电气自动化的节能设计

魏学林（重庆中节能三峰能源有限公司，重庆，408527）

电气自动化的节能设计

魏学林
（重庆中节能三峰能源有限公司，重庆，408527）

随着城市规模的扩大，用电量也在逐渐增加，电网规模越来越复杂，仅靠人工进行操作难度非常大，这就使电力系统必须从人工作业转为自动作业，节能减排也是电力系统需要面对的问题。 本文从电气自动化、节能设计等方面进行探讨，对无功补偿、变压器、有源滤波器方面进行节能化设计，让电力系统能够更好的为社会服务，产生更多的社会价值与经济价值。

电气自动化；无功补偿；变压器；有源滤波器；节能设计技术

0 引言

目前我国在电气自动化相关的节能研究还处于初级阶段，电气自动化系统还不够完善，对与节能的理念嵌入不够。想要节能，首先就需要先保证整个电气系统中各设备能够安全可靠运行，然后再在各个环节上加入节能理念，不能盲目的为了降低功率消耗就导致系统出现故障无法正常运行。这就需要优化电力系统中的配电设计，让电能能够合理高效的利用，这才能提高系统的运行效率，减少一些无功消耗，保证系统正常安装、运行。

1 电气自动化及节能设计概述

电气自动化是一个新的电气系统发展方向，是电气信息学科发展的必然趋势，与人们的日常生活、工作、工业制造都有紧密关系。这几年来人们对节能的意识在逐渐提高，由于电气自动化能减少运行成本、提高工作效率与劳动生产效率并能改善电气工作环境，因此自动化节能技术能够帮助各行各业更好的推行节能减排理念。

随着城市电网的规模扩大，结构更加复杂，电力增容速度加快，因此电网系统需要使用更多的整流器、变频器，而这些设备会产生大量的谐波，对电网的运行产生了很严重的不良影响，所以要节能需要减少谐波产生。这就要求电气自动化需要从无功补偿、变压器、有源滤波器等技术入手，努力降低电路电线的传输损耗、使用有源滤波器、补偿无功、选择合适的变压器等方法来使电气系统能够在运营中减少无功损耗，从而达到节能的目标。

2 电气自动化的节能设计技术

2.1 选择合适的变压器

（1）节能型变压器是首选。使用节能变压器能直接降低变压的有功功率损害。一座城市电网系统使用的变压器数量之多，看似每台变压器节省的电量是微量的，但是整个系统综合计算，节省的电能非常可观。因此变压器选用节能型能够大大减少变压器的有功功率损耗。

（2）目前电力系统运行使用三相电流，这对变压器来说本体消耗数量较大，为了保证三项电流平衡，可以使用三项四线制进行供电或选择一些能够自动进行单相补偿的设备，也可以将那些单相用电的设备分组，按功率平分成三组分别接在三相电源上，这也能有效的平衡三相电流，使负荷更加平衡。

2.2 减少线损

电能传输需要使用电线，而电线是存在电阻的，不同材质的电线电阻大小不同，导线电阻就会导致线损出现，所以减少线损需要从线路电阻入手。由于电线电阻的大小与其横截面的面积大小成反比，与电线长度成正比，所以减少线损、降低电线的电阻可以从以下四个方面进行改进。

（1）不同材质的电线导电能力不同，铜线电阻比铁线强，那么尽可能在财政预算内选择导电性能好、电阻低的电线，这能直接降低线损。

（2）在电气自动化系统规划的时候有意识的在布线上进行长度控制，减少电线的长度，布线时尽可能的走直路，避免出现转弯打转。

（3）变压器的安装位置最好是靠近负荷中心，这样能够使变压器与供电器之间的距离缩短。

（4）使用粗电线增大横截面积。在条件允许的范围内，尽可能地使用横截面大的导线，这能有效减小电流通过时的电阻，也能减少线损，实现节能。

2.3 无功补偿

无功功率的能源消耗占电力系统的电能损失比例很大，且占配电设备的容量也会造成线损增加，降低整个电网的平均电压，导致供电的质量下降，经济效益受到损害，所以为了减少损耗就需要对无功功率进行补偿，选择合适的无功补偿设备能减少无功功率带来的损耗。

（1）电容补偿。选择电容器来进行无功补偿需要先确定电容量的各项参数，如需要考虑配电电压的负荷与电容、目标补偿功率数等，根据这些参数来选择合适的电容器。

（2）选用集跟踪准确、调节平滑、适应面广等优点于一体的模糊投切方式来进行补偿，取得的补偿效果较好。

（3）使用无功功率作为投切参数的物理量，这能防止产生无功倒送、投切振荡等情况。无功补偿设备尽量保证接地安装，这样能减少线路上无功传输损耗，达到节能的目的。

2.4 使用有源滤波器

电气设备与电网联结容易出现一些误动情况，这是因为谐波造成的，所以需要避免谐波产生或者对谐波进行消除处理，一般会选择有源滤波器来进行谐波消除。选择动态性能好、反应快、无功补偿能力好、使用功率范围大的有源滤波器，能够很好对谐波进行过滤，在电气系统出现误操作之前就将其中止，保证了各设备能正常运行，从而实现节能减排的目标。

另外，在电气自动化系统中，除了采用无功补偿、变压器、有源滤波器这几种节能技术外，还可以选择使用高效光源或其他方法来实现节能目标，这是由于高效光源具有显色能力强、发光率高、光色好等优点，可以实现低能高效，从根源上实现能源的节约。

3 结束语

综上所述，电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念，也是为了响应可持续发展的需求，同时也是时代发展的必然趋势。这就要求要从源头出发，在保证系统正常运行的情况下减少能源的使用，减少环境污染，保护能源，最终实现我国节能电气领域的跨越式发展。未来随着我国社会进步与电力技术高速发展，电气自动化的节能技术在今后会得到越来越广泛地使用，而节能技术也将会朝着更好的方向发展。

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魏学林(1983.04-)，男，汉族，籍贯重庆，助理工程师，研究方向电气工程及自动化。

Energy saving design of electrical automation

Wei Xuelin
（Chongqing energy saving three peak energy Co., Ltd.，Chongqing,408527）

with the expansion of city scale, the power consumption is gradually increased, the scale of power grid is becoming more and more complex, relying on manual operation is very difficult, which makes the power system must from manual operation to automatic operation, energy saving and emission reduction in power system is also need to face the problem. This paper from the aspects of electrical automation, energy saving design is discussed. The transformer, reactive power compensation, active power filter for energy saving design, power system can better serve the society and create more social value and economic value.

electrical automation; reactive power compensation; transformer; active power filter; energy saving design technology