浅析电气自动化系统的节能控制设计

韩 鹏

（四川信息职业技术学院，628040）

浅析电气自动化系统的节能控制设计

韩 鹏

（四川信息职业技术学院，628040）

社会的高速发展，推动着我国电气自动化行业的不断发展。在我国的工业发展过程中，电气系动化行业的作用是十分明显的，而且在实际生产过程中，电气自动化系统的生产技术是无法取替的。在电气自动化系统的应用过程中，要注意电气自动化系统的节能控制，才迎合我国“绿色生产”理念，促进我国电气自动化行业的可持续发展。

电气自动化 节能控制 系统设计

一、前言

电气自动化行业是电气领域的新兴行业，与社会的生产工作和人们的生活息息相关，改善人们的工作环境之余，还可以提高生产和工作的效率，帮助企业获取更多的经济利益。电气自动化系统在运行过程中一定要确保供电的安全性和可靠性，同时还需要注意能耗量的问题。当电气自动化的应用范围越来越大的时候，人们对电气自动化系统的要求也越来越高，除了希望电气自动化系统在各种应用环境中仍然能够安全运行之外，还希望能够节约能源，减少能耗量，达到绿色环保的生产目标。

二、电气自动化的简介及其节能设计技术的重要性

在电气信息领域中，电气自动化是一门新兴的学科，而且随着电气自动化系统控制技术的不断提高和不断推广，在人们的生活、生产工作随处可见电气自动化技术的应用。电气自动化系统节能设计技术的广泛应用，不仅能够帮助人们改善工作和生活环境，提高工作的效率，还可以帮助我国实现节约能源的生产目标，达到“绿色生产”的要求减少电能的浪费，帮助企业获取极大的经济效益，降低我国工业发展过程中所需要的资金。另一方面，社会的高速发展对电力需求不断增加，既要建立一个稳定性、可靠性强的供电系统之余，还需要不断提升我国的电气自动化系统的节能控制设计水平。随着人们越来越重视节能技术的发展，电气自动化的节能设计技术的发展已经成为了我国工业发展领域的主要研究目标。电气自动化节能设计技术的主要任务是帮助我国工业在面对越来越严峻的电力需求条件下，为各生产企业及人们生活建立一个稳定性、可靠性极强的供电系统，提高电能传递的灵活性和可靠性。电能在传输的过程中会产生一定的损耗量，而另一方面的谐波污染，也是影响我国电气自动化节能设计技术的一大问题，所以在全面发展我国电气自动化节能设计技术的时候，需要针对发展和完善的过程中现有的问题，提出解决方案。

三、我国电气自动化系统的节能控制设计常用方法

电气自动化系统节能设计技术在我国已经有一定时间的实践经验，在这方面的领域已经有着一定的丰富的研究成果，以下是我国电气自动化系统在设计的时候，常用的节能设计方法：

（一）科学、合理设计配电方案

提高电气自动化系统的节能效率不仅需要通过采取适当的节能控制技术，更多的是需要从电气自动化系统设计和装备的开始就需要时刻考虑到节能的目的和着手处。对于电气工程的设备及其安装工作的安排，都需要进行详细、全面的考虑和设计，才能够做好节能设计的第一步。所以，电气自动化系统的配电方案是十分重要。配电方案需要根据不同地区、不同功能的建筑物用电需求进行安排和设计。因此，在设计电气系统的时候，要根据地区对于用电需求的不同、建筑的作用和用电类型，进行详细、合理且科学的数据分析，再根据设计原则和配电方案的合理性进行选择，从源头开始节约能源。举个例子，在我国夏天，各大城市使用空调的次数较多，对电力能源的消耗较大，因此，可以为制冷设备设置单独变压器的配点方法，可大大减少配电系统的变压器容量。另一方面，电能在传输的过程中，往往会有大量的损耗量，所以如果要达到节约能源的设计目标，就需要选择合适的导线材料。不同种类的导线材料有着不同的电阻特征，导线的长度、横截面积等等都会影响导线的电阻率，所以在进行设计的时候，必须要根据不同材料的导线进行不同的线路设计。在进行设计传输线路的时候，导线线路的设计应该尽可能地简短、简洁，才能够大大减少电能在传输过程中损耗的电能。

（二）提高电气系统的运行效率

电力系统首选要做到的是选择节能设备，也为自身的节能打下了良好的基础。同时，为了让电力系统在运行过程中的节能得到实现。还可以通过无功补偿、降低电路损耗以及对负荷进行均衡的方法来实现。例如，在设计配电方案时，可以通过负荷的合理调整以及设计系数的合理选择来实现。通过采取这些方法，在电力系统的运行和安装过程当中，可以让电源的综合利用率以及设备的运行效率得到有效的提升，降低电能的损耗。

（三）科学、合理选择变压器

在选择变压器的种类的时候，需要根据电网线路的实际情况进行合理、科学的选择。变压器的种类不仅能够对传输线路的整体功率造成影响，还可以对于设备的实际功率造成一定的影响。一般地，我国所选择变压器大多选择节能环保型，确保电网在传输的过程中功率能够变得更加稳定的同时，令电能的损耗量更加小。另一方面，变压器的放置环境也会影响变压器的工作寿命。变压器可以选择是否放置在高压配电室的室内或者室外，而选择的根据一般会以室外的粉尘是否较多、室外的温度以及师傅是否长期处于较高的水平等等。总的来说，选择电气系统的变压器的时候，需要考虑到变压器的种类、放置的环境以及变压器定期维修实践及方法等等。

