电气节能技术在工程设计中的应用

张　宏

摘要：现在的社会越来越重视能源的节约，电气节能也是值得关注的一大社会问题。在构建节约型社会的今天，电力资源的节约更加显得重要。本文从电气节能技术的本身特点入手，着重阐述了节能技术在工程设计中的应用问题。

关键词：电气节能；线路损耗；照明节能；工程设计；应用

随着城镇化进程的不断加快，建设项目集聚增加，呈现出较快的发展势头。但是，节能型建筑的比例并不是很高，存在着较多的资源浪费问题，特别是充分考虑电气节能的问题。建筑的能耗问题在社会能耗中占有非常重的比例，已经达到了四分之一，并有逐步升高的趋势。如果我们不采用合理的措施，按照建设“能源节约型社会“的要求，合理运用电气节能技术进行工程设计，一定会加大能源消耗对电力供应的压力，导致能源危机的提前到来。因此，在工程设计中合理、科学地运用电气节能技术，是一个普遍关注的社会问题，是我们每一个人的社会责任。

下面我们就电气节能技术在工程设计中的应用进行简单的分析和阐述。

1 电气节能的设计原则

电气节能设计是运用技术手段改进建筑物功能达到节能目的的活动，在进行电气节能设计的时候，不能影响建筑物的其他功能，更不能增加建筑物的投资资金。结合目前建筑设计的情况，我们应该遵循以下原则：

1.1 满足功能原则

建筑物的节能设计，应该首先考虑到建筑物的功能，满足建筑物的各种功能方面的要求，甚至是建筑物不同部位的不同要求。主要考虑照明、通风、艺术等方面的具体要求。

1.2 经济合理原则

节能设计应该考虑经济合理原则，不能因为追求节能而大大增加建筑物本身的投资，要充分考虑节能投资的回收周期，不能盲目地增加投资。

1.3 技术先进原则

节能设计应该尽量采取先进的技术，用先进技术带动节能。充分发挥先进技术的作用，在设备的配备、材料的挑选等方面充分考虑其技术含量。

2 合理选择变压器促进节能

变压器的选择非常关键，如果选择合理，可以减低变压器有功功率的损耗，切实提高变压器的运行效率，从而达到节能的效果。变压器的有功功率损耗主要包括变压器的空载损耗、变压器的有载损耗等。他们之间的关系是：变压器有功损耗等于空载损耗加上变压器的有载损耗与变压器的负载率的积。

有这个关系，我们知道：选用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造的新系列节能变压器可以减少涡流损耗，有效地达到节能的效果。因为新的节能型变压器与老产品的电压器相比，在变压器的空载损失、短路损失两方面都有较大的降低，新的变压器大多是铜芯绕组的，可以减少变压器的能耗。因此，在对建筑物进行节能设计时，应该尽量选择新的节能型变压器。具体选择变压器的时候，应该考虑到变压器的负载率、变压器的更换年限、新产品的更替周期等，尽量保持变压器在技术方面处于领先地位。

3 合理设计供电、配电设施促进节能

在电气节能设计的时候，合理设计供电和配电系统以及线路系统是非常必要的。主要应该做到以下几点：

根据工程总体的负荷容量、负荷分布情况等因素，选择与之相配套的供电电压，尽量保证同一电压供电系统变配电级数一致，根据工程具体情况，科学、合理地设计配电系统，尽量达到简单可靠的要求。

从经济实惠角度考虑，选择能够满足综合运行费用最小要求的导线截面。

通过采取一些措施，减小线路损耗。比如尽量选择铜芯线、铝芯电线，合理设置变电所，尽量减小导线长度，根据季节变换合理调节线路负荷等。

提高供配电系统的功率因素，减少输电损耗，达到节能目的。具体可以采取以下措施：

减小供用电设备本身的损耗，提高自然功率。合理选择变流装置，根据实际情况进行科学设计，直流设备的供电应采用硅整流，直流供电设备的励磁应该采取晶闸管整流装置。也可以在条件成熟的情况下实现异步电机的同步化运作。

