正切,tgδ2為補(bǔ)償后功率因數(shù)的正切,Pjs為有功功率(KW)。
2.3照明設(shè)計中的節(jié)能
①高效節(jié)能光源選擇原則。選擇要以實(shí)施綠色照明工程為重點(diǎn),綠色照明工程旨在節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,高效節(jié)能光源選擇應(yīng)遵循以下一般原則:⑴高度較低的房間,如辦公室、教室、會議室及儀表、電子等生產(chǎn)車間宜采用細(xì)管徑直管熒光燈。⑵商店營業(yè)廳宜采用細(xì)管徑直管熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化燈。⑶高度較高的工業(yè)廠房,應(yīng)按照生產(chǎn)使用要求,采用金屬鹵化燈或高壓鈉燈,亦可采用大功率細(xì)管徑熒光燈。⑷一般照明場所不宜采用熒光高壓汞燈,不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。⑸一般情況下,室內(nèi)外照明不應(yīng)采用普通白熾燈;在特殊情況下需采用時,其功率不應(yīng)超過100W。⑹采用高效節(jié)能的燈具附件。②光源控制與節(jié)能。在各種特定的照明場所,為了節(jié)約能源,可以根據(jù)環(huán)境對照明的需求,如電源的開、關(guān)或照度高低的變化等,可以通過各種調(diào)光設(shè)備或控光器件來加以調(diào)整和控制。③照明節(jié)能的設(shè)計。照明節(jié)能設(shè)計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失,從而最大限度的利用光能,以國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004中照明功率密度值為依據(jù)。
3.結(jié)束語
當(dāng)然,除了從設(shè)計角度采取節(jié)能措施外,還應(yīng)通過加強(qiáng)用電管理、合理用電調(diào)度,以及日常生活中節(jié)約用電等方面來達(dá)到節(jié)能用電的效果,節(jié)能是一件長期且涉及全社會的工作,只有全社會人人都參與其中,節(jié)能的效果才能真正顯示出來。