時(shí)間:2023-09-11 17:25:59
序論:在您撰寫節(jié)能節(jié)電的方法時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:建筑電氣設(shè)計(jì);節(jié)能原則;節(jié)能方法
隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,對(duì)能源的需求水平不斷增加,全球都面臨著嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)危機(jī),尤其是在我國(guó)之中,能源浪費(fèi)和短缺的問題十分嚴(yán)重,因此,節(jié)能問題受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,尤其是在建筑行業(yè)之中,節(jié)電是十分重要的內(nèi)容。
1、建筑電氣設(shè)計(jì)之中的節(jié)能原則
在設(shè)計(jì)建筑電氣的過程中,應(yīng)該針對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用和技術(shù)先進(jìn)等原則,在滿足舒適性和功能性的原則之后,對(duì)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合性的考慮,最終使能源的使用效率得到提高,避免能源的無謂消耗。
2、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
在設(shè)計(jì)建筑電氣的過程中,應(yīng)該合理的配置供電和配電系統(tǒng),對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行高效的使用,使系統(tǒng)的功率得到提高,減少諧波,最終確立完善的能源管理系統(tǒng),減少建筑物的用電情況。
供電配電系統(tǒng)能夠傳輸、分配和供應(yīng)電力,因此,應(yīng)該重視供電設(shè)備的損耗和供電線路的磨損,應(yīng)該針對(duì)供電的分布、供電距離、負(fù)荷性質(zhì)和負(fù)荷容量等因素,選擇合適的供電配電系統(tǒng),對(duì)電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇,采用可靠簡(jiǎn)單的供配電系統(tǒng),降低配電的級(jí)數(shù)。
在選擇變壓器的過程中應(yīng)該遵循“低損耗、高效率”的原則,對(duì)變壓器的臺(tái)數(shù)和容量進(jìn)行合理的配置,根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn),對(duì)季節(jié)性負(fù)荷變化較大和集中負(fù)荷較大的負(fù)載應(yīng)單設(shè)變壓器,根據(jù)負(fù)荷容量選擇變壓器容量,使變壓器負(fù)載率在70-85%之間,嚴(yán)禁變壓器低負(fù)載率和空載運(yùn)行,減少變壓器的能耗。在變壓器運(yùn)行的過程中可以采取“多布點(diǎn)和小容量”的方式。比如在一些大型小區(qū)中,單獨(dú)的變壓器往往無法滿足使用的要求,因此,應(yīng)該設(shè)置成對(duì)的變壓器,在兩臺(tái)變壓器之中設(shè)置相關(guān)的聯(lián)絡(luò)開關(guān),應(yīng)該針對(duì)負(fù)荷的實(shí)際水平,對(duì)變壓器進(jìn)行切除和投入,減少空載運(yùn)行和輕載運(yùn)行的情況,將損耗降到最低。
在配電線路之中存在著電阻,一旦有電流通過,就會(huì)產(chǎn)生損耗功率,從電網(wǎng)的角度上來說,應(yīng)該增加電壓等級(jí)或提高功率因數(shù)的方式來降低電流,在一般的單體建筑之中,因?yàn)殡娫措妷阂呀?jīng)被確定,因此,想要降低線路的能耗,就必須降低線路的電阻或提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)主要有選用正確合理的用電設(shè)備來提高系統(tǒng)的自然功率因數(shù)和增設(shè)補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行人工補(bǔ)償兩種方式。降低線路電阻的方法有:第一,應(yīng)該選擇具有較小電導(dǎo)的材料制作導(dǎo)線,就是使用銅芯導(dǎo)線,在我國(guó)改革開放的初期,因?yàn)殂~價(jià)很高,因此,國(guó)家在制作導(dǎo)線的時(shí)候使用鋁線代替銅線,二十一世紀(jì),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)節(jié)能、環(huán)保的需求,我們能夠大面積的使用和應(yīng)該使用銅質(zhì)的導(dǎo)線。第二,減少配電線路的長(zhǎng)度,配電室應(yīng)該選擇靠近負(fù)荷中心的位置,減少供電的半徑,降低能耗,在設(shè)計(jì)和實(shí)際布線中盡量減少回頭路和彎路,降低導(dǎo)線的整體長(zhǎng)度,針對(duì)環(huán)形的供電方式,應(yīng)該減少電阻值,使用閉環(huán)運(yùn)行的方式代替以往的開環(huán)運(yùn)行,最大限度的減少線路的損耗。第三,提高導(dǎo)線的橫截面面積。對(duì)比這三種方法,第三種方法最不利于降低工程造價(jià),其次是第一種方法,第二種方法既能夠降低工程造價(jià),還能夠降低線路損耗,我們應(yīng)該大力提倡和鼓勵(lì)。在實(shí)際使用中這三種方法可以組合使用,也可以同時(shí)使用。
在選擇用電設(shè)備的過程中,應(yīng)該首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類,例如,電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備和照明燈具等,在民用和工業(yè)建筑之中電動(dòng)機(jī)尤其是交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常頻繁,節(jié)能潛能比較大,電動(dòng)機(jī)的節(jié)能措施主要有:第一,使用高效率的電動(dòng)機(jī)。和普通的電動(dòng)機(jī)相比較,高效電動(dòng)機(jī)損耗降低了百分之二十到百分之三十,電動(dòng)機(jī)效率提高了百分之三到百分之六。第二,可以針對(duì)負(fù)荷的特征,選擇合適的電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍內(nèi),a)恒負(fù)載連續(xù)運(yùn)行,功率在250KW及以上,宜采用同步電動(dòng)機(jī),b)功率在200KW及以上應(yīng)選用高壓電動(dòng)機(jī),c)除特殊負(fù)載需要外,一般不選用直流電動(dòng)機(jī)。第三,對(duì)負(fù)載率低于百分之四十的輕載電動(dòng)機(jī)應(yīng)該使用降壓或星一三角切換裝置來減少電動(dòng)機(jī)的損耗和提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù),最終提高節(jié)電的效果。第四,采取電動(dòng)機(jī)無功功率就地補(bǔ)償措施,以降低配電線路電流,減小導(dǎo)線截面和配電變壓器容量。第五對(duì)控制的方式進(jìn)行改進(jìn),最終使運(yùn)轉(zhuǎn)的效率得到提高,針對(duì)負(fù)荷的轉(zhuǎn)變使用調(diào)速電機(jī),一些風(fēng)機(jī)和水泵沒有恒定的流量,應(yīng)該針對(duì)風(fēng)量的需求,對(duì)調(diào)速進(jìn)行有效的控制,大大電機(jī)的能耗,尤其對(duì)大容量的電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果明顯。在對(duì)新風(fēng)量進(jìn)行控制的過程中,如果新風(fēng)量過多,很容易產(chǎn)生能耗過大的現(xiàn)象,因此,應(yīng)該針對(duì)室內(nèi)的二氧化碳水平,對(duì)新風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié),保持空氣的水平,對(duì)樓宇的溫度進(jìn)行控制。應(yīng)該完善機(jī)電設(shè)備的控制,對(duì)最完善的啟停時(shí)間進(jìn)行控制和計(jì)算,在保持環(huán)境舒適的情況下,減少空調(diào)所需的啟停時(shí)間,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的,在新風(fēng)系統(tǒng)預(yù)熱和預(yù)冷的過程中,應(yīng)該對(duì)室外的新風(fēng)量進(jìn)行關(guān)閉,降低設(shè)備的容量。在很多公共建筑之中,缺乏中央調(diào)控系統(tǒng),此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能控制,有助于智能建筑和綠色建筑的發(fā)展。
