節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的運(yùn)用分析

李文定

摘要：用電成本在工廠生產(chǎn)成本中占據(jù)較大比例，已經(jīng)成為影響工廠發(fā)展的主要因素。目前國(guó)家相關(guān)部門已經(jīng)認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排的重要性，本文主要對(duì)節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可提高工廠電氣技能水平，降低工廠用電量，維持工廠的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：節(jié)能技術(shù) 工廠 電氣技術(shù) 實(shí)際應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S2104 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5349（2017）08-0195-02

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工廠建設(shè)量越來(lái)越多，節(jié)能減排策略已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的必經(jīng)之路?，F(xiàn)階段，很多節(jié)能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到工廠電氣技術(shù)中，不僅提升了工廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益，同時(shí)還滿足了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與友好型環(huán)境的建設(shè)，對(duì)工廠的運(yùn)行具有很大意義。

一、節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的應(yīng)用意義

用電成本是工廠生產(chǎn)中較大的部分，對(duì)工廠的長(zhǎng)期發(fā)展與經(jīng)營(yíng)效益具有很大影響。目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家已經(jīng)提出了節(jié)能發(fā)展理念，為了促進(jìn)廣大工廠的發(fā)展，必須將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到工廠中。電氣技術(shù)在工廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中占據(jù)的比例較大，實(shí)際操作中可將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到工廠電氣技術(shù)中，同時(shí)結(jié)合工廠電氣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，制定合理的應(yīng)用措施，幫助企業(yè)節(jié)省較大的成本開支，進(jìn)而在保證工廠產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少成本費(fèi)用，提高企業(yè)在市場(chǎng)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)力，給企業(yè)創(chuàng)造更廣的發(fā)展空間。此外，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還符合我國(guó)提倡的節(jié)能減排要求，得到了國(guó)家的認(rèn)可，對(duì)企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展具有很大意義。

二、提高節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中應(yīng)用的方法

（一）選擇節(jié)能電器設(shè)備

1.選擇節(jié)能照明電器

從工廠當(dāng)前的發(fā)展情況來(lái)看，雖然照明電器的用電消耗量不大，但是受工廠規(guī)模與生產(chǎn)特點(diǎn)影響，導(dǎo)致照明電器數(shù)量較多，而且使用時(shí)間較長(zhǎng)，在長(zhǎng)期應(yīng)用中將產(chǎn)生一定的用電成本，所以可以將工廠傳統(tǒng)的照明燈更換為節(jié)能照明電器，幫助企業(yè)減少成本消耗。目前工廠使用的節(jié)能照明電器主要有高壓鈉燈、熒光燈等類型，主要特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)、耗電低、光線亮，而且不誘蟲，可透霧，在減少工廠電量消耗的同時(shí)，保障了工廠各項(xiàng)工作的穩(wěn)定開展。同時(shí)工廠還可以將電子鎮(zhèn)流器燈應(yīng)用到實(shí)際照明中，其具有噪音小、重量輕、電壓低、功率輸出低等特點(diǎn)，而且節(jié)能效果顯著，使用壽命長(zhǎng)，安全性高[1]；可以滿足工廠作業(yè)需求。如果工廠將全部照明電器更換為節(jié)能照明電器，定會(huì)給工廠省下一大筆資金，同時(shí)保證了生產(chǎn)工作的穩(wěn)定開展，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.電動(dòng)機(jī)

高效的電動(dòng)機(jī)不僅減少了電能消耗，同時(shí)提高了工廠節(jié)能水平。結(jié)合工廠生產(chǎn)及運(yùn)行特點(diǎn)，可以將Y型高效率電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到工廠中。從工作特點(diǎn)上分析，該電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用到硅鋼片與銅繞組，具有減少電能損耗的作用，而且效果較理想，提高了工廠運(yùn)行效率。由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部組件更換操作難度較大，因此可直接應(yīng)用工作效率較高的新型電動(dòng)機(jī)工作。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)舊電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障或損壞，要求重新選擇電動(dòng)機(jī)繞組時(shí)，可使用高效新電動(dòng)機(jī)替代舊電動(dòng)機(jī)。此外，由于電動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)期的負(fù)載高低變化下工作，影響了電動(dòng)機(jī)效率，此時(shí)將Y型高效電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到工廠中，提高了工廠作業(yè)效率。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國(guó)自主研發(fā)的新型高效電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)相比，可將損耗功率降低20%到30%，同時(shí)提高了工作效率。[2]所以工廠應(yīng)用電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須對(duì)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)綜合比較，之后選擇新型的電動(dòng)機(jī)。

