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【摘 要】 随着经济建设的快速发展，对于能源的消耗日益增加，为了实现可持续发展，建造节约型社会，我国积极的倡导节能环保。在工业生产中，会消耗大量的能源，为了降低能源消耗，提高企业的经济效益，在工业电气运行的过程中，积极的倡导电气节能。本文主要对工业电气节能设计相关问题进行了简要分析。
【关键词】 工业电气设计；电气节能；原则
引言：
节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。节能减排是当今社会发展最关注的问题之一，在科技飞速发展的今天，很多大型的工业企业运作过程中，消耗大量的能源，包括电资源、水资源、煤炭资源等等，同时排出大量的污染物，如污水、有害气体、烟尘等。已经给我们的地球造成了严重的环境与能源压力，若我们仍不想办法采取适当措施，来防止这种事故的蔓延，那我们国家一直倡导、宣传的“贯彻科学发展观，构建和谐社会，建设环境友好区域、构建资源节约型社会”将成为一个遥不可及的梦想。
一、电气工程的节能设计的原则
1、供电设计的优化原则
在电气工程的设计中，我们既要满足用户本身的实际需要，不能够以牺牲本身的使用需求为代价。此外，也要充分的考虑到设计的实用性，不能够走为了节能而节能的道路。在实际的操作中，实用性被放到了首要的位置，那就是为物内部的用电设备提供充足的电力，满足各方所需；其次考虑的就是安全性的问题，比如各线路之间是否设定有一定的安全距离，在高空作业区有没有配备相应的防雷装置，或在对于静电比较敏感的地方防静电设施能否正常工作等。
2、提高设备的运行效率
在满足用电要求和安全的前提下，尽最大程度的减少各种各样的能源损耗，无论是电能的直接损耗还是间接损耗，都要在规定的范围内降到最低的水平。要努力的实现节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。
二、工业电气设计节能措施
1、提高变压器的效能
在工厂运行的过程中，需要大量的电能供应，而变压器是电力配送中的重要设备之一，其对于电能的输送质量有直接的影响。为了保证电能的供应质量，需要合理的选用变压器，提高变压器的效能，保证工业生产的高效运行，主要可以从如下几个方面提高变压器的效能。
1.1选择高效节能变压器
变压器是工业生产中的重要设备，也是不可缺少的设备。在电系统运行的过程中，变压器作为主要的组成部分，需要长期的运行，只有在进行检修时才可以退出电网。变压器不仅对整个配电网的运行有重要的影响，同时自身还消耗一定的电量，在使用的过程中，还会对周围的环境造成一定的污染。所以说变压器的选择非常重要，如果选型不符合标准，不仅会对配电网的运行带来影响，同时还会消耗大量的电能，影响到自身的使用寿命和生产效率。所以应该选择高效节能的变压器，延长变压器的使用寿命，提高生产效率，节约电能。
1.2合理地计算，选择变压器容量
在工业生产中，对电能的需求非常高，大部分的生产都是在电力的带动下运行的，所以对于电能的供应非常重视。为了保证电能的稳定供应，需要保证变压器的用电负荷在允许的范围内。正常情况下，电量负载在变压器额定容量的60%，能够保证最高的运行效率。如果超出了变压器的额定容量，将会使变压器处于超负荷运行的状态，降低了运行的效率，造成资源浪费。所以在选择变压器时，应该对电量的运行负荷进行合理的计算，一般按照变压器容量的75%-85%为最佳状态，此时才能够保证电能的高效供应。
1.3采用无功功率补偿
提高功率因数可减少线路无功功率的损耗，在变压器使用过程中选择高功率的变压器可以有效的节约由于负荷給工厂施工造成的影响，从而达到节约电能的目的。提高功率因数的措施，包括提高用电设备的自然功率因数和进行人工无功功率补偿，降低无功损耗。人工补偿措施，一般采用固定的静电电容补偿。补偿装置的设置分为集中补偿和分散补偿。对于化工厂而言，由于其主要配电设施集中于变配电所，所以变配电所以集中补偿为主。
2、提高负荷的功率因数
要想提高供配电设备的供电能力，同时减少供电能耗，可以通过降低负荷电流来实现，而要想降低负荷电流，就需要提高负荷的功率因数。当变压器二次侧的功率因数提高时，总的负荷电流将减少，变压器铜耗随之降低，这样变压器内的铜芯使用寿命增加，变压器的使用周期增大。在实际操作中，有两种提高功率因数的措施比较成熟，且受到广大电气设计人员的欢迎，一是尽量降低设备消耗的无功功率，提高自然功率因数；二是采用无功补偿装置进行补偿。
3、照明的节能设计