我國(guó)的照明用電占有很大比重,因此,在設(shè)計(jì)建筑電氣節(jié)能的過程之中,應(yīng)該重視以下幾個(gè)方面。首先,合理選擇和確定照度值。第二,使用高效的光源和燈具,在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)白熾燈進(jìn)行嚴(yán)格的控制,禁止高壓汞燈的使用,推廣高效三基色熒光燈和高效整流器的應(yīng)用。第三,針對(duì)使用場(chǎng)所的具體特征,使用合適的照明和控制方式,在一些較大的空間之中采用混合照明方式,將重點(diǎn)照明和一般照明相結(jié)合。第四,充分利用天然光,把照明和天然采光結(jié)合。使用新型的光源,和一般的白熾燈相比,能夠降低能耗百分之八十左右,最終使整個(gè)供電系統(tǒng)的功率得到提高,降低無功的傳輸,減少電能的消耗。
3、結(jié)語
總之,在設(shè)計(jì)建筑電氣的過程中,應(yīng)該針對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)合理、安全使用和技術(shù)先進(jìn)等原則,滿足舒適性和功能性的原則,在設(shè)計(jì)建筑電氣的過程中,應(yīng)該合理的配置供電和配電系統(tǒng),對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行高效的使用,使系統(tǒng)的功率得到提高,減少諧波,最終確立完善的能源管理系統(tǒng),減少建筑物的用電情況。
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【關(guān)鍵詞】建筑電氣;節(jié)能技術(shù);電氣節(jié)能
一、建筑電氣節(jié)能的原則性
電氣節(jié)能應(yīng)充分考慮到建筑物本身的功能,不能為了節(jié)能而犧牲建筑功能為代價(jià),同時(shí)也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此,電氣節(jié)能應(yīng)遵循以下原則:
實(shí)際性:就是要根據(jù)建筑物本身的作用出發(fā),在滿足設(shè)計(jì)建筑物的功能條件下,充分考慮到建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)。
適用性:就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的條件,為建筑設(shè)備運(yùn)行提供必需的動(dòng)力,按照用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求,來優(yōu)化供配電設(shè)計(jì),促進(jìn)電能合理利用。
經(jīng)濟(jì)性:不能為了節(jié)能而節(jié)能,要充分考慮到現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)狀況,根據(jù)現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)條件,盡可能達(dá)到建筑電氣節(jié)能的目的,不能盲目過高地增加投資,增加運(yùn)營(yíng)成本而節(jié)能。應(yīng)該充分考慮到節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益,盡可能地在較短的時(shí)間內(nèi)收回投資成本。
節(jié)能性:節(jié)能的著眼點(diǎn)應(yīng)是減少能量的無謂消耗。因此,先找出與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的能量消耗,再考慮應(yīng)該采取的有效節(jié)能措施。
二、建筑電氣節(jié)能的解決方法
1、變壓器的選擇:在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,盡可能選用節(jié)能型變壓器,例如:S9、SL9、SC8、新型干式變壓器以及非晶合金變壓器等產(chǎn)品節(jié)能效果都比較理想。城市電網(wǎng)供電的電源電壓已經(jīng)確定,線路上的電流是不能改變的,要減少線路損耗,只能減小線路電阻,所以應(yīng)選用銅芯變壓器,盡量降低變壓器電阻的繞組的電阻,增大通過電流。
合理確定負(fù)荷率,《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施(電氣)》(2003年版)第3. 4. 15條規(guī)定,變壓器負(fù)荷率為70% ~85%。從變壓器的節(jié)能角度來講,當(dāng)變壓器長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行時(shí),使空載損耗的比重增加和功率因數(shù)降低(低于0.5)。特別是當(dāng)一、二類負(fù)荷采用雙變壓器制供電方式時(shí),有些項(xiàng)目負(fù)荷率低于0.5,如果選擇過大變壓器容量,既造成基建投資的增加,又使空載損耗加大,功率因數(shù)降低,這樣會(huì)造成電力系統(tǒng)的電能損耗增加。與此相反,當(dāng)變壓器負(fù)荷率過高(≥85% )時(shí)將會(huì)使變壓器的壽命縮短,效率降低。
2、照明光源的選擇:高效的照明光源是實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的首要因素。每一不同使用目的的場(chǎng)所,均有其合適的照度來配合。例如:起居間所需之照明照度為150-300Lx;一般書房照度為100Lx,閱讀時(shí)所需之照明照度則為600Lx,對(duì)于照明照度的要求選擇合適的光源很重要。天然光源是一個(gè)最好的照明光源選擇。應(yīng)千方百計(jì)把天然光源合理進(jìn)行利用,在建筑物中盡可能地利用天然光源,以達(dá)到節(jié)約照明用電的目的。在照明節(jié)能的實(shí)施工程中,應(yīng)當(dāng)充分加以利用,制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn),確定采光方式,將采光和照明有機(jī)地結(jié)合起來,一般情況下,建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)為1:6-1:8,如窗戶面積:室內(nèi)面積=1:8。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。
照明應(yīng)該選擇高效光源。室內(nèi)外照明不應(yīng)采用普通照明白熾燈,不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。一般室內(nèi)場(chǎng)所照明,優(yōu)先采用細(xì)管熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化物燈等高效光源。熒光燈具有光效高、壽命長(zhǎng),顯色性好、一致性好、光線柔和,長(zhǎng)時(shí)間使用眼睛也不不會(huì)覺得疲勞,能有效提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。直管熒光燈適用于高度較低的房間,如辦公室、教室、會(huì)議室及儀表、電子等生產(chǎn)場(chǎng)所。緊湊型熒光燈(包括“H”型、“U”型、“D”型、環(huán)形等)適用于家庭住宅、旅館、餐廳、門廳、走廊等場(chǎng)所。
高大空間和室外場(chǎng)所的一般照明、道路照明,應(yīng)采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等強(qiáng)光強(qiáng)氣體放電燈。氣體放電燈應(yīng)采用耗能低的鎮(zhèn)流器,且要安裝具有補(bǔ)償電容器補(bǔ)償無功損耗的熒光燈和氣體放電燈。以鈉燈、金屬鹵化物燈為代表的高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長(zhǎng)、透霧能力強(qiáng)和不銹蝕等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于道路、高速公路、機(jī)場(chǎng)、碼頭、船塢、車站、廣場(chǎng)、街道交匯處、工礦企業(yè)、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色鈉燈主要應(yīng)用于體育館、展覽廳、娛樂場(chǎng)、百貨商店和賓館等場(chǎng)所照明。
3、照明控制方式的選擇:對(duì)于不同場(chǎng)所選用不同的照明控制方式,根據(jù)不同的場(chǎng)所采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn),采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置。休息場(chǎng)所如臥房、客房等床頭燈,這種照明就可以采用調(diào)光的開關(guān);公共場(chǎng)所可采用程序控制或光電、聲控開關(guān);自熄開關(guān)就可以應(yīng)用到短暫停留的公共場(chǎng)所,如走道、樓梯等。
4、太陽能光伏系統(tǒng)的利用。太陽能是綠色環(huán)保型能源,太陽能光伏系統(tǒng)供電是利用光伏效應(yīng)將太陽光能直接轉(zhuǎn)化成電能的供電模式,其工作原理是白天以太陽光作為能源,利用太陽電池給蓄電池充電,把太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中,晚間使用時(shí)以蓄電池作為電源給節(jié)能設(shè)備提供電能。在建筑電氣設(shè)計(jì)中要充分考慮太陽能的利用,可以從熱水、鍋爐及照明上著手設(shè)計(jì)。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其應(yīng)用范圍將越來越廣。
三、結(jié)語
