关于电气自动化节能设计的探索

施立芳

【摘要】本文主要介绍了研究和探索电气自动化方面的设计与应用，以能源的节约为主要着力点，促进我国电气自动化节能的快速发展。

【关键词】电气自动化;节能;设计

一、电气自动化及节能技术的概述

电气自动化是在电气信息中新兴的一门学科，它在工业的生产和人们的日常生活中都扮演着不可替代的角色，尤其是在降低整体运作成本、提升和改善生产条件、提高员工工作效率以及劳动生产率等方面。随着中共十八大五位一体的提出，生态文明建设在我国目前的经济建设中地位逐渐上升，节能减排已经成了很重要的建设目标。但是，想要实现绿色节能，就要充分利用自动化技术来减少能耗。在城市电网升级时要保证电力系统安全运作，应合理高效地消除谐波，全面考虑有利节能的因素，利用多种节能技术使电气自动化系统在运作时能达到理想的节能效果。

二、电气系统中的节能技术

1、选择合适的变压器

变压器会因铜损、铁损、空载损耗和负载损耗等因素造成许多电能的浪费，但是变压器在供配电系统中的运用又非常广泛，所以变压器选择得好可以有效地实现节能的目标。总的来说，选择变压器可以从以下几个方面考虑：首先是要将变压器自身的消耗降到最低，这就要选用单相的自动补偿设备，使流经的三相电电流保持平衡，消除或降低负载的不平衡性，从而实现变压器自耗最小;其次是要选择有较好节能特性的变压器，进一步减少变压器有功功率的耗能。

2、减少电能在传输中的消耗

电能在进行传输的途中，导线里的电阻就会造成一定有功功率损耗，这是无法避免的。但是，整个途中线路上的电流是保持不变的，因此要想减少电能在途中的浪费，只能使导线所带的电阻尽可能的小。由电阻的推导公式可知它和电导以及导线的长度是正比关系，和导线的横截面积是反比关系，所以可以通过以下的途径来减小导线的电阻：第一是合理的布局，避免导线走弯路或回头路，尽可能降低导线的长度;第二是选择电阻率比较小的材料制成导线;第三是同等条件下要选择一些横截面面积比较大的导线，这样可以有效降低电阻;第四是使变压器和负载中心尽量靠近，使供电的距离减少。

3、使用有源滤波器

在实际的操作中常常会发生误动作，所以要消除谐波来避免或减少电气设备的误操作，而最高效的方法就是运用源滤波器。造成误动作的因素主要就是越来越多的电气设备，其带来的谐波也就随之增加，但是产生的谐波与基波在电网阻抗上会重叠，从而使电压形成畸变，由此导致电气设备误动作的产生。一般而言，有源滤波器有以下功效：能扩宽功率有效利用的范围;反应迅速;能让无功补偿取得预期的完美效果;动态性能好。通常来说，使用有源滤波器能有效的消除谐波，将电气设备的误动作阻隔在产生之前，从而提升电气设备的运作效率，有效的节能减排。

4、采取无功功率补偿

整个供配电系统是由升降压变压器、输配电线路、用户电力负荷以及配电变压器等多个环节形成。电能通过电流的形式流动于整个电力系统，为终端客户提供电能的同时必不可免的会有能量的浪费，其中无功功率占据着比较大的比例，不仅降低了整个电路的电压，而且会影响电网的经济运行和降低电能的输送质量。而无功功率在终端客户那里最直观的反映就是功率因数较低。若其功率因数低于0.9，那用户就要缴纳罚款，从而增加了用户用电的成本。所以实际操作时可以选用合适的无功补偿设备来增加功率因数，让无功就地实现平衡，从而使电力系统的电压能够保持相对稳定，进一步提高电能的质量，实现绿色节能的目的，还可以使经济效益提高并为社会效益提供支撑与保证。在电力系统运行时，若使用无功功率补偿，就要达到如下要求：首先就是后来的投切开关和在旧的补偿电容里的循环投切要按比例进行分配，这些都没有办法达到理想补偿效果;其次是电容器的容量大小，要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数，并且加以计算而得来，若在补偿时会产生谐波，就要串联相应数量的电抗器，借此来消除线路中的谐波;最后就是在确定投切参数的时，最好是选用无功功率，这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果，不仅能有效调节平滑，并且跟踪准确性很高，应用范围很广。需要注意的是，针孔接触器要在高压的补偿柜中使用，而投切复合开关要在低压的情况下使用。

三、电气自动化节能设计技术的实际应用

要想实现电气自动化节能的目标，最重要也是最先要完成的就是要很好的完成电气工程的电气设备以及安装工艺的设计。只有完成了这些才能在未来成功的利用电气自动化来实现节能的目的。

1、提高电气系统的运作效率

在选择电气系统的设备时，最好选用那些节能设备，这是为以后节能减排做好了基础和铺垫。同时实际操作中还可以运用补偿无功、均衡负荷和降低电路损耗等途径来实现在电气系统运作过程中的节能目标。比如说，可以在配电设计过程中，利用适当的调整负荷以及选用合理的设计系数等方法来达到目的。通过这种途径能确保电力系统在安装以及运作的过程中，有效提升电源的综合利用率并提高设备的运作效率，从而实现减少电能损耗的目的。

2、优化配电系统的设计

电力系统的服务宗旨就是为安装此电气系统过程中要用电的设备提供所需的动力。所以，在整个配电设计过程中首先要实现的最低要求就是要将电力系统的适用性充分考虑在内。适用性，简单来说就是能对电气设备的有效控制做出相应的保障，还要达到用电设备对供电设备以及负荷容量等因素可靠性的要求。在整个配电的途中，不仅要满足电气设备以及用电设备等设备的要求，而且要确保电力系统运行时有一定的稳定性、高效性、可靠性、易控性以及灵活性等特性。在设计配电时其次就是要将电力系统的安全性考虑在内。为保证电气系统的安全性，不仅要确保导线具有良好的绝缘性，以及在走线的过程中要确保各导线间有一定的绝缘距离，而且要确保导线的热稳定性、负荷能力以及动态稳定的裕度，以此来保证电气系统运作时配电设备和用电设备的安全性。最后，要安排好电气系统的接地和防雷设施。

四、总结

进入21世纪以来，我国就进行了全方位的节能经济建设，国家强烈呼吁发展“节能经济”，同时，国家也大力推出了节能型的经济战略，制定了许多更加优惠的政策来激励更多的企业开展节能型经济，这也为企业研究开发节能型经济模式提供了最大的帮助和支持。目前，我国电气自动化节能技术的应用还处在一个发展的初级阶段，所以在以后发展经济的过程中，必须要以节约能源，减少能耗为出发点，尽可能降低电气自动化所损耗的能源，将其对环境的污染程度降到最低，为用户提供一个更加健康、舒适的生活以及工作环境。值得庆幸的是我国在“节能技术”方面的自主创新能力正迅速提升，相信在不就得将来电气自动化的节能技术的使用会越来越广泛。希望在目前的大好环境中，我国的电气自动化企业能够抓住机遇，研发出更多电气自动化的技术以及产品，促进我国节能经济的发展。

【参考文献】

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