基于节能角度分析工业厂房电气设计方法

摘 要：厂房的用电一般是用电的一项大项，根据我国能源结构书显示，居民用电仅占总用电量的15%，而余下的都是工业用电，而工业用电中的一个大项就是厂房用电，我国的厂房用电量几乎可以占到总用电量的一半左右，所以为了节约我国的电能，提高能源的利用率，在厂房电气设计中，采用提高节能的效果做好节能的管理工作，对厂区的经济发展以及我国电力节约工作都有着重要的意义。

关键词：节能设计；配电设备；电气装置；用电费用

电力资源不足是我国现在面临的一个重要能源问题，对于厂区而言作为我国的用电大户，如果厂区能做好节约用电工作就会就能让我国的用电紧张问题得到很大的缓解，所以在厂房设计中做好电力的节约措施，不仅能让自身减少生产成本，提高经济效益，也能为我国电力事业做出一定的贡献。

1 工业厂房节能设计意义

我国的电力属于一个阶梯式电价，用电量越大，收费越高。所以对于厂区自身来说，减少用电量就能节约工作的成本，提高更大的经济效益，但是从理论上分析，厂区对主要用电设备是生产设备，生产设备是的经济价值是远远大于节电的意义，厂区的节电等的设计中一般都是在一些附属设备上，主要在照明、通风、空调以及其他设备上。这些设备有时候加起来还没有一台设备的用电量高，但是因为很多厂区的用电设备是24小时运转的，所以加起来也是一个非常巨大的数字，同时在设备上，有些用电设备的改进空间很大，如国能降低能源消耗的20%，那么厂区的经济效益可以提升10%左右，其意义非常重要。

2 厂区节能的主要设计内容

2.1 照明系统的设计

在厂区节能改造中，照明节能改造是速度最快的改造之一，同时效果也最好。现在的照明技术发展迅速，节能灯、LED灯等技术能够实现电能转换光能的高转换率，一盏LED灯的光源很好，而用电量是仅为普通灯泡的20%左右，同时光源为白光，照明效果好。

2.2 配电结构的设计

配电结构是用于电力配置工作的，配电共组的合理性直接影响到厂房用电的电量，在配电设计中，首先应该保证的就是设备的稳定，第二点是为施工人员的服务和保护的一些装置，比如除尘装置，通风装置，照明装置。第三则是设备的一些附属设备，不如降温设备、电子控制设备，厂房的监控等。配电是要由主次的顺序的，人员的安全保障装置是应该受到最重要的保护，尤其的厂区的除尘通风装置需要保障正常运行的，同时对于照明设备也是配电的重点之一。

2.3 电气设备节能设计

在厂房节能设备中，并不是所有的设备都是需要长时间的运转的，比如空调系统，排水系统等都是需要可以暂停工作一段时间的，所以在设计这些系统的时候可以做到自动化技术的应用，通过传感器的信号检测，实现自动化的的设备管理，让其自动的开启功能和关闭能够能够实现电力使用的合理化要求。

2.4 能源利用设计

有的时候与节约能源更好的方式不如创造能源，在厂房的中，设备中有很多其他形式的能量是可以被利用的，而厂区外的一些自然环境的能量也是可以被使用的，比如使用风能发电，水能发电，同时也可以把一些能源回收再利用，比如可以在排风的口出增加涡轮机然后实现能量的部分回收，虽然永动机是不可能实现的但是能源的回收是可以做到的。在设计中要发散思维，让能源得到重复的利用，提高能源的使用率。

3 基于节能角度下的工业厂房电气设计要点

3.1 配电节能的设计

配电的系统一个的设计之间影响了厂区的用电设备的用电水平，从总体来看设备用电几乎占到了总体用电的一半以上，而照明用电则在15%至20%之间，所以在配电工作中，各项用电应该在一个合理的区间内，如果配电过度就会造成设备过载运行，浪费大量的电能，溶蚀影响用电器的使用寿命。但是设备的电量不足就会导致设备不能正常工作，所以配电工作要从综合方向考虑。优选高效节能型变压器，实现变压器的经济运行。工业厂房配电系统中，配电变压器是重要的电能转换和分配设备，但其自身又是一个能源消耗设备，不仅为配电系统提供电能，而且变压器自身也存在空载损耗和负载损耗，在配电变压器在实际运行过程中会吸收一部分能耗。因此，合理选择变压器的容量和型号是提高配电变压器电能转换率、降低运行能耗的重要措施。对于高效节能型变压器而言，其空载损耗和负载损耗也相对较小，变压器的经济运行是指变压器负载最大时，变压器的有功损耗降到最低，此时负载率成为经济负载率，变压器工作最为经济节能，效率最高。

3.2 照明系统节能设计

进行照明设计要充分考虑对自然光的合理利用。在满足建筑节能设计的同时，加大建筑外窗和单层厂房屋面安装采光板就很好地解决了这个问题。对于一些高大的工业厂房可以采用一般照明加局部照明的设计方案，既满足了建筑对一般照明的基本要求，又能照顾到局部加工作业队照明的需求。在工业厂房电气节能设计时，应优选高效节能的照明光源，如T5显色性能好的新式节能荧光灯和紧凑型荧光灯，并配装电子镇流器或节能型电感镇流器。近些年，LED照明技术发展迅速，其没有频闪、显色性高，同样亮度下LED耗能仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2。从已投产的工程案例来看，这种新型的照明设施已取得了良好的经济效益。常规电感镇流器其耗电量大约在灯具功率的20%以上，且其功率因数仅为0.4～0.5。新型节能型电子镇流器不仅其自身运行能耗较低，而且其功率因数高达0.9以上，大大降低了照明灯具线损，同时灯具在运行过程中无功损耗较小，配电系统供电质量得到有效提高。另外，照明控制系统优化设计也是工业厂房电气节能设计的研究重点，采取智能节能照明控制系统可以根据厂房实际用电需求，灵活控制照明灯具组合方案，按照时控、光控、自控、手控等多种组合方案，达到灯具的合理调节控制，达到降压限压幅度，节能效果十分明显。

3.3 电气设备节能设计

电机耗电大约占整个工业厂房耗电的90%以上，而且大多数电机其电能利用效率较低，存在很大的节能降耗潜力。对于200kW以下从经济角度应优选低压电机，对于355kW以上只有高压电机；而对于200kW～355kW范围的电机应从技术、经济、运行能耗等多个角度进行综合评估，以选取合适的电机功率。另外，随着电力电子元器件价格不断降低以及变频调速控制技术日趋完善，应结合工业厂房电机拖动系统的实际情况采用变频调速、软启动等先进控制措施对电机拖动系统进行节能降耗技术升级改造，以达到节能降耗的目的。

4 总结

在工厂的节能问题上说，是一项双赢的工作，既能实现企业的利益效益，另一方面能帮助国家减少缺电现象，在电气设备的使用上，想要达到节约用电的效果就要在配电、设备、自动化上不断的发展，通过合理的配电和设备的合理使用，减少电力资源的浪费。同时发展新的技术，用自动化技术改善电气设备用电浪费的问题。

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