張曉茸　于康健

摘? ?要：電氣設計在建筑建設過程中具有重要作用，節(jié)能設計則是近年來得到重視的環(huán)節(jié)?；诖?，文章以中小型化工廠的電氣節(jié)能設計原則作為切入點，予以簡述，再以此為基礎，重點論述可行的設計方法，給出照明系統(tǒng)設計、變壓器的選取、有功補償機制等內(nèi)容，通過分析明晰理論，為后續(xù)工作提供參考。

關鍵詞：中小型化工廠;電氣節(jié)能設計;照明系統(tǒng);有功補償

1? ? 中小型化工廠的電氣節(jié)能設計原則

1.1? 安全性

安全性是指在中小型化工廠的電氣節(jié)能設計以保證用電安全為基本原則，可做技術更新、設備調(diào)整，但不能以犧牲作業(yè)安全為代價。如2018年某地小型化工廠進行節(jié)能改造，廠方認為自身作業(yè)壓力小，因此選用了容量較小的變壓器，實際作業(yè)過程中，變壓器在短時間內(nèi)進入過負荷運行狀態(tài)，金屬內(nèi)芯被燒熔，幾乎釀成電力火災。在該事件中，廠方的初衷在于降低變壓器以及配套設施以免造成無端的浪費，調(diào)整參數(shù)的方式并非不可行，但變壓器容量過小又會造成過猶不及的問題，無法保證安全性[1]。

1.2? 可靠性

可靠性是電能供應和使用的基本原則，要求在中小型化工廠的電氣節(jié)能設計中，評析廠內(nèi)用電需求，了解峰值用電時間段、用電量，做好記錄，并收集大量數(shù)據(jù)，根據(jù)時間遞進性了解用電信息的動態(tài)變化，在保證節(jié)能的同時，使供電作業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)。如某化工企業(yè)為小型企業(yè)，近年來因為效益理想擴大了生產(chǎn)規(guī)模，其用電需求較建立之初明顯增加，進行節(jié)能改造時，應首先收集當前工作信息，之后求取多年來的電能使用變化值、增加量，保證當前用電需求的同時，考慮未來變化，實現(xiàn)節(jié)能和穩(wěn)定供電的兼顧。

2? ? 中小型化工廠的電氣節(jié)能設計方法

2.1? 照明系統(tǒng)設計

照明系統(tǒng)的節(jié)能，具有一定的長期價值，強調(diào)以音控設備替代傳統(tǒng)照明系統(tǒng)，實現(xiàn)作業(yè)效率、電能應用有效性的提升。音控設備主要依托音頻擴大器工作，在中小型化工廠中，可設置若干音控照明設備，將其音頻擴大器與控制終端連接為一個整體，日間關閉所有設備，晚間18：00時（夏季）、17：00時（冬季），啟動所有音控設備，使其處于待工作狀態(tài)。音控設備可布置于辦公室、倉庫等位置，不存在工作需求時，燈具處于關閉狀態(tài)，人員經(jīng)過、查看各處情況時，發(fā)出的聲音可被音頻放大器捕捉，并快速傳輸給控制系統(tǒng)，可控硅電路啟動照明燈具。人員完成庫房、辦公室查看后，環(huán)境中無法繼續(xù)捕捉有效的響動，音控設備重新進入待工作狀態(tài)，直到次日早間5：00時（夏季）、6：00時（冬季）。音控設備的工作原理方面，借助光敏二極管，保持閉路電路系統(tǒng)內(nèi)的電阻水平，使其維持在100 kΩ左右，以220 V交流電壓提供電能，可控硅電路發(fā)射極的電壓應維持在0.8 V左右，音頻放大器可捕捉的音量應在30 dB左右，放大倍數(shù)為3～10倍。

2.2? 變壓器的選取

變壓器的選取，牽涉到參數(shù)計算、數(shù)量核定和調(diào)試分析3個方面?？筛鶕?jù)化工廠當前作業(yè)需求進行參數(shù)核定，一般要求變壓器的工作負荷不超過80%。如當前化工廠變壓器工作負荷水平保持在70%左右，可在進行節(jié)能設計時，選取與對應變壓器相同的設計要求。如進行新的化工廠建設，缺乏可借鑒參考，則選取同類生產(chǎn)規(guī)模企業(yè)進行對照分析，確定變壓器的容量、數(shù)量。調(diào)試分析方面，強調(diào)借助四輪調(diào)試，了解變壓器在不同負載水平下的工作參數(shù)[2]。四輪調(diào)試分別為空調(diào)調(diào)試、半負載調(diào)試、滿負載調(diào)試和過負載調(diào)試，分析思路為匹配分析，了解變壓器安全作業(yè)模式下的溫度、電流參數(shù)與調(diào)試所獲參數(shù)進行對比，如調(diào)試參數(shù)與標準參數(shù)存在差異，溫度過大、電流過小，表明變壓器容量不足，需更換容量更大的設備。原理上看，變壓器工作的安全參數(shù)一般為一個數(shù)集，如在50%負載下，變壓器的溫度應在55 ℃上下波動：

Q溫度=[最小安全值…52.3;53.6;54.5;55;55.8;56.3…最大安全值]

當變壓器在50%負載模式下的調(diào)試結果不處于上述數(shù)集中，就應嘗試更換，溫度過小應考慮更換小容量變壓器實現(xiàn)機能，溫度過大，則更換大容量變壓器保證作業(yè)安全。完成更換后，可進行二次調(diào)試，方式相同。

2.3? 有功補償機制

有功補償機制主要作用在于維持電壓水平的穩(wěn)定，也有助于根據(jù)用電信息確定合理的配電方案、提供用電輔助，避免電能浪費。中小型化工廠的用電需求一般較為穩(wěn)定，其用電設備以生產(chǎn)設備、機組為主，可在主要用電設備處設置有功補償裝置，該裝置與常規(guī)供電裝置處于并聯(lián)狀態(tài)，可獨立作業(yè)。當設備啟動時，常規(guī)通過來自周邊電網(wǎng)的電能提供動力，并將傳輸過程中的多余電能存儲于補償設備中，同時記錄當日對應設備的用電量。次日的工作中，以此前一日的用電量信息為基準，確定配電方案。生產(chǎn)活動開始后，啟動有功補償設備繼續(xù)存儲電能，如果電能供應不足，有功補償設備與電網(wǎng)提供的電流之間，將產(chǎn)生一個電勢差，有功補償設備中的電能，將反向進入電力線路中，保持生產(chǎn)環(huán)節(jié)的電壓穩(wěn)定，同時輔助供電作業(yè)，避免大量配電導致的電能浪費，也能避免生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)電壓不足、供電中斷的問題。有功補償機制廣泛適用于中小型化工廠的電氣節(jié)能設計。

3? ? 結語

綜上所述，中小型化工廠的電氣節(jié)能設計既是必要的，也具有可行性。原則上看，電氣節(jié)能設計要保證安全性，并重視供電的可靠性。具體方式上，包括照明系統(tǒng)設計、變壓器的選取、有功補償機制運用等，通過智能技術、充分的參數(shù)調(diào)試以及電壓平衡保持，使化工廠的用電需求得到滿足，同時降低能耗，實現(xiàn)節(jié)能。

[參考文獻]

[1]張博文.針對電氣自動化節(jié)能設計技術的實際應用對策[J].電子技術與軟件工程，2019（7）：111.

[2]蓋鵬飛.電氣工程自動化信息技術及其節(jié)能設計探討[J].南方農(nóng)機，2019（2）：165.