隨著國(guó)際對(duì)于建筑節(jié)能的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域中面臨著新的挑戰(zhàn),我們的公司、單位如果在設(shè)計(jì)過程中不重視節(jié)能,將要面臨國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的考驗(yàn),面臨國(guó)際公司的競(jìng)爭(zhēng)威脅,極有可能被市場(chǎng)淘汰。我國(guó)的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展?jié)摿薮?,所有公司、單位都?yīng)該精心考慮設(shè)計(jì)方案,按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì),為我國(guó)人民將來居住、工作和生活環(huán)境都能有一個(gè)有效地節(jié)能建筑環(huán)境,這是每一個(gè)設(shè)計(jì)人員必須思考的問題。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:市政照明;電力控制;節(jié)能途徑與方法
中圖分類號(hào):F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言:市政照明達(dá)到燈火通明的景象,可以說是一個(gè)城市現(xiàn)代化程度的最好體現(xiàn)。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,能源緊張不足的情況愈發(fā)明顯的凸現(xiàn)出來,而伴隨著能源緊張的局面,人們的節(jié)能意識(shí)也開始逐步的增強(qiáng)??梢哉f,由于大家節(jié)能意識(shí)正在不斷的提高,使得我們正在邁向一個(gè)全新的節(jié)能時(shí)代。
一.照明節(jié)能用電的技術(shù)要求
由于我國(guó)長(zhǎng)時(shí)間保持經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,而忽略了一些潛在的問題,比如說在高速發(fā)展的同時(shí),能源短缺的問題已經(jīng)日益凸現(xiàn)出來,如果將此問題置之不理,那么終有一天,能源短缺問題終將成為制約我們發(fā)展的短板。那么,該如何解決能源短缺的相關(guān)問題呢?首先要做的,就是從節(jié)能開始,以節(jié)約電能為例,如何在群眾中樹立市政照明節(jié)能的用電意識(shí),已經(jīng)成為了待解決的重要難題之一,而要做到真正照明節(jié)能,就需要有相應(yīng)技術(shù)上的支持,可以說,通過合理的設(shè)計(jì)和有效的電力運(yùn)轉(zhuǎn),是做到照明節(jié)能的關(guān)鍵所在。
二.照明節(jié)能用電的相關(guān)途徑
1.所有的放電燈,甚至包括熒光燈在內(nèi),都會(huì)在長(zhǎng)時(shí)間的使用后,出現(xiàn)“老化”的問題。這種“老化”的問題,會(huì)使放電燈在使用的過程中,光量不斷的降低,甚至在最后失去光明。通常,在照明設(shè)計(jì)的過程中,會(huì)設(shè)定一個(gè)適度的維護(hù)系數(shù),例如維護(hù)系數(shù)數(shù)值為0.7,那么當(dāng)放電燈在嶄新時(shí)的亮度,就應(yīng)比其應(yīng)有的水平高出三十個(gè)百分點(diǎn)。而當(dāng)其瀕臨“壽終正寢”時(shí),其照明能力也只會(huì)略小于其目標(biāo)設(shè)計(jì)。如果使用一個(gè)閉合回路系統(tǒng),便可以對(duì)這種“老化”的情況做一定的補(bǔ)償,通過調(diào)節(jié)亮度,使其照明水平一直保持在相應(yīng)的目標(biāo)水平。如果一套控制系統(tǒng)相對(duì)合適,那么其能源節(jié)省可達(dá)到原來的1/4。
2.當(dāng)我們絞盡腦汁,在探討如何通過各種各樣人為的方式去節(jié)能照明的同時(shí),我們卻忽略了自然賦予我們資源財(cái)富。在探討如何去節(jié)能照明的時(shí)候,我們一定要意識(shí)到自然光對(duì)于我們的重要性??梢哉f,對(duì)自然光的利用,是節(jié)能照明最重要的途徑之一,將大幅度的減少能源的消耗。也就是說,通過對(duì)建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)做到相應(yīng)的了解,然后順應(yīng)其建筑結(jié)構(gòu),便可以對(duì)自然光進(jìn)行利用,而且可以初步的估算出節(jié)能量。當(dāng)然,為了能將自然光的使用率變得最大化,相應(yīng)電線、燈具的走向,也將變得十分講究,它們的走向應(yīng)與相應(yīng)的采光點(diǎn)保持平行,這樣,有助于自然光的更好的利用??梢哉f,合適的線路布局和采光,在一般性的辦公室中,其節(jié)電量可達(dá)30%以上,而在頂部采光較好的工廠之中,節(jié)電量可達(dá)40%以上。
3.根據(jù)生活習(xí)慣的不同,可以通過對(duì)燈具的控制來減少照明亮度,來實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的節(jié)約。在工作環(huán)境中,可根據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況的不同,在不同的環(huán)境運(yùn)用不同的工具和方式方法來進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到節(jié)能的目的,如可以通過定時(shí)系統(tǒng)或者感應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)調(diào)低亮度。采用定時(shí)系統(tǒng),工作人員就能準(zhǔn)確計(jì)算出節(jié)電量;采用感應(yīng)器,則需對(duì)現(xiàn)實(shí)情況做到相應(yīng)的分析。針對(duì)地域的不同,根據(jù)具體情況合理設(shè)置路燈的智能控制器,采用光控、時(shí)控相結(jié)合的方式,在滿足城市道路照明要求的前提下盡可能避免電能的浪費(fèi)。
三.市政照明節(jié)能的潛力
1.科學(xué)的選用更為優(yōu)質(zhì)的電光源,可以說是照明節(jié)能的首要任務(wù)。通常來講,對(duì)照度要求不高的庭院燈、草坪燈等局部照明、點(diǎn)照明或輔助照明來說,采用LED光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高壓鈉燈光源應(yīng)該是可行的。LED路燈是一種通過直流低壓點(diǎn)亮發(fā)光二極管組來實(shí)現(xiàn)照明需求的一種新型照明方式,具有亮度高、顯色性好等特點(diǎn);另外,由于LED路燈的輸入為低壓直流,能與太陽能結(jié)合起來,使得太陽能LED路燈成為了未來道路照明方式的一種可能。由此我們不難看出,對(duì)于節(jié)能來說,選擇優(yōu)質(zhì)電光源的重要性。
2. 目前,國(guó)內(nèi)外都在大力的推廣安裝照明節(jié)電設(shè)備,可以說照明節(jié)電設(shè)備在我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,也是種類繁多。在這些種類眾多的照明節(jié)電設(shè)備中,照明控制的節(jié)電裝置占得比例相對(duì)較大,如果從工作原理上對(duì)它們進(jìn)行分類,大致可分為以下幾種:第一種是控硅斬波型的照明節(jié)能設(shè)備,由于存在大量的諧波,所以對(duì)電網(wǎng)的危害較大。第二種是降壓式節(jié)能裝置,由于其核心組成部分是一個(gè)多頭的變壓器,變壓比比較固定,所以存在著無法穩(wěn)壓輸出的缺陷,也無法對(duì)電光源起到保護(hù)作用。第三種就是智能照明調(diào)節(jié)設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的智能調(diào)節(jié),有效的對(duì)電光源進(jìn)行保護(hù),并且降低電能的消耗,其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了前兩種。
3. 為達(dá)到節(jié)能目的,可以采取科學(xué)的節(jié)能照明設(shè)計(jì)。如在照明線路的選擇上,就可以更加的合理化:不合理的照明線路所造成低能損耗,約占整個(gè)輸入電能的4%甚至更多,而造成損耗的原因主要是供電方式和導(dǎo)線的截面積。我國(guó)的多數(shù)電壓為220V,而照明系統(tǒng)可以相對(duì)的分為單相二線、兩相三線、三相四線三種。根據(jù)調(diào)查顯示,三相四線的供電損失要比其他幾種小得多,所以要盡量選擇三相四線這種損耗較小的方式。
4. 良好的維護(hù)管理也是節(jié)約用電的重要方法之一,可以通過相應(yīng)的對(duì)節(jié)能意識(shí)的宣傳,提升人們的節(jié)能意識(shí)觀念,讓人們逐漸養(yǎng)成隨手關(guān)燈良好習(xí)慣等,從身邊的小事做起,為節(jié)能做出一份貢獻(xiàn)。
四.市政照明中的節(jié)電方式
市政照明可以說是關(guān)乎城市形象的重要問題,一方面,燈火通明可以說是一個(gè)城市現(xiàn)代化與否的象征,另一方面,市政照明的用電量大,如何節(jié)能也是我們不得不考慮的問題。而如何在保證市政照明順利進(jìn)行下而又能同時(shí)做到節(jié)能省電,具體要做到以下幾個(gè)方面:
開發(fā)利用新能源