为了满足工业生产的需要，在工业厂房中都会放置大量的机械设备，所以大多数的工业厂房结构设计都比较高大，所以对于照明设备的要求就比较高。为了满足生产的需要，很多工厂都是24小时连续作业，所以在夜晚对于照明的显色指数、光效等等有很高的要求。由此对于灯具的选择比较严格，需要选择适合的照明灯具，满足工业生产的需求。
3.1改进灯具控制方式
在施工中采用各种先进节能的开关和装置是节约电力资源的有效方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，在高级的客房或者公共场所中应该采用程序控制开关，如钥匙控制开关，声控开关和管线开关等等。
3.2节能光源的选用
气体放电灯具有很高的发光效率是很好的光源。在进行照明系统设计时，要注意建筑环境，例如：在高大的建筑物里使用高压钠灯比较好，高压钠灯具有优良的色温和使用寿命，可以既起到照明的效果又满足照明的需求。在高度较小的房间里可以直接选用日光灯，选用在关照效果进而使用寿命上来看都是最佳选择，如今T8灯管在全方面都优于现阶段使用的T12灯管。在很多公共场所，可以选用紧凑型荧光灯。紧凑型荧光灯可以提高照明效果，又可以起到节能的效果，虽然花费较大，但满可以在今后的电费中节省出来。 3.3节能型镇流器选用
在各种设备的使用过程中都应该推广使用低损耗、性能优的光源电子附件，高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器；电子镇流器是具有明显的提高效率和减少消耗能源的一种工具。虽然目前还存在使用寿命短、经济性不高的缺点，但随着电力电子等相关技术的发展，大力推广采用电子镇流器是大势所趋。
3.4合理的节能照明设计
在对工业厂房的照明设施设置的过程中，应该根据实际的生产需要进行设计，在满足生产工艺的条件下，合理的设计照明设施。在对灯具设计的过程中，应该根据生产工艺的需要，不要单纯的追求亮度，可以采用混合照明的方式来设计。在满足一般照明的基础上，进行局部照明设置，这种方式不仅可以满足照明的需要，又可以节省电能，多设置局部照明，不仅满足了生产的需求，同时减少了因为亮度分布不均而影响生产。另一方面，充分利用自然光，正确选择自然采光。在建筑厂房中，应尽可能地配置大窗，使光从不同的角度射入厂房，而又无强烈刺眼光。
4、电动机的选择
工业用电过程中的节能措施，除上面提到的三种外，另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中，电动机负荷占很大比例，因此当电动机的功率因数和效率提高时，就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时，应该选择高效率的电动机，以提高电动机的功率和效率，减少电动机的电能的损耗，如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是，新型的高效率的电动机，其价格也相对昂贵，高于普通电机很多，因此，在选择电动机前，除考虑电动机的功率与效率，也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的，在到达使用寿命时就需要回收，而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高，电能损耗少，使用寿命就长，回收年限就较高，而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算，当“回收年限”在可接受的范围之内时，即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知，一般当负载率高于0.6、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时，选用新型电动机可以满足经济要求。
随着电力电子技术的发展，带变频调速装置的电机得以广泛应用。当工作异常，电机负荷下降时，变频电机能够自动调节转速，以适应电机负载的变化，这样使得电动机效率有所提高，以达到电动机节能的要求。
三、结束语
总之，工业电气工程中的节能设计是一项繁琐的系统工程，其中可以实施的方案很多，探讨的部分也比较复杂。通过选择合理的方案，实行能源的高效利用，对于构建我国社会主义和谐社会具有十分重要的战略意义。
参考文献：
[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设，2010.