可以在设计的时候运用静电电容器，根据具体需要对供配电系统进行无功补偿。可以视具体情况，采用固定补偿或自动补偿，也可以依据实际，选用单独补偿、成组补偿或者在变电所内进行集中补偿。

4 合理设计照明系统促进节能

表面上看，照明用电没有动力用电对整个用电的条件要求高，单体损耗也很少，一般都是小功率的电灯泡。但是，这方面的用电是生活中最广泛，占用电总量比重较大的一部分，因此合理的设计照明用电系统，在节能方面也非常重要，有很大的潜能和空间。具体说来，应该采取以下措施：

4.1 按照具体场所在照明条件方面的要求，尽量选用电耗小的高效光源。基本的做法是：

室内的照明光源，尽量用荧光灯、钠灯，一般不用白炽灯，在非常情况才选用白炽灯。但是，同时要考虑到有关规定的具体要求，还要安装电容器。

在对照明条件要求较高的室内外大空间环境，比如是路灯，我们可以采用高光能气体放电灯，在合适的位置安装镇流器，镇流器应采用能耗较低的那种类型。

在灯具的选用上，以高效灯具为主。这种灯具的控光性、直射光通比例等方面都比较合理，性能比较稳定。

从人的视觉效果考虑，可以利用光的非对称性分布，改善人们的视觉效果，从而提高照明效能。

4.2 根据工程的具体情况，合理设计照明方案，科学管理照明系统。

工程的空间布局和具体的用途不同，对用光的要求也就不同，我们在进行电气节能设计时，要尽量考虑到光通利用系数，一般情况下，最好对照明系统进行分区布局。在有集中空调且照明容量大的场所，采用照明灯具与空调回风口结合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的场所，采用两种以上光源组成的混光照明。室内表面的涂料或者壁纸，应该尽量采用高反射率的浅色饰面材料，以更加有效地利用光能。在对照明电路进行管理的时候，我们可以优先考虑声控和光控开关。这样可以在一时需要，可以随时熄灭的情况下，采用声控开关，在路灯、广场等照明系统中，可以尽量采取光控。可以根据自然光的变化，随时调整关、开灯时间，从而减少电能的浪费。如果在面积较大的地方，可以根据人们活动的需要，对照明电路进行分区管理，需要了就开，不需要了就关掉一部分，减少不必要的浪费。

5 合理选择电动机和节能电器促进节能

5.1 电机的合理选择

根据情况优先选择高效电机。电动机的效率和功率是其主要性能指标，如果我们能够选用效率较高、功率较高的电动机，在日常的生产生活当中可以有效地减少对电力资源的损耗。如果我们对普通电动机和高效电动机进行比较，就会发现，在同等条件下，高效电动机能够更好地体现节约用电，因此，我们在进行工程设计或者在对某个工程进行技术改造时，应该首选高效电动机。当然，选择高效电动机，也要考虑到负载率、每年连续运行时间、单机容量等因素。

尽量选用有交流变频调速、软起动器装置的电动机。 如果电动机有变频调速装置，可以根据负载的变化，自动调节速度，提高电机效率，达到我们在节能方面的要求。如果更经济实惠的选择，就是选用带软启动器的电机。也可以达到根据具体的电路信息反馈变化转速的目的。

5.2 电器的合理选择

在低压电器的选择方面，我们可以尽量采用节能型低压电器。这些电器的设计更加人性化、更合理。他们的性能也更加稳定。可以选用更加先进的熔断器、热继电器，特别是应该在设计时，尽量选用有节能装置的电器。

结束语：

工程设计是一项重要的技术性工作，如果在设计时，能够充分考虑到电气节能问题，就可以有效地减小能耗，达到节能的目的。为构建节约型社会做出积极的贡献。因此，我们应该大力提倡电气节能技术在工程设计中的应用。

参考文献

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[2]俞丽华,朱桐城.《电气照明》，同济大学出版社,2005年11月.

[3]刘介才.《 工厂供电》，机械工业出版社，200６年5月.

[4]曹玉亭.《对电气节能技术的思考 》，《山西建筑 》，2007年33卷７期.