自然的力量是無窮的,要達(dá)到節(jié)省電能的最終目的,開發(fā)新能源將是不容忽視的一條道路,如針對(duì)日照較為充分的城市,可對(duì)太陽能等新型能源進(jìn)行開發(fā),這樣,就能從根本上做到對(duì)電力的節(jié)能。
合理設(shè)計(jì)與規(guī)劃
在市政照明中,要做到節(jié)能省電,合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)也是不容忽視的方面,如在夜間燈光不需要強(qiáng)烈照射的情況下,可適當(dāng)采用間隔熄滅路燈的方式,這樣既保證了照明,也達(dá)到了節(jié)能省電的目的;也可在城市中心,通過設(shè)立LED熒光屏,來取代路燈照明,這樣不僅對(duì)城市是一種美化,更可以達(dá)到節(jié)能省電的目的。
節(jié)能設(shè)備的利用
市政照明中,達(dá)到節(jié)能省電目的的最根本的的途徑就是采用節(jié)能設(shè)備。如路燈等市政照明設(shè)施,如果采用照明節(jié)電器,則可以提高用電效率,降低線路損耗,增強(qiáng)末端電壓,有效解決因壓降造成的末端照度不夠或閃爍等問題,使整個(gè)路段照度均勻節(jié)電效果顯著,在滿足道路照明標(biāo)準(zhǔn)(GB7000.5-2005)的前提下節(jié)電率可達(dá)到35%~50%以上,這對(duì)節(jié)省電能做出的貢獻(xiàn)將是不可估量的。
結(jié)論:伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展,能源緊缺問題已經(jīng)成為了急需解決的重要難題之一,而解決能源緊缺問題,首要的任務(wù)就是要做到樹立節(jié)能意識(shí),以電力系統(tǒng)為例,可以在市政照明環(huán)節(jié)中,采用節(jié)能技術(shù),通過對(duì)電力的控制,在保證城市照明和城市形象不受影響的情況下,達(dá)到節(jié)能的目的,也可以通過對(duì)自然光、空間布局的利用和一些新興節(jié)能工具的運(yùn)用,來做到真正的節(jié)能。可以說,電力照明的控制問題已成為市政節(jié)能的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:火電廠;電氣節(jié)能;節(jié)能降耗;電動(dòng)機(jī)
中圖分類號(hào):F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)28-0094-02
節(jié)約能源是我國(guó)始終堅(jiān)持的一項(xiàng)基本國(guó)策,保護(hù)環(huán)境是提高能源利用效率的有效方式。我公司原有4×300MW燃煤機(jī)組,為提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,已完成綜合升級(jí)改造為4×330MW燃煤機(jī)組,按照節(jié)能調(diào)度原則,隨著高參數(shù)、大容量機(jī)組的出現(xiàn),我公司的機(jī)組已完全失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,機(jī)組負(fù)荷率嚴(yán)重偏低,在市場(chǎng)上無法爭(zhēng)取到更多負(fù)荷,只有內(nèi)部挖掘潛力,降低廠用電率。所以,采取相應(yīng)的措施解決火電廠電氣節(jié)能降耗尤為重要。
1 依據(jù)火力發(fā)電廠的實(shí)際狀況,采取高效的電動(dòng)機(jī)
在選擇火力發(fā)電廠電動(dòng)機(jī)過程中,需要具備的條件包含有兩個(gè):消耗有功功率與消耗無功功率。只有把消耗的有功功率和無功功率進(jìn)行降低,才能有效地降低電動(dòng)機(jī)所消耗的電量。電動(dòng)機(jī)節(jié)能的有效方式就是選取高效電動(dòng)機(jī)代替低效電動(dòng)機(jī),這是當(dāng)前比較好的降耗方式,優(yōu)質(zhì)的電工硅鋼片構(gòu)成部分主要有:高效電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯,具備有很好的高導(dǎo)磁、消耗功能低。高效的電動(dòng)機(jī)與低效電動(dòng)機(jī)相比較,工藝制造技術(shù)比較先進(jìn)。所以,火力發(fā)電廠采用高效電動(dòng)機(jī)才能達(dá)到降低電耗的目的。
不過,與普通的電動(dòng)機(jī)來進(jìn)行對(duì)比,它需要高出一倍的價(jià)格。火力發(fā)電廠應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況來選擇合理方案。發(fā)電廠在運(yùn)行中可根據(jù)實(shí)際情況,適時(shí)調(diào)整輔助機(jī)械,可以采用高效的電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
2 減少空載運(yùn)行變壓器的數(shù)量
火力發(fā)電廠通過減少空載運(yùn)行變壓器的數(shù)量以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。一般情況下,在火力發(fā)電廠中,通常都會(huì)配置有變壓器,變壓器在啟動(dòng)中,主要由大容量的高壓來實(shí)現(xiàn)效能,顯然,就會(huì)增加空載的損耗量。在工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi),如果合理地減少空載運(yùn)行變壓器的數(shù)量,在一定程度上就可以降低變壓器啟動(dòng)所消耗的電力資源。除此之外,為了提高節(jié)能效率,鐵心采用多級(jí)接縫也能有效降低能耗,這樣可以使每一臺(tái)變壓器的負(fù)載損耗有所降低,達(dá)到原有負(fù)載損耗的1/4,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
3 避免輸電中造成的鐵磁性損耗
為避免輸電中造成的鐵磁性損耗,我們需要從幾個(gè)方面著手。例如,減少鋼材料的使用或者避免形成閉合電路、選擇導(dǎo)體金屬等。為避免輸電中造成的鐵磁性損耗,在選擇導(dǎo)體金屬時(shí),可以選用非導(dǎo)磁性材料制造金屬或者選用其他先進(jìn)的材料型號(hào),這樣更有利于降低火力發(fā)電廠資源的損耗。不過,交變磁場(chǎng)中鋼材料使用要減少,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)中,使用導(dǎo)體支持夾板零件或者是單相導(dǎo)體支持鋼時(shí),要避免造成閉合電路;其次,對(duì)鋼構(gòu)與母線的位置要進(jìn)行合理的控制,使兩者間不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流和感應(yīng)電勢(shì);最后,鐵磁性損耗的不斷減少,可以避免閉合電路,輸電才能有效地進(jìn)行。一般在比較特殊的情況下,我們盡量要避免大電流母線附近的鋼構(gòu)件,主要是形成包圍一相或者二相的閉合電路。在特殊的情況下,通常選用閉合電路方法,主要包括有絕緣板隔離磁路和黃銅焊縫。
4 采取合理的節(jié)電策略
火力發(fā)電廠運(yùn)行中,針對(duì)一些操作輔助機(jī)械不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),應(yīng)要采取相對(duì)應(yīng)的節(jié)電策略,從而能夠達(dá)到節(jié)能降耗的要求。節(jié)電措施包括有安裝輕載節(jié)電器,節(jié)能的效果很明顯。這種措施主要針對(duì)于低負(fù)載運(yùn)行和空載運(yùn)行,能夠有效地降低電動(dòng)機(jī)端電壓,達(dá)到節(jié)能的要求。但是,重載與輕載兩者在進(jìn)行相互交換過程中,對(duì)定子繞組接線方式中可以選用y-裝置,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換;輕載時(shí)選用y接線,重載時(shí)選用接線。應(yīng)用這些節(jié)電技術(shù),需要增加一些輔助功能,這會(huì)增加輔助機(jī)械產(chǎn)生故障的幾率。所以,在選用中,應(yīng)要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的狀況來進(jìn)行分析,只有機(jī)組安全運(yùn)行的情況下才可以實(shí)施。
5 盡量避免照明損耗
火力發(fā)電廠中,使用照明設(shè)備也會(huì)大量地消耗電力能源。所以降低照明損耗成為節(jié)能降耗的首要任務(wù)之一。在選擇照明燈具與照明調(diào)壓器時(shí),可以降低照明的損耗。選擇燈具時(shí),應(yīng)該選擇價(jià)格實(shí)惠及壽命長(zhǎng)的節(jié)能型燈具。但是,在降低照明損耗過程中,要選擇合理的照明調(diào)壓器,才能夠穩(wěn)定電壓,達(dá)到節(jié)能效果。當(dāng)然,照明調(diào)壓器也會(huì)降低工作電壓。一般情況下,延長(zhǎng)燈具的壽命,次數(shù)更換減少,有助于降低發(fā)電廠的運(yùn)營(yíng)
成本。
6 采取有效的措施調(diào)整變頻
目前,300MW機(jī)組應(yīng)采取措施改善轉(zhuǎn)差率調(diào)。常用的方法有兩種,第一種是串級(jí)調(diào)速,改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速時(shí),在進(jìn)行調(diào)整電阻中,所消耗的功率量很大,轉(zhuǎn)子回路中可以直接連接到附加電勢(shì);第二種是轉(zhuǎn)子串接,可以調(diào)整變阻器的速度,相對(duì)來講這種方法是比較簡(jiǎn)單的。
