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對(duì)電氣自動(dòng)化節(jié)能控制設(shè)計(jì)探究
一、電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)
為了做好電氣自動(dòng)化的節(jié)能工作,我們需要重視采取相應(yīng)的策略,以收到更好的節(jié)能效果。結(jié)合電氣工程的實(shí)際情況,筆者認(rèn)為可以采取以下策略。
1.選擇合理的變壓器。減少變壓器的型材損耗,硅鋼片、鋼材、銅線(xiàn)、絕緣子等,都是變壓器所必須的材料,如果選擇不合理,往往需要消耗大量的電能。在選擇的時(shí)候,應(yīng)該以節(jié)約原則為指導(dǎo),滿(mǎn)足工作要求的前提下,周密合理的選擇材料和運(yùn)行介質(zhì),以節(jié)約電能和生產(chǎn)成本。對(duì)于配電線(xiàn)路和配電柜,盡量選用銅材并采用換位導(dǎo)線(xiàn)措施,以降低變壓器的電能損耗。在滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)行條件的前提下,盡量選用較薄的硅鋼片,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。逐漸淘汰落后的高耗能的變壓器,選擇新型的高效節(jié)能的變壓器,減少變壓器的功率損耗,合理選擇變壓器的負(fù)載率。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)載率在40%—60%之間,在選擇變壓器的時(shí)候,盡可能使負(fù)載率設(shè)計(jì)在此區(qū)域。在工廠車(chē)間或者是智能樓宇,變壓器要盡量放在電力負(fù)荷中心位置,以方便管理,減少現(xiàn)場(chǎng)電纜長(zhǎng)度,降低線(xiàn)路電能損失,提高電能質(zhì)量。下面將以原來(lái)的變壓器和新設(shè)節(jié)能變壓器對(duì)比節(jié)能效果。T=全年投入運(yùn)行小時(shí)數(shù),按8760小時(shí)計(jì)算,r=最大負(fù)荷年損耗小時(shí)數(shù),按照2000小時(shí)計(jì)算,β=變壓器的負(fù)載率,按80%計(jì)算。原來(lái)的變壓器SJ-1000KVA有功電能損耗為 ΔWT=ΔPoT+ΔPKβ2r(4.9×8760+15×0.82×2000=42924KW.h+19200KW.h=62124KW.h)。新設(shè)計(jì)節(jié)能變壓器S10M—100KVA有功電能損耗為 WT=ΔPoT+ΔPKβ2r(1.26×8760+9.6×0.82×2000=11040KW.h+12288KW.h=23328KW.h)。每年有功電能損耗節(jié)省(62124KW.h-23328KW.h=38769KW.h)
2.提高系統(tǒng)功率因素。一方面,采取科學(xué)合理的措施,提高系統(tǒng)的自然功率因素,如提高用戶(hù)負(fù)載率,在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的前提下,盡量選擇極數(shù)較少的電動(dòng)機(jī),提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率,節(jié)約電能,降低損耗。還可以讓電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻自動(dòng)控制,使電動(dòng)機(jī)負(fù)載較小的時(shí)候,獲得較高的功率因素。這些措施在不添置任何補(bǔ)救設(shè)備的情況下,降低用電設(shè)備的無(wú)功功率,從而提高功率因素。該方法不會(huì)增加工業(yè)生產(chǎn)的投資,是一種經(jīng)濟(jì)有效的電氣自動(dòng)化節(jié)能策略。另一方面,采用人工的方法提高系統(tǒng)的功率因素,也就是常說(shuō)的人工補(bǔ)償?shù)姆绞�。提高自然功率因素的策略往往不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)用電的需求,還需要裝設(shè)補(bǔ)償裝置,常用的方式包括集中補(bǔ)償和單獨(dú)就地補(bǔ)償,堅(jiān)持分級(jí)補(bǔ)償和就地平衡原則,以減少無(wú)用功傳輸,達(dá)到節(jié)能的目的。
3.降低高次諧波。諧波對(duì)用電設(shè)備往往會(huì)造成多方面的危害,例如,造成危險(xiǎn)的過(guò)電壓、過(guò)電流,降低設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)效益,影響繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的安全性和可靠性等等。常用的降低高次諧波的策略有:變壓器采用Δ/Y接線(xiàn),可以消除3的整數(shù)倍的高次諧波;增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù);使用無(wú)諧波污染的綠色變頻器;使用無(wú)源濾波器或有源濾波器。采用這些措施能夠?qū)χC波進(jìn)行過(guò)濾,在電氣設(shè)備操作之前可以組織其它活動(dòng),提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
4.合理選擇電力電纜。在截面選擇的時(shí)候,根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度的曲線(xiàn)和持續(xù)允許的電流進(jìn)行選擇。對(duì)于電纜材質(zhì),盡管鋁電纜便宜,但安全性和節(jié)能效果比較差, 不過(guò)銅電纜越粗,比相同截面鋁電纜要貴重很多。所以,個(gè)別截面較粗的電纜可以選用鋁電纜,截面較小的選用銅電纜,成本只是稍微高些,但能夠取得很好的節(jié)能效果。
5.其它方面的節(jié)能設(shè)計(jì)。第一、合理選擇節(jié)能光源。照明光源的選擇,應(yīng)該按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行,盡可能達(dá)到照明節(jié)能的效果,選用高效能的光源,其發(fā)光效率是普通照明燈的好幾倍,能夠大量節(jié)約電能。衛(wèi)生間、上下樓梯間盡可能選用吸頂燈,在滿(mǎn)足人們生活需要的前提下,達(dá)到節(jié)約電能的目的。廠房?jī)?yōu)先選用金屬鹵化物燈,一個(gè)光源不能滿(mǎn)足要求的時(shí)候,采用兩種光源或混合光源,這樣能夠提高照明強(qiáng)度,降低能耗。第二、選擇節(jié)能型鎮(zhèn)流器。在廠房照明的時(shí)候,應(yīng)該優(yōu)先使用低耗與節(jié)能的光源電子附件,使用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈的時(shí)候應(yīng)該配用節(jié)能型鎮(zhèn)流器,以減少能耗,節(jié)約能源。第三、科學(xué)設(shè)計(jì)照明,進(jìn)行綠色照明改造。照明的設(shè)計(jì)應(yīng)該按照使用功能和環(huán)境影響科學(xué)合理設(shè)計(jì),既滿(mǎn)足照明要求,又符合節(jié)能要求。原來(lái)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在著缺陷,沒(méi)有嚴(yán)格按照照明設(shè)計(jì)規(guī)范布置,燈具品種多,并非節(jié)能燈,照明容量已經(jīng)達(dá)到57.93kW,照度不能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)節(jié)能改造設(shè)計(jì)之后,燈具由原來(lái)的369套減少到256套,燈具品種由8 種減少到3種,備件減少,運(yùn)行成本降低。采用節(jié)能新光源,延長(zhǎng)使用壽命,功率由57.93kW減少到30.13kW,節(jié)電率為1— 30.13/57.93=48%。每年可以節(jié)約電費(fèi)57.93kW×10h×365×48%×0.55元/kWh=5.579萬(wàn)元,每年可以節(jié)約電費(fèi) 5.5萬(wàn)元,只有原運(yùn)行費(fèi)用的一半。
二、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,做好電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。今后在實(shí)際工作中,我們需要以相關(guān)的原則為指導(dǎo),并重視采取相應(yīng)的策略,從多個(gè)方面入手,做好電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)工作,以促進(jìn)電氣工程的發(fā)展,提高工業(yè)生產(chǎn)的效益。
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