电气自动化的节能设计技术分析

剧凤玲

（开滦集团唐山矿业分公司洗煤厂，063000）

电气自动化的节能设计技术分析

剧凤玲

（开滦集团唐山矿业分公司洗煤厂，063000）

无论是在工业还是人们日常生活当中，节能都成为国家和人们关注的焦点之一。就工业行业来讲，电气是其中的重要的节能领域之一，做好电气节能是所有电气行业的从业者都应该关注的课题。做好电气节能工作，不仅可以保护环境、节约资源，还可以提高工业的生产效益，推动工业的进步。因此，本文简要分析了电气自动化领域的节能设计技术的基本原则，并提出了一些可能的策略和做法。

电气自动化；节能设计；原则；技术

0 前言

我国一直在努力建设环境友好型和资源集约型社会，节能已经成为人们生活中常常讨论的话题之一。而就电气自动化领域的从业人员来讲，不仅要保证供电的安全性与可靠性，还要努力使整个供电工程同时具有良好的生产效益与社会效益。因此，电气自动化的节能设计就显得尤为重要，若其能够得到深入的研究和大力的发展，不仅能够介绍电能的消耗和浪费，还可以为居民带来更好的用电环境，对国家的可持续发展贡献力量。本文就节能设计的基本原则和相应的对策措施作了简要的分析，以供参考。

1 电气自动化的节能设计原则

1.1 优化配电设计

为电气工程中的用电设备提供充足的动力是电力系统最重要的作用和任务，因此，电力系统的适用性在整个电气自动化的设计中就显得尤为重要。适用性要求电力系统能够为用电设备提供安全可靠的负荷容量和供电设备，还应该满足电气设备所需要的不同的控制方式。此外，还要保证整个电力系统在运行过程中保持稳定、高效、灵活、可靠等特点。

1.2 安全可靠

采用节能技术，必须以电气设备的安全运行为前提，不能仅仅关注节能指标而忽略了生产作业的安全性。若想保证电气系统的安全性，最先必须要保证的就是绝缘，一是要求导线有良好的绝缘效果，二是要求在走线的过程中导线之间有一定的绝缘距离。此外，防雷、地接等问题也要纳入设计的考虑范围之内。

1.3 对环境的影响

在进行电力系统的设计时，不仅要关注生产效益，还要关注其社会效益。要考虑到设计中所采用的节能技术和节能设备对环境是否具有破坏作用，找到对环境的影响与节约的能源之间的平衡点。保护环境是每位从业人员都应该遵守的基本准则。

2 电气自动化的节能设计技术

2.1 选择合理的变压器

变压器的选择在节能设计中起着至关重要的作用。变压器中不可缺少的有硅钢片、铜线、钢材、绝缘子等，这些材料如果选择不合理，常会造成大量的变压器型材损耗，浪费电能。因此，在选择过程中，应遵循节能与满足工作需要并重的原则选择材料和运行介质。例如，在配电柜和配电线路的设计上，如果选择铜质的材料，并且将导线换位，就可以有效降低变压器对电能的损耗。就硅钢片来讲，其厚度对电能也有一定的影响，在满足运行的前提下，选用厚度较小的硅钢片可以实现节能的作用。

其次，一些旧型号的变压器由于技术的限制，耗能较高。因此，淘汰旧变压器，选用新型的高效节能变压器，虽然会增加设备更换成本，但是从长期来看，其可以有效减少变压器的功率损耗，提高系统运行的经济效益。通常，选择功率损耗较小，单相自动补偿的设备，以及三相四线的变压器，可以使电流负荷在运行的过程中保持平稳，降低电能损耗。

最后，就变压器的安放位置来说，无论是在工作车间还是高楼当中，如果能将变压器安放搭配承担最多电力负荷的位置，不仅方便管理，还可以大大减少所需的电缆长度，以达到降低电能消耗的目的。在实现工作性能的条件下，尽量选择电功率较小和横截面较大的导线，通过减少电阻的方式控制电能的损耗量。

2.2 提高系统功率因素

首先，可以提高系统的自然功率。在运行过程中选择极数较少的电动机，则可有效地提高设备的运行效率，节约能耗。而变频自动控制的电动机（如图1所示），也可以降低电动负荷，提高功率因素。这些措施并不需要对设备进行过多的重新投资，因此具有较高的经济性和可行性，也是节能设计的常见措施。

其次，由于单依靠提高自然功率有时通常无法完全满足工业生产的用电需求，因此还可以选择利用人为的方法提高系统功率因素，也叫做人工补偿法。常见的方法有集中补偿以及单独就地补偿。为了减少传输无用功，实现节能，要坚持分级补偿的原则和就地平衡的原则。在电力系统当中，无功功率一直消耗着大量的不必要的电能，占用供配电设备的容量。这会导致电网的低电压，对供电的质量有着严重的影响，同时还提高了电网的运行费用。对于普通的家用用户来说，无功功率会降低功率因数，当因数降低到一定的标准（通常为0.9）时，供电部门会向用户收取一定比例的额外费用，增加了居民的用电成本。但是选用合适的无功补偿设备就可以达到无功就地平衡的原则，提高功率因素，从而在减少能源损耗的同时，提高供电质量、稳定电压，社会效益与经济效益并存。举例来说，在受导电抗的作用下，来自交流机的电流和交流电压的相位角非零，从而使所使用的电气无法完全吸收由电机产生的电能，这部分未被充分吸收的电能则不会释放出来，而是不断地在电机和用电器之间来回往返变化。而电容器补偿则可以与无功率的电能抵消，即Q=QL-QC。

2.3 滤波器

在现代的电网系统当中，非线性电压电流特性的电气装置不断增加，由此产生的谐波电流也不断增多，从而导致这部分谐波电流所产生的电压与基波电压重合，是电压产生畸变，使得与电网向连接的设备发出错误的动作。而避免这些错误发生就要尽量避免谐波的生成，目前，使用有源滤波器是消除谐波最佳的方式。

3 总结

科学技术的发展日新月异，电气自动化技术也在不断的进步和完善之中，这其中的节能技术更是有待学者和从业人员的深入研究。目前，我国的节能技术已经基本可以实现大幅度地减少能源的损耗，目前最需的就是将这些技术应用到实际工作当中，以相关的原则为指导，采取相应的措施，在实践中不断进步和发展，提高经济效益与社会效益。

[1] 陆伟.电气自动化的节能设计技术研究[J].中国高新技术企业,2015,07:94-95.

[2] 张明思,陆捷.简析电气自动化的节能设计技术[J].装备制造技术,2015,02:222-223.

[3] 关艳翠.浅析电气自动化工程中的节能设计技术[J].科技经济市场,2014,08:8.

Analysis of energy saving design technology for electrical automation

Ju Fengling
（Kailuan Group Mining Company of Tangshan Coal Washery,063000）

Energy saving has become one of the focus of national and people's daily life,whether in the industry or in people's daily life..Is industry,electric is one of the important fields of energy saving, good electrical energy is all electrical industry practitioners should pay attention to the issue.Do a good job of electrical energy can not only protect the environment,conserve resources,can also increase the benefits of industrial production,to promote industrial progress.Therefore,this paper analyzes the basic principle of electrical automation in the field of energy saving design technology,and puts forward some possible strategies and practices.

electrical automation;energy saving design; principle;Technology

（图1 电动机变频自动控制示意图）