變極調(diào)頻含有的變頻率主要有交-直-交變頻器和交-交變頻器兩種類型,前者是比較常用的,主要是電網(wǎng)中的頻率在進(jìn)行交流電時(shí),可以采用可控或者不可控的方法,把整流器轉(zhuǎn)變成直流器,中間的整流器主要是直流電器的形式。然后,使用逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)變成頻率,這樣就可以調(diào)整交流電的頻率,調(diào)整轉(zhuǎn)速的速度,從而能夠有效地控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的目的。
變頻器的工作中,電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行繞組時(shí),進(jìn)行差異性的接法,得到不相同的極對(duì)數(shù),差異性的轉(zhuǎn)速可以獲得很好的節(jié)能效果。
7 加強(qiáng)節(jié)能降耗的管理制度
完善的管理制度有利于促進(jìn)火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,綜上所述,介紹了幾種有關(guān)的節(jié)能降耗方法,都是從設(shè)備選型上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的。當(dāng)然,在管理制度下規(guī)范運(yùn)行,同樣能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電廠節(jié)能降耗。以我公司為例,第一,機(jī)組啟動(dòng)利用廠用汽沖轉(zhuǎn)汽泵,汽泵上水,待機(jī)組啟動(dòng)正常后再切換至抽汽供汽,電泵作為備用;第二,機(jī)組冷態(tài)、溫態(tài)啟動(dòng)時(shí),采用單側(cè)風(fēng)機(jī)啟動(dòng),并網(wǎng)前再將風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行;第三,根據(jù)不同季節(jié)海水溫度不同,確定了循環(huán)水泵優(yōu)化的運(yùn)行規(guī)定,根據(jù)凝汽器真空、凝汽器循環(huán)水進(jìn)口與出口溫差,來確定選擇兩機(jī)兩泵或兩機(jī)三泵運(yùn)行方式;第四,凝結(jié)水泵采用變頻方式,控制凝結(jié)水泵母管壓力在1.5MPa,凝結(jié)水泵電流降低約50%,以上設(shè)備都是6kV大容量電機(jī),節(jié)能效果非常明顯。第五,要提高運(yùn)行工作人員節(jié)能減排的意識(shí),提高操作規(guī)范的能力,避免設(shè)備故障造成電力損耗。
8 結(jié)語
本文通過分析了解火電廠電氣節(jié)能降耗的幾種方法,采取了科學(xué)合理的辦法,推進(jìn)電氣節(jié)能降耗的發(fā)展,實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。根據(jù)火電廠經(jīng)濟(jì)的自身情況來考慮,選擇合理的方案,采取有效的措施,從而能夠推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
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關(guān)鍵詞:火電廠;電氣節(jié)能;節(jié)能技術(shù);損耗
中圖分類號(hào):TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
目前我國(guó)火電廠發(fā)電能力和當(dāng)前的用電需求還存在一定的差距,甚至有些地方出現(xiàn)限電現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此對(duì)電氣設(shè)施采取節(jié)能措施是非常必要的。
從電氣設(shè)計(jì)工藝專業(yè)的角度認(rèn)為,火電廠的節(jié)能降耗中最直接的辦法是節(jié)約燃料,提高鍋爐燃燒效率與熱力循環(huán)效率,降低傳輸熱量損耗。加強(qiáng)引進(jìn)火力發(fā)電的新材料、變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的使用,設(shè)計(jì)火電廠電氣系統(tǒng)時(shí)采取節(jié)能措施,保證節(jié)能效果。
一、降低變壓器的有功損耗
變壓器損耗主要是空載損耗與負(fù)載損耗,變壓器鐵心的材質(zhì)和變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定空載消耗,負(fù)載消耗就主要由線圈的材質(zhì)和導(dǎo)體截面決定。
(一)采用節(jié)能型變壓器
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,變壓器根據(jù)實(shí)踐操作不斷改進(jìn)變壓器構(gòu)成,提升變壓器節(jié)能功效。如今變壓器在逐漸更新,以前S7和S9型的變壓器已成為耗能的機(jī)器,而S10—1600/10型的節(jié)能變壓器,空載損耗是1.8kW,負(fù)載是14Kw,是我國(guó)先今最佳的節(jié)能型變壓器。
表110kV級(jí)配電變壓器的損耗對(duì)照表
(二)調(diào)整變壓器運(yùn)行方式節(jié)約耗能
最大限度的減少空在運(yùn)行變壓器數(shù)量。在火力發(fā)電廠,大容量高壓?jiǎn)?dòng)備用變壓器也是電廠啟動(dòng)電源,它的容量和最大的高壓廠用的變壓器相同,雖然具有一定優(yōu)勢(shì),但是空載的消耗也是巨大的。如果將“啟/備”設(shè)計(jì)為“冷備用”,即處于備用狀態(tài)時(shí)不帶電,這樣便能節(jié)約很多的電能和其他經(jīng)濟(jì)開支。
在保證火電廠用電的可靠性的基礎(chǔ)上,低壓廠用電接線采用暗備用動(dòng)力中心方式接線,這樣在設(shè)備運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)互為備用的變壓器可以分擔(dān)負(fù)荷,使每臺(tái)變壓器的負(fù)載損耗大幅度降低,節(jié)能效果很好。
二、減少線路上的能量損耗
線路上的電阻會(huì)對(duì)流過的電流造成有功功率的損耗,用公式說明就是:
P=I2R×10-5
式中:I——線電流(A);R——線路電阻(Ω)。
不能改變線路電流,就只能減小線路電阻降低線路電能損耗。線路電阻的公式是:R=P×L/S,從公式中可以看出降低線路電能損耗應(yīng)該采取的幾個(gè)主要措施:
1、電導(dǎo)P越大,電阻越大。在電氣設(shè)計(jì)時(shí),宜選取電導(dǎo)率較小的銅作為導(dǎo)體,配電室匯流銅母排和銅芯電力電纜等是比較好的電導(dǎo)材料。
2、火電廠電氣線纜越長(zhǎng)L,電阻越大。因此在設(shè)計(jì)電氣安裝時(shí),要綜合分析電纜線路安裝位置,縮短從配電室輸送電流到各類輔機(jī)設(shè)備處的電纜長(zhǎng)度,從整體上減少電纜線路長(zhǎng)度,降低電阻電能損耗。其中,可以選擇離相封閉母線。首先,選擇它是因?yàn)樗够痣姀S主廠房及相關(guān)設(shè)施的線路安裝位置布置緊湊,最大限度的縮短導(dǎo)體長(zhǎng)度,減少輸電損耗;其次,因其屏蔽效果好,能夠很好的降低輸電過程中線路的鐵磁性損耗,加之使用封閉母線,不僅可以增加線路運(yùn)行的可靠性,減少維護(hù)工作力量,還能提升安裝線路的美觀度。
3、線路截面S越大,電阻越小。在選擇導(dǎo)體時(shí),對(duì)全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)比較大、母線比較長(zhǎng)、傳輸容量比較大的回路,火電廠要依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流的密度選擇導(dǎo)截流導(dǎo)體截面積,在減少投資的同時(shí)降低線路電阻損耗。
三、減少輸電過程中的鐵磁性損耗
由于受到交變磁場(chǎng)的作用,鋼材料產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗,被稱為鐵磁性損耗。鐵磁性損耗大,造成鋼材料過熱,不但威脅工作人員的安全、設(shè)備安全和電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全,更會(huì)使大量的電能浪費(fèi)。因此在交變磁場(chǎng)中要減少鋼材料的使用,增加屏蔽或者改善鋼材料與截流導(dǎo)體空間關(guān)系,從而減少鐵磁性消耗,節(jié)省電能。
1、導(dǎo)體金具采用最先進(jìn)的型號(hào),采用非導(dǎo)磁性材料制造的金具,從而降低產(chǎn)熱性,增加金具使用期,減少電能損耗和其他經(jīng)濟(jì)開支。
2、嚴(yán)格限制鋼結(jié)構(gòu)的使用,加大鋼結(jié)構(gòu)與電抗器的距離。
四、提高系統(tǒng)功率因數(shù)
圖1異步電動(dòng)機(jī)效率一功率曲線
其異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:
鼠籠型異步交流電動(dòng)機(jī)因其結(jié)構(gòu)原因,在低負(fù)荷的情況下效率很低,效率功率曲線圖見圖1.
