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工業(yè)與民用電氣的節(jié)能措施

陳健
（沈陽化工研究院， 沈陽 110021）

能源是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，不可再生資源的合理利用關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，隨著國家規(guī)范的出臺(tái)，為節(jié)能指明了方向，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，合理利用資源是設(shè)計(jì)的必然要求。下面介紹幾種常用的電氣節(jié)能措施。

工業(yè)與民用；電氣；節(jié)能措施

1 變頻器的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中，風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛；變頻技術(shù)的應(yīng)用不僅在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)減少了對電網(wǎng)的沖擊，在運(yùn)行中調(diào)速功能的節(jié)能優(yōu)勢也非常明顯。

節(jié)能分析與計(jì)算：機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)之初為確保其安全穩(wěn)定，都會(huì)預(yù)留一定裕量，那么在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)造成一定的電能損失，當(dāng)采用變頻調(diào)速功能時(shí)，電機(jī)的軸功率： P2/P1=，從而使電機(jī)達(dá)到節(jié)能運(yùn)行。

例如：一臺(tái)110kW風(fēng)機(jī)，現(xiàn)采用星--三角啟動(dòng)運(yùn)行，工作電流約在196A，如果改成變頻器，1小時(shí)能節(jié)約多少電能，大概多長時(shí)間能收回成本？

變頻器節(jié)能計(jì)算如下：

（1）當(dāng) 從50Hz降 至45Hz得：P45/P50=453/503P45=0.729P50；（2）當(dāng)從50Hz降至45Hz得：單臺(tái)冷卻器在工頻耗電功率為110kW；（3）由P45=0.729 得：P45×110=80.19 kW；（4）單 臺(tái) 電 機(jī) 節(jié) 電：110-80.19=29.81kW；電量 節(jié) 約 為29.81/110×100%=27.1%；（5）年 節(jié) 能：110kW×24h×30d×12m×27.1%=257558.4kWh。

2 照明節(jié)能應(yīng)用

照明是電氣設(shè)計(jì)中重要組成部分，在施工圖審查時(shí)，照明節(jié)能措施是其審查專項(xiàng)內(nèi)容，在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中，照明負(fù)荷一般可占整個(gè)廠房用電負(fù)荷的15%～20%，在民用建筑中地位更加明顯。隨著照明光源的更新與發(fā)展，合理的設(shè)計(jì)方案可對電氣節(jié)能起到事半功倍的效果。

（1）采用高效節(jié)能光源 采用T8三基色細(xì)管熒光燈，工廠燈配用無極節(jié)能燈泡，或節(jié)能熒光燈泡，按照照明要求和使用特點(diǎn)，采用分區(qū)、分組控制。除大面積場所集中控制外，其余分散就地控制，以達(dá)到節(jié)電與燈光效果相結(jié)合之目的。

免維護(hù)節(jié)能燈采用的無電極和燈絲，其超長的使用壽命是白熾燈的100倍，金屬鹵化物燈6～10倍。高效節(jié)能，有效發(fā)光效率約139Plm/M，功率因數(shù)高達(dá)0.99，比白熾燈節(jié)電80%以上，160～265V內(nèi)仍可正常啟動(dòng)，穩(wěn)定工作；無電磁污染、無頻閃，眼睛不易疲勞；瞬時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)和再啟動(dòng)時(shí)無須延時(shí)，可瞬時(shí)點(diǎn)亮，光源顯色性好，顯色指數(shù)≥80，適用于冶金、造船、印染、倉庫、露天堆場等室內(nèi)外照明或應(yīng)急照明。

（2）節(jié)能型鎮(zhèn)流器的應(yīng)用 電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn)是使用壽命較長，可靠性高，價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是能耗較大，有頻閃；電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn)是壽命長，無噪聲與頻閃，功率損耗較低，缺點(diǎn)是價(jià)格比較高，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器耗材低，能耗介于上述兩種鎮(zhèn)流器之間，使用壽命較長，通過綜合分析對，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的應(yīng)用空間更為廣闊。

3 低壓電器設(shè)備的節(jié)電

采用具有節(jié)電效果的低壓電器更新老產(chǎn)品：例如RT20，RT16系列同RTO系列相比，每只熔斷器平均節(jié)電約3W；RJ20系列，T系列熱繼電器同JRO和JR16系列相比節(jié)電30%，每只熱繼電器平均可節(jié)電約4W。AD1系列信號燈取代XD2，XD3，XD5，XD6相比，全系列平均節(jié)電70%，每只信號燈節(jié)電約8W。采用節(jié)能型交流接觸器：其節(jié)電原理是將交流接觸器的電磁線圈的電流由原來的交流吸持改為直流，大功率電機(jī)所采用的交流接觸器采用節(jié)電技術(shù)后可取得較高的節(jié)電效益，一般節(jié)電率高達(dá)85%以上，大中型交流接觸器采用節(jié)電技術(shù)后平均每臺(tái)節(jié)電約50W。

4 節(jié)能變壓器的選擇及其應(yīng)用

隨著科技水平的不斷進(jìn)步新材料新工藝的不斷應(yīng)用，新的低損耗變壓器開發(fā)相繼成功，國內(nèi)變配電變壓器領(lǐng)域已出現(xiàn)了比S11系列更節(jié)能的S13，S14，S15等系列，以及非晶合金鐵芯低損耗產(chǎn)品。SH15非晶合金變壓器采用非晶合金帶材作為鐵芯材料，能在S11變壓器基礎(chǔ)上降低約60%的空載損耗，目前國家電網(wǎng)正在推行SH15型變壓器。S13，S15系列超低損耗變壓器通過使用優(yōu)質(zhì)的硅鋼片和優(yōu)化的電磁設(shè)計(jì)，能夠降低空載損耗30%，降低負(fù)載損耗分別是15%和30%。

5 其他電氣節(jié)能措施

用電負(fù)荷的三相平衡措施：工業(yè)廠房中三相用電設(shè)備較多，三相不平衡不十分明顯，主要影響不平衡的一般為照明部分，民用建筑中大多為電壓等級為220V的用電設(shè)備，在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用三相負(fù)荷較均衡的設(shè)計(jì)方案，減少三相衡電流的不平衡度，可減少變壓器損耗，降低低壓線路損耗，是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施。無功功率補(bǔ)償措施：在電氣設(shè)計(jì)中，照明部分主要采用功率因數(shù)高的節(jié)能光源，上述已提及，當(dāng)采用金屬鹵化物燈具時(shí)采用自帶補(bǔ)償措施（COSΦ≥0.9）；低壓配電中可采用就地?zé)o功補(bǔ)償措施或變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償措施，提高其功率因數(shù)，從而減少變壓器上的無功損耗。供電干線、大功率設(shè)備專線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面，雖然在工程前期對材料的損耗相對提高，但從長遠(yuǎn)收益看，采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面減少的電纜了發(fā)熱損耗并能提高電纜使用壽命，降低了電纜傳輸中的電壓損失，提高了電能質(zhì)量，是一項(xiàng)安全可靠的節(jié)能措施。

6 結(jié)語

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)主要是如何運(yùn)用現(xiàn)代最先進(jìn)，最有效的技術(shù)手段，把能量源利用率最大化，在規(guī)范的前提下，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，這也需要每一位工程技術(shù)人員關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域科技的發(fā)展，才能更合理的把節(jié)能科技應(yīng)用到實(shí)際工程之中。