四、我国电气自动化系统的节能控制设计常用技术

在选择电气自动化系统的设备时，需要考虑到电能在传输过程中的损耗问题，同时还要提高电气自动化系统的运行效率，才能够达到最终的设计目的：

（一）降低电能在传输过程中的损耗

电能在传输过程中，由于导线存在一定的电阻，导致电能出现损耗的问题，为了解决这一问题，就要降低导线的电阻。根据物理电学知识，导线的横截面积和电阻是反比例的关系，而导线的长度和电阻是正比例的关系。在减少电能损耗问题的时候，要注意这一定律，通过以下几种措施降低导线的电阻，例如选择电导率比较小的材料作为导线的材料，又或者根据电气工程的实际情况，适当地缩短导线的长度，如果导线的长度无法缩短的时候，可以适当增加导线的横截面积，都能够有效降低导线的电阻，降低电能在传输过程中的损耗量。

（二）使用有源滤波器

在电气自动化的运行过程当中，为了能够让电网连接电网设备的误动作有效的减少，就一定要消除滤波。在电气系统的实际运行过程当中，会有谐波产生，谐波的产生会让设备的实际可用性大大降低，直接影响设备的质量，造成能源的损耗。使用有源滤波器就能够有效地解决这个问题。具体来说，电气设备的数量增加是误动作产生的主要原因，谐波也因为这个原因变得越来越多，因为这些谐波电流在实际电网阻抗上产生的电压和基波电压是彼此重叠的，这样就让让电压产生畸变，从而产生误动作。有源滤波器有两大特点，第一是可以让功率变得更宽大，促进无功补偿；第二是动态性能较好，而且反应速度快。在通常情况下，使用有源滤波器来过滤实际运行过程当中产生的谐波，就可以避免电气设备的误操作，提高电气设备的效率，实现节能的目的。

（三）合理选用无功补偿设备

无功补偿就是无功功率的简称，作用是让变压器上的输电消耗有效降低，提高效率，但同时也在供配电设备容量中占有极大的一部分。无功补偿设备是电力系统中非常重要的一环，无论是从提高供电质量还是节能方面的都有着非常重要的影响，因此必须要非常重视对无功补偿设备的选择，否则就会对供电系统造成非常大的影响，合理现则无功补偿设备，能够同时完成节约能源、提高电能质量、提高电气自动化系统电压的稳定性这三个目的，提高电气自动化系统的经济效益和社会效益。那么，在选择无功补偿设备时要遵循以下几点选择原则：

（1）根据参数进行选择。在选择务工设备时，要根据具体的参数来进行选择和使用，如电压的容量和负荷等等。

（2）根据电网运行情况进行选择。在选择无功补偿设备时，要根据电网的运行情况来进行综合的考虑。要非常了解补偿电路，根据线路的负荷情况来对无功补偿设备进行选择，如负荷较小的就选择静态补偿装置，负荷大的就选择动态补偿，动态补偿设备对于电动机等符合较大的线路的节能效果非常显著。

（3）要想让补偿效果达到最佳，就必须要采用适应面广、调价平滑以及跟踪定位准确的模糊投切方式，主要是因为传统的补偿电容组中的电容器身的分担方式、投切开关方式以及按比例分配的方式等都不能让我们实际需要的补偿效果得到实现，因此，就必须要采用采用适应面广、调价平滑以及跟踪定位准确的模糊投切方式，来达到最佳的补偿效果。

（4）在条件允许的情况下，投切参数的物理量要采用无功功率，防止投切震荡以及无功倒送的情况。

（四）合理利用光源

太阳光等自然光是大自然中取之不尽的最优能源之一，所以，要充分合理利用光源，能够极大程度地节约能源。首先，要确定合理选择采光方式。利用光源的时候，不仅需要自然光源，同时还需要把人工光源和自然光源有机地结合起来。自然光源的利用最常见就是照明工程的设计工作中。通过合理利用高效能的光源，能够提高照明工程的照明效率，甚至还可以提高到好几倍，节约了大量的电能。举个例子，在工厂、住宅用的卫生间及其上下楼梯间应尽量通过合理设计窗口或者透光玻璃的面积，提高室内的明亮度，又或者合理选择节能显著的吸顶灯为室内照明，这种类型的灯具功率相对较低，但能满足人们日常生活的基本照明需要，在使用过程中往往能够节约一定的电能消耗量。而对于图书馆、阅览室和超市的货架处可以选择紧凑型荧光灯这类光通量较高的灯具，同时由于光线比较集中，所以比较适合这类场所和人们生活的实际需要，减少了照明工程的投入成本和安装。足可以见，合理利用光源，也是电气自动化系统节能控制设计技术之一，但这种新型技术在我国应用实践较短，仍需要经过一段时间的实践才能够得到完善。

五、结言

步入二十一世纪后，我国开始重视电气自动化系统的节能技术，并全面推广和发展电气自动化系统的节能控制技术，出台相关的优惠政策，为企业在这方面发展的时候提供了有利的条件。而另一方面，随着人们对节能环保的意识越来越高，电气自动化系统的节能设计技术也变得越来越重要。电气自动化与人们的日常生活、工作息息相关，相关企业必须要认清我国社会发展情况，充分把握机遇和挑战，顺应潮流的发展，不断提高企业自身的市场竞争力。但是目前我国电气自动化系统的节能设计技术仍然处于初步的研究和时间阶段，多种节能控制设计技术中存在的问题，仍然需要相关学者不断努力。相信随着我国科技技术的不断发展，电气自动化系统的节能控制设计技术将能够为我国的“绿色生产”带来明显的成就，推动我国市场经济的不断发展。

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TU7

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1007-6344（2015）11-0127-02