鼠籠型異步交流電動(dòng)機(jī)是火電廠系統(tǒng)中主要用電設(shè)備,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)、價(jià)格便宜,對(duì)拖動(dòng)電力具有重要的意義。但它必須用系統(tǒng)中引入超前的無功抵消其運(yùn)行是產(chǎn)生的滯后無功,而超前的無功功率要從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備,在傳輸線路上自然會(huì)產(chǎn)生有功損耗,浪費(fèi)電能。為達(dá)到電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的效果,就要提高系統(tǒng)的功率因數(shù),使用電容補(bǔ)償系統(tǒng),由電容器產(chǎn)生的超前無功與前者相互抵消,就是Q=QL-QC。由此可見,要減少無功的耗能需求量,就采用無功補(bǔ)償提高系統(tǒng)功率因數(shù)。
五、風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的變頻節(jié)能技術(shù)
(一)火電廠風(fēng)機(jī)、水泵類的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的火電設(shè)計(jì)規(guī)程,風(fēng)機(jī)、水泵都是按照額定的功率運(yùn)行,風(fēng)機(jī)選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)沒有完全匹配,在作業(yè)時(shí)冗余量大,但其的調(diào)節(jié)方式不夠先進(jìn),沒有形成閉環(huán)控制,不能達(dá)到省電節(jié)能的目的;水泵流量通常為最大流量,壓力調(diào)控方式僅僅是控制閥門開度大小和電機(jī)啟停的手段。電氣的控制手段落后不能有效的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,更不能發(fā)揮軟啟動(dòng)的作用,導(dǎo)致對(duì)機(jī)械的沖擊力大、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間短、震動(dòng)噪聲干擾大、功率因素低、電能浪費(fèi)大。
(二)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的變頻調(diào)速的節(jié)能意義
為了充分利用風(fēng)機(jī)水泵運(yùn)行負(fù)荷,使用變頻器有效的控制風(fēng)機(jī)、水泵類的負(fù)載是火力發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)最佳節(jié)能方法。它使用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件可直接調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,讓它保證水壓和風(fēng)壓的恒定,達(dá)到系統(tǒng)要求的壓力。通過控制電機(jī)運(yùn)行的額定轉(zhuǎn)速,降低機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損的影響,必能大大的提高節(jié)能效率。使用變頻調(diào)速,能夠施行閉環(huán)恒壓控制,進(jìn)一步降低電能消耗。對(duì)于大功率的電動(dòng)機(jī),采用變頻器對(duì)其進(jìn)行軟停、軟啟,避免電流沖擊對(duì)電氣設(shè)備的影響,降低電動(dòng)機(jī)不必要的損害,最終較少了對(duì)電網(wǎng)容量的要求和無功損耗。
六、照明部分的節(jié)能
根據(jù)火力發(fā)電廠不同的工作場(chǎng)地實(shí)際情況,安裝不同類型的高效光源,從而降低電能浪費(fèi),節(jié)約電能資源。室內(nèi)工作照明:高低壓配電室、機(jī)爐電控制室、化驗(yàn)室等,應(yīng)該采用熒光燈和小功率高壓鈉等高效光源,比如U型管節(jié)能熒光燈,已經(jīng)達(dá)到《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中照明功率密度的限值要求。高大空間和室外工作的照明及道路照明:對(duì)汽機(jī)間和鍋爐間的照明應(yīng)該使用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈之類的高光強(qiáng)氣體放電燈,這些電燈采用的鎮(zhèn)流器都是低耗能的,十分節(jié)能。
七、結(jié)語
火電廠要充分發(fā)展電氣部分的節(jié)能潛能,在電氣設(shè)計(jì)時(shí)全方面考慮有利于電氣系統(tǒng)節(jié)能的各種可行的技術(shù)措施。節(jié)能變壓器、變頻驅(qū)動(dòng)、節(jié)能照明技術(shù)是電氣設(shè)計(jì)首要考慮的基本因素,其次優(yōu)化電氣接線方案的設(shè)計(jì)、優(yōu)化導(dǎo)體選擇和優(yōu)化安裝時(shí)保證電氣節(jié)能的重要設(shè)計(jì)層面,火電廠電氣設(shè)計(jì)人員要在堅(jiān)持電氣系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行的同時(shí),全面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),從而降低火電廠的電能損耗,提高火電廠的供電力和經(jīng)濟(jì)效益。
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并結(jié)合油井示功圖,總結(jié)出油井系統(tǒng)節(jié)能的概念,在此基礎(chǔ)上指出抽油機(jī)電機(jī)應(yīng)該具備的功能,為進(jìn)一步節(jié)能創(chuàng)造條件。
【關(guān)鍵詞】抽油機(jī)示功圖 節(jié)能
中圖分類號(hào):TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1目前抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)存在的問題
(1)功率因數(shù)低
目前油田抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)一般在0.2-0.5之間變化,為了提高抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù),通常是利用補(bǔ)償電容器提高功率因數(shù),但電機(jī)本身的功率因數(shù)并不會(huì)改變。
(2)“大馬拉小車”問題嚴(yán)重
臨盤采油廠機(jī)械采油系統(tǒng)多數(shù)是1臺(tái)變壓器拖動(dòng)1口油井,變壓器的額定容量為50-100KVA,電動(dòng)機(jī)的額定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。由現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試結(jié)果可知,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸入功率大部分在3KW-10KW之間,電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率很低,功率因數(shù)也很低,無功電流比例很大,導(dǎo)致線損增加。這是所有油田都存在的問題,造成這種現(xiàn)象的原因是:抽油機(jī)負(fù)載有靜轉(zhuǎn)距大,而運(yùn)行轉(zhuǎn)距小的特點(diǎn),所以要配置大容量的電機(jī),保證足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)距,所以選用較大功率的電動(dòng)機(jī),變壓器的容量也隨之增加。這雖然解決了抽油機(jī)的起動(dòng)問題,但由此卻帶來了機(jī)械采油系統(tǒng)的“大馬拉小車”問題,變壓器、電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下降,自身損耗相對(duì)增加,造成了電能的浪費(fèi)。
(3)抽油機(jī)系統(tǒng)存在發(fā)電現(xiàn)象
從本質(zhì)上講,游梁式抽油機(jī)井口載荷曲線是近似于正弦曲線,而游梁式抽油機(jī)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)是嚴(yán)格意義上的正弦曲線,所以游梁式抽油機(jī)只能平衡掉井口載荷曲線的一階分量,由此知系統(tǒng)總是達(dá)不到完全平衡,這將導(dǎo)致抽油機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)超過電動(dòng)機(jī)的同步速度運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)變成異步發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)反送電,我們稱之為“倒發(fā)電” 現(xiàn)象。
(4)抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速困難
隨著節(jié)能意識(shí)的提高,抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速問題凸顯出來,讓沖次適應(yīng)產(chǎn)量的變化就需要調(diào)速,因此變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)調(diào)速中得到廣泛應(yīng)用,由于抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)存在著不同程度的“倒發(fā)電現(xiàn)象”,承擔(dān)變頻調(diào)速任務(wù)的變頻器必須工作在四象限狀態(tài),或者設(shè)置泄放回路,使變頻器的效率降低,可靠性降低。特別是1140V供電系統(tǒng),電壓屬于中壓范圍,變頻器件的選擇很難兼顧到性價(jià)比最優(yōu),造成成本過高。由于上述原因造成抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速困難。