[2]杨凯.浅谈现代建筑电气工程输电线路的节能设计[J].中国科技纵横，2011.
[3]汪春艳.工业电气自动化的发展现状與趋势探究[J].科技致富向导，2012.
【关键词】 工业电气设计；电气节能；原则
引言：
节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。节能减排是当今社会发展最关注的问题之一，在科技飞速发展的今天，很多大型的工业企业运作过程中，消耗大量的能源，包括电资源、水资源、煤炭资源等等，同时排出大量的污染物，如污水、有害气体、烟尘等。已经给我们的地球造成了严重的环境与能源压力，若我们仍不想办法采取适当措施，来防止这种事故的蔓延，那我们国家一直倡导、宣传的“贯彻科学发展观，构建和谐社会，建设环境友好区域、构建资源节约型社会”将成为一个遥不可及的梦想。
一、电气工程的节能设计的原则
1、供电设计的优化原则
在电气工程的设计中，我们既要满足用户本身的实际需要，不能够以牺牲本身的使用需求为代价。此外，也要充分的考虑到设计的实用性，不能够走为了节能而节能的道路。在实际的操作中，实用性被放到了首要的位置，那就是为物内部的用电设备提供充足的电力，满足各方所需；其次考虑的就是安全性的问题，比如各线路之间是否设定有一定的安全距离，在高空作业区有没有配备相应的防雷装置，或在对于静电比较敏感的地方防静电设施能否正常工作等。
2、提高设备的运行效率
在满足用电要求和安全的前提下，尽最大程度的减少各种各样的能源损耗，无论是电能的直接损耗还是间接损耗，都要在规定的范围内降到最低的水平。要努力的实现节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。
二、工业电气设计节能措施
1、提高变压器的效能
在工厂运行的过程中，需要大量的电能供应，而变压器是电力配送中的重要设备之一，其对于电能的输送质量有直接的影响。为了保证电能的供应质量，需要合理的选用变压器，提高变压器的效能，保证工业生产的高效运行，主要可以从如下几个方面提高变压器的效能。
1.1选择高效节能变压器
变压器是工业生产中的重要设备，也是不可缺少的设备。在电系统运行的过程中，变压器作为主要的组成部分，需要长期的运行，只有在进行检修时才可以退出电网。变压器不仅对整个配电网的运行有重要的影响，同时自身还消耗一定的电量，在使用的过程中，还会对周围的环境造成一定的污染。所以说变压器的选择非常重要，如果选型不符合标准，不仅会对配电网的运行带来影响，同时还会消耗大量的电能，影响到自身的使用寿命和生产效率。所以应该选择高效节能的变压器，延长变压器的使用寿命，提高生产效率，节约电能。
1.2合理地计算，选择变压器容量
在工业生产中，对电能的需求非常高，大部分的生产都是在电力的带动下运行的，所以对于电能的供应非常重视。为了保证电能的稳定供应，需要保证变压器的用电负荷在允许的范围内。正常情况下，电量负载在变压器额定容量的60%，能够保证最高的运行效率。如果超出了变压器的额定容量，将会使变压器处于超负荷运行的状态，降低了运行的效率，造成资源浪费。所以在选择变压器时，应该对电量的运行负荷进行合理的计算，一般按照变压器容量的75%-85%为最佳状态，此时才能够保证电能的高效供应。
1.3采用无功功率补偿
提高功率因数可减少线路无功功率的损耗，在变压器使用过程中选择高功率的变压器可以有效的节约由于负荷給工厂施工造成的影响，从而达到节约电能的目的。提高功率因数的措施，包括提高用电设备的自然功率因数和进行人工无功功率补偿，降低无功损耗。人工补偿措施，一般采用固定的静电电容补偿。补偿装置的设置分为集中补偿和分散补偿。对于化工厂而言，由于其主要配电设施集中于变配电所，所以变配电所以集中补偿为主。
2、提高负荷的功率因数
要想提高供配电设备的供电能力，同时减少供电能耗，可以通过降低负荷电流来实现，而要想降低负荷电流，就需要提高负荷的功率因数。当变压器二次侧的功率因数提高时，总的负荷电流将减少，变压器铜耗随之降低，这样变压器内的铜芯使用寿命增加，变压器的使用周期增大。在实际操作中，有两种提高功率因数的措施比较成熟，且受到广大电气设计人员的欢迎，一是尽量降低设备消耗的无功功率，提高自然功率因数；二是采用无功补偿装置进行补偿。
3、照明的节能设计
为了满足工业生产的需要，在工业厂房中都会放置大量的机械设备，所以大多数的工业厂房结构设计都比较高大，所以对于照明设备的要求就比较高。为了满足生产的需要，很多工厂都是24小时连续作业，所以在夜晚对于照明的显色指数、光效等等有很高的要求。由此对于灯具的选择比较严格，需要选择适合的照明灯具，满足工业生产的需求。
