论述电气自动化节能设计

论述电气自动化节能设计

李海锋

关键词：电气自动化；节能；设计

引言：电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科，它和人们的日常生活及工业生产有着密切联系。它在提高工作效率、运行成本、劳动生产率以及改善劳动条件等方面起着重要的作用。

1、电气自动化及节能设计概述

电气自动化节能技术是一项利国利民的科学技术，也是实现电气自动化行业稳步发展的重要保障。电气自动化节能技术不仅减少电能的消耗和损失，提高资源的使用效率，满足我国社会经济发展对能源不断的需求。还能够缓解电网供电的紧张现状，避免输电受阻的恶性循环。可以说，先进的自动化技术正是推动各行业节能减排的有效武器。未来全球经济发展的趋势是谁率先掌握节能的高新技术产业的主导权，谁将主导未来的全球经济。对于电气自动化系统来说，由于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此会使用很多的变频器、整流器等，而这样会造成大量的谐波产生，从而危害到电网。由此，为了消除谐波，从节能的方向考虑，电气自动化应主要从变压器、无功补偿、有源滤波器等技术上下功夫，可以利用减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法来使电气系统在运行的过程中达到节能的目的。也只有这样，才能使电气自动化系统使用时达到节能的效果。

2、电气自动化的节能设计原则

电气自动化节能设计需要以相关的原则为指导，只有坚持这些原则，才能科学合理的安排各项工作，更好的进行节能，具体来说，需要以以下几项原则为指导。

2.1安全

要想在电气自动化领域进行节能，采用节能技术，并不能仅仅关注节能而忽视生产的正常运行，必须在满足电气设备正常运行，保证电气设备安全的基础上进行节能设计，保证生产作业的安全与可靠。

2.2更新

主要是指在电气自动化的节能设计工作中，相关人员需要注重对老化设备的更新工作，对于经过维修能够正常使用，满足节能设计要求的设备可以继续使用，而对于已经老化，能耗较高的设备则需要进行更新，这是进行电气自动化节能的关键，也有利于保障电气自动化节能工作的顺利进行。

2.3先进

伴随着社会的发展，新的节能设备和节能技术不断涌现，在电气自动化节能的实际工作中，需要重视先进技术的采用，保障节能工作的前沿性，运用最先进的技术和设备，提高电气自动化的节能效果。

2.4环保

在进行节能设计，采用节能技术和节能设备的时候，要考虑其对周围环境的影响，节约资源，保护环境，降低对环境的负面影响。此外，还应该考虑经济因素，注重节能的经济性，以收到更好的效果，保证电气自动化节能工作的顺利进行。

3、电气自动化节能技术设计

3.1变压器节能技术

变压器作为电气自动化系统中的常用电力设备，在输电以及配电系统中起着至关重要的作用。在实际使用过程中，变压器中的线圈由于存在电阻也会产生有功损耗，称为铜耗；组成变压器磁路的铁磁材料也会产生铁耗，这些损耗都不利用电能的高效传输。对于电力变压器的技能设计而言，有效降低其空载损耗、负载过程的铜耗以及铁耗是节能设计的方向。具体措施比如优化线圈的绕线结构、采用阻值较小的漆包线、使用性能优良的铁磁材料等。在解决了变压器自身损耗的基础上，合理配置其接线形式，提高电能质量，也可以从负载角度提高电能利用效率。

3.2合理选择无功补偿设备

无功补偿的功能主要是减少变压器的输电消耗，提高设备的运转效率。依据参数选择。选择无功补偿设备的时候，首先对设备的参数进行选择，例如设备的电压可承受的容量或者负荷。

根据实际的电网运行的情况选择。通过掌握电网的运行状况，可以了解补偿线路的情况，然后根据补偿线路的负荷选择合适的设备，例如，如果该电网的运行负荷大就可以选择动态的补偿设备，反之可以选择静态设备。

根据合适的投切方式进行选择。在选择投切方式的时候不能按照以前的模式进行，而是要选择系统准确度高且能够广泛使用的方式，这样才能做到有效补偿。

3.3降低电能的传输消耗

导线里面存在电阻，因此，在传输电能的过程中，一定会消耗有功功率。但是线路的电流会保持不变。所以，为了降低在线路上传输电能所产生的消耗，就只能想办法降低导线电阻。因此，要想降低导线电阻，可从以下几个方面来着手：

在选择导线的材质的时候，尽量选择具有较小电阻率的，这是一个降低线路上电能消耗的一个办法；缩短导线长度，且在布线的时候要尽量避免产生过多的弯路；为了缩短供电距离，可以将变压器与负载中心间的距离拉近；增大导线横截面积。选择那些横截面积较大的导线，这样能减低电阻，进而降低消耗。

3.4使用有源滤波器来进行节能

在电气自动化运行过程中，为了有效减少和电网连接电气设备的误动作，就一定要消除谐波。在电气系统实际运行中，会产生谐波，谐波的产生会降低设备的实际可用性，对于设备的质量产生很大的影响，造成电能损耗，而使用有源滤波器就可以很好的消除谐波。具体来说，误动作主要是由于电气设备的实际数量增加，而产生的谐波变得越来越多，因为这些谐波电流在实际电网阻抗上所产生的电压和基波电压彼此重叠，这就会导致电压严重畸变，从而造成电气设备产生误动作。

3.5提高自然功率因数

自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类，而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在，这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率，我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到，提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中，实现功率因数降低的方式有两种：一是直接采用功率因数较高的同步电动机，二是采用电容器来实现补偿。

结束语

总而言之，电气自动化在各行各业中的应用越来越广泛。作为新技术领域发展突破的重要部分，电气自动化的节能设计显得尤为重要，它的大力发展会为减少电能的消耗和浪费，电网也不会陷入供电紧张、输电受阻的恶性循环，除此之外，还能为城市居民提供更加良好的环境和发展空间。对于企业来说，电气自动化的节能技术会让各种电气设备变得更加安全可靠，不仅会在很大程度上提高工作效率，还能降低能耗，极大地减少成本，使企业获得最大的经济效益。因此，对电气自动化节能技术的研究是一项非常有意义的事情，也是可持续发展要求我们不断追求的方向和目标。

参考文献

[1]魏学林.电气自动化的节能设计[J].电子测试，2017

[2]张欢.电气自动化的节能设计技术[J].电子世界，2017

[3]林晟博.电气自动化工程中的节能设计技术探究[J].农村科学实验，2017