3.變頻器的應(yīng)用

變頻器主要使用微電子和變頻技術(shù)工作，可采用改變電機(jī)工作電源頻率實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)設(shè)備控制。一般工廠生產(chǎn)中設(shè)置了很多大動(dòng)力的設(shè)備如風(fēng)機(jī)、水泵等，之前主要使用閘閥實(shí)現(xiàn)風(fēng)量與水量控制，實(shí)際應(yīng)用中浪費(fèi)了較多電能，此時(shí)可利用變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)速度，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)速與水量控制，減少能耗浪費(fèi)。實(shí)際應(yīng)用中可將高壓變頻技術(shù)應(yīng)用到工廠實(shí)際作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)工廠高壓大功率電器的調(diào)節(jié)與控制，進(jìn)而減少輸出功率，降低電能消耗，將用電量控制在一定范圍中，得到理想的節(jié)能效果，值得在工廠中廣泛推廣應(yīng)用。[3]

4.應(yīng)用低阻電纜，控制好導(dǎo)線截面

電力電纜是工廠設(shè)備傳輸?shù)暮诵墓ぞ?，?duì)電力傳輸質(zhì)量與能耗具有很大影響。從電纜電阻工作特點(diǎn)來(lái)看，隨著電纜電阻的增大，電氣設(shè)備傳輸速度逐漸降低，進(jìn)而產(chǎn)生了較高的能耗。因此為了減少能耗，可將小電阻的電力電纜應(yīng)用到工廠中，降低電纜熱量，并減少輸電線損失，保證電纜安全，減少不良事故的發(fā)生。此外還要控制好導(dǎo)線截面，減少電力電纜投資費(fèi)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本的目的。[4]

（二）應(yīng)用節(jié)能型配電系統(tǒng)

1.控制好供電電壓

供電電壓一般可根據(jù)工廠用電容量、用電距離、用戶用電負(fù)荷及電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀考慮，綜合多種因素。通常選擇6到10kV配電電壓時(shí)，由于10kV經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，同時(shí)使用的有色金屬較少，可選10kV；如果6kv設(shè)備應(yīng)用多、技術(shù)合理且容量較大，可進(jìn)行應(yīng)用；如果用戶使用少量3kV電動(dòng)機(jī)時(shí)，可優(yōu)先選擇10（6）/3kV變壓器供電。

2.無(wú)功補(bǔ)償裝置

功率因素對(duì)工廠企業(yè)具有很大作用，所以必須結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)提升供電功率因數(shù)，合理應(yīng)用配、變及用電設(shè)備，提高輸送電能的能力，減少電能消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能并提高設(shè)備利用率的目的。無(wú)功補(bǔ)償在客戶端設(shè)備中非常重要，尤其是大型電機(jī)較多或大客戶，必須應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高供電質(zhì)量，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求[5]。

3.節(jié)能型變壓器

變壓器是輸變電行業(yè)中消耗較大的部分，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)變壓器總能耗占據(jù)總能量消耗的10%，如果適當(dāng)控制可節(jié)約很多電量，因此節(jié)能型變壓器具有非常廣泛的應(yīng)用意義。一般可使用干式變壓器，如果之前已經(jīng)應(yīng)用了舊油浸變壓器，可對(duì)其進(jìn)行改造，滿足工廠實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)降低費(fèi)用的目的。

4.控制供電線路損耗

線路電流是固定不變的，為了減少線路，可控制線路電阻。線路電阻R=Ρl/S，電阻與電阻率ρ成正比，與線路截面呈反比，與線路長(zhǎng)度呈正比，可以從以下幾方面操作。（1）使用電導(dǎo)率小的材料做導(dǎo)線。一般銅芯較好，但要遵循節(jié)約原則，通常在負(fù)荷大廠房中使用銅導(dǎo)線，負(fù)荷低廠房應(yīng)用鋁芯導(dǎo)線。（2）減少導(dǎo)線長(zhǎng)度。一般要求線路盡量沿直線，減少長(zhǎng)度，同時(shí)低壓線路盡量不走回頭線，減少電能損失；變壓器靠近負(fù)荷，縮短用電距離。（3）增加截面面積，一般較長(zhǎng)的線路不僅要滿足熱穩(wěn)定、載流量及電壓損失截面，還要增加一級(jí)導(dǎo)線截面。[6]