2目前的抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能裝置簡(jiǎn)介
目前在我國(guó)的石油開采成本中電費(fèi)占了相當(dāng)大的比例,所以,石油行業(yè)十分重視節(jié)約電能。抽油機(jī)節(jié)能,主要有研究推廣節(jié)能型抽油機(jī)和抽油機(jī)節(jié)能電控裝置兩個(gè)方面,對(duì)節(jié)能型抽油機(jī)的應(yīng)用暫不討論,重點(diǎn)介紹節(jié)能電控裝置。常見的抽油機(jī)節(jié)能電控裝置大體上可以分為三種類型,下面分別討論。
2.1 間抽控制器
對(duì)于供液不足的油井,隨著油井由淺入深的抽取,井中液面逐漸下降,泵的充滿度越來越不足,直到最后發(fā)生空抽的現(xiàn)象,這樣就浪費(fèi)了大量的電能。對(duì)于這種油井,最簡(jiǎn)單的方法是實(shí)行間抽,根據(jù)每口油井不同的工況,設(shè)定間抽時(shí)間。當(dāng)井下液量少時(shí)關(guān)閉抽油機(jī),等待液量的蓄積,液面超過一定深度時(shí),再起動(dòng)抽油機(jī)抽吸,從而提高抽油機(jī)的工作效率,避免電能浪費(fèi)。
2.2 軟起動(dòng)、調(diào)壓節(jié)能型
由于抽油機(jī)負(fù)載有靜轉(zhuǎn)距大,而運(yùn)行轉(zhuǎn)距小的特點(diǎn),所以要配置大容量的電機(jī),保證足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)距,所以要實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)是困難的,現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐也表明了這一點(diǎn)。
2.3 使用變頻器節(jié)能
變頻器用于抽油機(jī)電機(jī)時(shí)存在的問題:
(1)使用環(huán)境問題
由于抽油機(jī)都在環(huán)境惡劣的野外工作,所以,對(duì)變頻器的可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力提出了很高的要求,許多變頻器由于適應(yīng)不了野外惡劣環(huán)境而無法工作,為此可以設(shè)計(jì)防護(hù)等級(jí)高的控制柜,以及冷卻系統(tǒng),使之適合在野外環(huán)境中使用。
(2)再生能量的處理問題 從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率曲線可以看到當(dāng)配重不平衡時(shí),在抽油機(jī)工作的一個(gè)沖程周期中,會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)工作狀態(tài)(發(fā)電狀態(tài)),對(duì)于交-直-交變頻器來說,直流部分采用普通二級(jí)管整流,因此不能向電網(wǎng)回饋電能,所以反饋到直流母線的再生能量只能對(duì)濾波電容器充電而使直流母線電壓升高,并通過電阻泄放,造成能量損失,降低了變頻器效率。而具有能量反饋功能的變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性低。
上面我們介紹了三類節(jié)電裝置,基本上都是針對(duì)單元件、單設(shè)備進(jìn)行的節(jié)能改造,沒有從系統(tǒng)的高度去實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下面我們從另外一個(gè)角度去討論這個(gè)問題。
3改造抽油機(jī)電機(jī)的電功率曲線實(shí)現(xiàn)節(jié)能
3 .1抽油機(jī)電機(jī)的電功率曲線的特點(diǎn)
從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電功率曲線可以得出如下結(jié)論:(1)抽油機(jī)電功率曲線以沖程為周期(2)抽油機(jī)電功率曲線是連續(xù)的,有限個(gè)第一類(跳躍)間斷點(diǎn)(3)抽油機(jī)發(fā)電造成功率曲線產(chǎn)生負(fù)面積,文獻(xiàn)(1)指出:超越離合器是解決抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過程中電能浪費(fèi)僅有的技術(shù),抽油機(jī)調(diào)平衡能部分解決抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電期的電能浪費(fèi)問題,但不能完全解決。
3.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電功(日用電量)
針對(duì)抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電電量的計(jì)量問題,進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試,目前使用的計(jì)量表計(jì)將正向用電電量與反向發(fā)電電量累加之后收取電費(fèi),這種電表在正向用電時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng),反向發(fā)電時(shí),也正向轉(zhuǎn)動(dòng),正負(fù)電量累加。
(1)抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過程多計(jì)量的電能是不容忽視的,發(fā)電造成電費(fèi)多計(jì)量,地方供電系統(tǒng)對(duì)臨盤油田實(shí)行單井計(jì)量,油井發(fā)電電量不但不能得到相應(yīng)的報(bào)酬,而且還要上繳相應(yīng)的電費(fèi),一般抽油機(jī)發(fā)電量約占用電量的5%,我們不但得不到5%的抵扣電量,而且還要交5%的電量電費(fèi),這樣一來,相當(dāng)于多交10%的電量電費(fèi)。
(2)抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過程多損耗的電能是不容忽視的,根據(jù)文獻(xiàn)(2)的結(jié)論,抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)在用電轉(zhuǎn)換過程中巨大的能量消耗。設(shè)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的效率為0.85,在發(fā)電運(yùn)行時(shí)的效率為0.6,抽油機(jī)的機(jī)械效率為0.95,那么兩次轉(zhuǎn)換的效率為η=0.85×0.6×0.95=0.48,就是說發(fā)電能量損失了52%。
3.3 節(jié)能措施的提出:調(diào)平衡、去發(fā)電、平曲線。
首先進(jìn)行抽油機(jī)的平衡調(diào)整,在平衡率在85%-110%之內(nèi)時(shí),再進(jìn)行去發(fā)電和平曲線工作,所以說調(diào)整平衡是關(guān)鍵。
1、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后的功率曲線
安裝抽油機(jī)專用防饋電皮帶輪之后,抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)已不存在發(fā)電現(xiàn)象,最低功率值為空載功率,抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪有效地解決了抽油機(jī)發(fā)電現(xiàn)象。
2、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后的用電量
安裝抽油機(jī)專用防饋電皮帶輪之后,日用電量有顯著減少,L2-207井日用電量由124KWH/24H降為106KWH/24H;L41-113井由143KWH/24H降為131 KWH/24H;L41-113井由189 KWH/24H降為170 KWH/24H。抽油機(jī)節(jié)電率在5%-10%之間。
(1)安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后,抽油機(jī)不再拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,發(fā)電現(xiàn)象消失,即發(fā)電部分的能量(功率曲線負(fù)面積)變成了抽油機(jī)平衡塊的動(dòng)能和勢(shì)能,為平衡系統(tǒng)所利用,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的,但是功率曲線的峰谷差仍然較大,這將影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能和安全運(yùn)行,即使是抽油機(jī)功率曲線的均方根值最小了,如果峰谷差過大,仍然會(huì)影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,所以既要抽油機(jī)功率曲線的均方根值最小,還要功率曲線的峰谷差合適。在安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后,進(jìn)一步調(diào)整平衡塊的位置,進(jìn)一步降低抽油機(jī)功率曲線的峰谷差。
(2)電機(jī)發(fā)電的制動(dòng)力矩消失,抽油機(jī)在上行或下行的過程中可能會(huì)出現(xiàn)速度過快的現(xiàn)象,這將影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行,這就涉及到再生能量的處理問題,我們今后將對(duì)再生能量的詳細(xì)討論。
3、縮小抽油機(jī)功率曲線的峰谷差的方法