3.1改进灯具控制方式
在施工中采用各种先进节能的开关和装置是节约电力资源的有效方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，在高级的客房或者公共场所中应该采用程序控制开关，如钥匙控制开关，声控开关和管线开关等等。
3.2节能光源的选用
气体放电灯具有很高的发光效率是很好的光源。在进行照明系统设计时，要注意建筑环境，例如：在高大的建筑物里使用高压钠灯比较好，高压钠灯具有优良的色温和使用寿命，可以既起到照明的效果又满足照明的需求。在高度较小的房间里可以直接选用日光灯，选用在关照效果进而使用寿命上来看都是最佳选择，如今T8灯管在全方面都优于现阶段使用的T12灯管。在很多公共场所，可以选用紧凑型荧光灯。紧凑型荧光灯可以提高照明效果，又可以起到节能的效果，虽然花费较大，但满可以在今后的电费中节省出来。 3.3节能型镇流器选用
在各种设备的使用过程中都应该推广使用低损耗、性能优的光源电子附件，高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器；电子镇流器是具有明显的提高效率和减少消耗能源的一种工具。虽然目前还存在使用寿命短、经济性不高的缺点，但随着电力电子等相关技术的发展，大力推广采用电子镇流器是大势所趋。
3.4合理的节能照明设计
在对工业厂房的照明设施设置的过程中，应该根据实际的生产需要进行设计，在满足生产工艺的条件下，合理的设计照明设施。在对灯具设计的过程中，应该根据生产工艺的需要，不要单纯的追求亮度，可以采用混合照明的方式来设计。在满足一般照明的基础上，进行局部照明设置，这种方式不仅可以满足照明的需要，又可以节省电能，多设置局部照明，不仅满足了生产的需求，同时减少了因为亮度分布不均而影响生产。另一方面，充分利用自然光，正确选择自然采光。在建筑厂房中，应尽可能地配置大窗，使光从不同的角度射入厂房，而又无强烈刺眼光。
4、电动机的选择
工业用电过程中的节能措施，除上面提到的三种外，另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中，电动机负荷占很大比例，因此当电动机的功率因数和效率提高时，就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时，应该选择高效率的电动机，以提高电动机的功率和效率，减少电动机的电能的损耗，如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是，新型的高效率的电动机，其价格也相对昂贵，高于普通电机很多，因此，在选择电动机前，除考虑电动机的功率与效率，也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的，在到达使用寿命时就需要回收，而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高，电能损耗少，使用寿命就长，回收年限就较高，而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算，当“回收年限”在可接受的范围之内时，即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知，一般当负载率高于0.6、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时，选用新型电动机可以满足经济要求。
随着电力电子技术的发展，带变频调速装置的电机得以广泛应用。当工作异常，电机负荷下降时，变频电机能够自动调节转速，以适应电机负载的变化，这样使得电动机效率有所提高，以达到电动机节能的要求。
三、结束语
总之，工业电气工程中的节能设计是一项繁琐的系统工程，其中可以实施的方案很多，探讨的部分也比较复杂。通过选择合理的方案，实行能源的高效利用，对于构建我国社会主义和谐社会具有十分重要的战略意义。
参考文献：
[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设，2010.
[2]杨凯.浅谈现代建筑电气工程输电线路的节能设计[J].中国科技纵横，2011.
[3]汪春艳.工业电气自动化的发展现状與趋势探究[J].科技致富向导，2012.