（三）加強(qiáng)用電管理，控制好峰谷電力資源

峰谷用電表示電力行業(yè)用電中利用山峰與山谷來(lái)表述用電負(fù)荷特性變化情況。一般早上8點(diǎn)到晚上10點(diǎn)屬于用電高峰階段，深夜10點(diǎn)到次日8點(diǎn)為用電低谷階段。峰谷電價(jià)實(shí)施的主要目的是鼓勵(lì)利用低谷電價(jià)優(yōu)惠條件提高低谷用電量，如空調(diào)、電熱水汽及其他電器設(shè)備的應(yīng)用。從電力部門角度分析，如果將高峰用電適當(dāng)?shù)叵虻凸葧r(shí)段轉(zhuǎn)移，不僅可緩解高峰電力供需缺口問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電子資源的優(yōu)化配置，屬于“削峰填谷”雙贏政策。從工廠的實(shí)際發(fā)展來(lái)看，充分利用低谷電量對(duì)工廠生產(chǎn)具有很大作用，通常需要鼓勵(lì)有條件也多進(jìn)行低谷用電，不僅幫助工廠減少了電能耗費(fèi)，同時(shí)節(jié)約了大量的成本。

（四）強(qiáng)化工廠電力計(jì)量管理

從工廠企業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看，工廠需求開展電力計(jì)量管理，實(shí)際分析中可以從兩方面探討。一方面，加強(qiáng)工廠電力計(jì)量管理減少了計(jì)量問(wèn)題對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)造成的影響，實(shí)現(xiàn)了工廠運(yùn)行電能計(jì)量裝置的跟蹤、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、抽樣監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)可定期分析計(jì)量裝置測(cè)試數(shù)據(jù)，避免了電力計(jì)量裝置的錯(cuò)誤運(yùn)行，保證了電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。另一方面，結(jié)合電能計(jì)量結(jié)果可制定長(zhǎng)效發(fā)展機(jī)制，如對(duì)大小相同的辦公室及車間用電量進(jìn)行比較，如照明電量、空調(diào)設(shè)備用電等，對(duì)比設(shè)備用電情況，并結(jié)合工廠發(fā)展制定長(zhǎng)效的措施，減少不必要電能的損耗，降低企業(yè)產(chǎn)品成本。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，工廠成本降低的方法較多，通過(guò)節(jié)能技術(shù)在電氣方面的應(yīng)用，減少了很多電量，同時(shí)提高了企業(yè)在市場(chǎng)發(fā)展中的地位。[7]

（五）提高電能質(zhì)量，控制電網(wǎng)諧波

目前很多工廠企業(yè)開始將變頻調(diào)速設(shè)備、非線性負(fù)荷及直流設(shè)備應(yīng)用到工廠作業(yè)中，導(dǎo)致很多諧波電流流入電網(wǎng)中。高次頻波的存在不僅耗費(fèi)了工廠較多的電量，同時(shí)加快了線損，影響了系統(tǒng)功率因數(shù)，給電力系統(tǒng)的可靠性造成巨大影響，嚴(yán)重時(shí)將出現(xiàn)繼電保護(hù)誤動(dòng)行為，燒毀了大量的數(shù)字電路、危機(jī)保護(hù)線路與裝置。因此為了控制諧波的影響，實(shí)際操作中盡量少使用或不使用非線性電氣設(shè)備，盡量使用具有自動(dòng)消除諧波能力的電氣設(shè)備。同時(shí)可采用降壓方式啟動(dòng)大容量電動(dòng)機(jī)。可使用不同變壓器對(duì)電壓波動(dòng)、沖擊性負(fù)荷及閃變敏感負(fù)荷供電，如果不能實(shí)現(xiàn)此種操作，可采用變電所低壓柜專用回路供電。如果諧波穩(wěn)定，可應(yīng)用無(wú)緣濾波器，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。建電網(wǎng)諧波檢測(cè)室，可采用危機(jī)快速傅里葉分析，結(jié)合數(shù)據(jù)處理結(jié)果發(fā)出指令，并實(shí)現(xiàn)電流型與電壓型逆變器有源濾波控制。目前有源濾波與無(wú)源濾波結(jié)合是常用的方式，由動(dòng)態(tài)無(wú)源濾波與有源共同承擔(dān)了諧波補(bǔ)償操作。因此很多負(fù)載諧波均可過(guò)濾掉，而且具有節(jié)約投資與經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的特點(diǎn)。從控制效果來(lái)看，諧波控制可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)分析，進(jìn)而進(jìn)行了針對(duì)性處理，實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量?jī)?yōu)化，提高了電能利用效果。

三、結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的運(yùn)用進(jìn)行了分析。節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為控制工廠用電成本的主要措施，幫助工廠企業(yè)得到了較高的經(jīng)濟(jì)效益，控制降低了電能損耗。因此相關(guān)人員必須從思想上認(rèn)識(shí)到節(jié)能技術(shù)與工廠電氣技術(shù)的密切聯(lián)系，然后結(jié)合工廠實(shí)際狀況不斷創(chuàng)新應(yīng)用方法，提高工廠節(jié)能技術(shù)，并降低工廠用電成本，推動(dòng)工廠向又好又快的方向發(fā)展。

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責(zé)任編輯：楊國(guó)棟