文獻(xiàn)(3)在仿真過程中發(fā)現(xiàn),電動(dòng)機(jī)模型參數(shù)中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)仿真結(jié)果有很大的影響,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大時(shí),線路、變壓器和電機(jī)的損耗都顯著減小。從理論上分析,抽油機(jī)的負(fù)載是波動(dòng)負(fù)載,電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間來回切換。如果增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,那么,就等于儲(chǔ)存了一些在線路上來回流動(dòng)的能量,減少了總損耗。因而,增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在理論上是可以節(jié)電的,但是要做好以下兩方面的工作:一是由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增加會(huì)給電機(jī)的起動(dòng)造成困難,在實(shí)際工作中,我們可以考慮采用一種具有升壓起動(dòng)功能的拖動(dòng)裝置,用在這里,基本上解決起動(dòng)困難的問題。二是增加旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量必須有速度的改變,速度不變就不會(huì)有能量的存儲(chǔ)和釋放,可以采用高轉(zhuǎn)差的電機(jī)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。上面的問題解決之后,這就成為在實(shí)際中可以考慮的一個(gè)方案。
4 結(jié)束語
上面從抽油機(jī)功率曲線的角度討論了游梁式抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的平衡和節(jié)能問題,在調(diào)整好平衡的基礎(chǔ)上,結(jié)合油井的工作狀況,采取去發(fā)電、增慣量、平曲線的措施可以達(dá)到節(jié)能將耗的目的。
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關(guān)鍵詞:zigbee;節(jié)能;智能交通
中圖分類號(hào):S951.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2012)24-5867-02
1概述
Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù),在實(shí)際運(yùn)用中,尤其在無線傳感器技術(shù)領(lǐng)域,Zigbee以其低廉的價(jià)格、靈活的組網(wǎng)方式和較低的功耗等特性而獲得了廣泛的應(yīng)用。
一般情況下,zigbee無線傳感器模塊都是以電池或者太陽能電池板進(jìn)行供電的。zigbee無線傳感器往往體積很小,電池尺寸也不能過大,然而無線通信要求電池必須要提供較大的電流,耗電量較大。以兩節(jié)5號(hào)電池供電的zigbee無線傳感器節(jié)點(diǎn)為例,在無節(jié)能設(shè)計(jì)的工況下最多27天,這是達(dá)不到傳感器設(shè)計(jì)要求的,因此低功耗和節(jié)能就成為zigbee無線傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。為了能夠提高zigbee無線傳感器的節(jié)能效果,在傳感器沒有輸入或者輸入變化不大的情況下讓系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)是一種行之有效的方法。通過判斷輸入變化的情況和所持續(xù)的時(shí)間,從而決定系統(tǒng)是否進(jìn)入休眠;當(dāng)一個(gè)或多個(gè)zigbee傳感器輸入量發(fā)生高于門限值的變化時(shí)才會(huì)以中斷的方式喚醒傳感器系統(tǒng)。
基于以上技術(shù)背景和實(shí)際項(xiàng)目的需要,該文將提出利用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門技術(shù)組成的zigbee傳感器節(jié)能控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)提高智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果的方法和裝置。
2智能交通zigbee節(jié)點(diǎn)節(jié)能方案
本方案主要由通過定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門實(shí)現(xiàn)提高智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果,其原理為根據(jù)智能交通zigbee無線傳感器節(jié)點(diǎn)的輸入情況機(jī)動(dòng)地讓系統(tǒng)在休眠和喚醒狀態(tài)間切換,從而能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)智能節(jié)電的效果,為傳感器的長(zhǎng)時(shí)間工作提供保障。zigbee傳感器節(jié)能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方法包括以下步驟:1)zigbee無線傳感器各個(gè)輸入量進(jìn)入多通道減法器與門限值進(jìn)行作差,監(jiān)測(cè)輸入變化。2)多通道減法器各個(gè)輸出量再輸入到多通道邏輯門,若傳感器出入量有超過門限值的,多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門輸出保持不變。3)若多通道邏輯門輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器,待計(jì)時(shí)器完成計(jì)數(shù)后系統(tǒng)觸發(fā)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠、節(jié)電模式;若多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)zigbee無線傳感器中斷,從而喚醒系統(tǒng)。
下圖1為系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖,首先,智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能控制系統(tǒng)接收傳感器的各路輸入信號(hào)進(jìn)入多通道減法器,輸入信號(hào)與各路門限值進(jìn)行作差。多通道減法器的輸出量再進(jìn)入多通道邏輯門進(jìn)行綜合判斷,若傳感器出入量有超過門限值的,多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門輸出保持不變。若多通道邏輯門輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器并觸發(fā)系統(tǒng)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式;若多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)zigbee無線傳感器中斷,從而喚醒系統(tǒng)。
具體工作的流程圖。具體工作步驟分為三步,具體描述如下:第一步,zigbee無線傳感器輸入量進(jìn)入多通道減法器與各自門限值進(jìn)行作差。第二步,多通道減法器輸出值作為多通道邏輯門的輸入量,若傳感器出入量有超過門限值的,多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門輸出保持不變。第三步,若多通道邏輯門輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器并觸發(fā)系統(tǒng)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式;若多通道邏輯門輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)系統(tǒng)中斷并喚醒系統(tǒng)。以上便是運(yùn)用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門來提高zig? bee傳感器節(jié)能效果的具體步驟。從實(shí)現(xiàn)機(jī)制和流程來看,整個(gè)過程簡(jiǎn)單可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng),對(duì)于提高zigbee無線傳感器的節(jié)能效果和工作周期有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,對(duì)于相關(guān)節(jié)能領(lǐng)域也有一定的借鑒意義。
圖2提高智能交通zigbee無線傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果的流程圖
效果:通過實(shí)際測(cè)試,原智能交通zigbee節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)在兩節(jié)5號(hào)電池的供電狀況下可以連續(xù)工作21天,在采用本節(jié)能系統(tǒng)后可以延長(zhǎng)到28天,節(jié)能效能增加了33.3%,達(dá)到了比較理想的節(jié)能效果,具有較好地實(shí)用價(jià)值。
3結(jié)束語
通過運(yùn)用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門組成的zigbee休眠喚醒系統(tǒng)來提高zigbee傳感器節(jié)能效果的方法,從實(shí)現(xiàn)機(jī)制和流程來看,整個(gè)過程簡(jiǎn)單可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng),對(duì)于提高zigbee無線傳感器的節(jié)能效果和工作周期有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,對(duì)于相關(guān)節(jié)能領(lǐng)域也有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1] Texas Instruments. CC2430 A True System-on-Chip solution for 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee[EB/OL]. .cn/cn/lit/ds/ symlink/cc2430.pdf,2009.9.