电气自动化工程中的节能设计技术分析

(国网湖南省电力有限公司城步县供电分公司 湖南 城步 422500)

电气自动化工程中的节能设计技术分析

张立明

(国网湖南省电力有限公司城步县供电分公司湖南城步422500)

电气自动化是直到20 世纪50 年代左右才逐渐引入我国，经过不断发展与改进，目前在在工业、农业或是商业等领域中被广泛应用，对于我们的社会的发展进步，及生产和生活都有着十分重要的影响。而在社会节约型、环境友好型发展的社会大背景下，节能设计技术的加入成为电气工程企业发展的必然趋势，也是市场竞争的必然条件。本文以电气工程自动化技术为基础，对节能技术应用中存在的问题及改进意见进行分析，希望能给相关工作带来帮助。

电气自动化工程； 节能技术；应用

一、引言

电气工程的自动化发展已经成为电气工程发展的基础，对人们的生活带来很多益处。尽管在这项技术上我们取得了不少的进步和重大的突破，但是因为时代的脚步不断向前加快，科技在发展，电气自动化技术也需要持续不断地创新和完善，才能满足各个领域不同的需求。电气自动化的节能设计技术的应用极大地减少电气能耗，缓解国家能源紧张的现状，在减轻电力生产造成的环境污染问题的同时也减轻了电网的运行负荷，提高电力供应的安全性和稳定性。对于企业自身而言，也节省一笔生产投资，提高了工作效率，因此必须给予重视。

二、电气自动化中节能设计的必要性

电气自动化是目前电气信息领域最为先进的学科，不仅能够提高工作效率，减轻工作人员负担，降低企业的运营成本，而且能够改善员工工作环境，促进企业向着更加现代化的方向发展。随着我国经济社会发展和城市化建设的进步，节能环保已经成为现代经济发展的新思路，也是我国低碳生活中的重要组成部分，电气自动化作为我国重要的电气产业，应当积极开发利用新能源，并且推广节能减排技术，促进我国低碳经济的进一步发展。通过科学合理的节能减排能够减少能源消耗，降低污染物排放量，加强对环境的保护，缓解我国能源短缺与环境污染的危机，提高人们生活质量，对电气自动化的进一步发展有重要意义。综上所述，在我国低碳经济的发展背景下，电气自动化应当大力推进节能减排技术，降低废气和各类污染物的排放量，积极开发利用新能源，顺应时代发展潮流，促进我国经济实现可持续发展。

三、电气自动化节能设计原则

(一)安全性。电气自动节能设计不能将全部精力集中在节能上，安全性是电力自动化设计的前提要求，电气自动化节能设计也要重视安全工作，确保电气设备能够长时间安全可靠的运行，保证设备的正常运转和工作人员的生命安全。

(二)兼容性。可拓展性是指电气自动化节能设计要能够对系统中的老化设备提供有效的更新，确保系统中原有的满足技能性能要求的老旧电气设备能够在维修之后正常运转，要节能，也要节约，充分利用原有的满足节能性能要求的设备，节省电自动化节能设计的投入，而一些高能耗的老旧设备则应该及时淘汰，保证电气自动化系统的整体节能性能。

(三)先进性。科学技术不断进步，工业控制和电气自动化技术也快速发展，智能技术、信息技术、网络技术以及现场总线技术等先进的电子自动化技术给工业控制带来了更多的可能，电气自动化节能设计也要充分利用各种先进的新技术，保证电气自动化系统和设备的先进性，提高电气自动化系统运行效率，控制运行维护成本。

(四)环保性能。电气自动化节能设计也要重视系统的环保性能，电气自动化节能设计工作实践中，要根据实际情况适当使用各种环保技术，对电气自动化节能技术对生态环境可能造成的影响及进行客观评估，节约资源，减少对周边自然生态环境的影响。

四、电气自动化中的节能设计技术

(一)合理选择变压器。变压器是电气自动化工程中的重要组成部分，负责电压、电流的转换，对电气自动化系统的正常运行有重要意义。变压器也是电气自动化系统耗能的主要来源，其运行会耗费大量的能源，即使变压器处于空载状态也会耗费一定的能源，所以应当对变压器进行科学合理的选择，保证变压器质量。应当对变压器材料进行不断的创新与改进，降低材料成本，并且在保证变压器正常运行的情况下，达到节能减排的效果。同时，随着我国科学技术的不断进步，节能变压器逐渐受到广泛应用与关注，电气自动化工程应当积极开发利用先进的节能变压器，从而达到节能减排的效果。

(二)无功补偿技术。电力系统在运行的过程中，配电设备中的无功功率占有较大的容量，所以存在较为严重的电能耗损的情况，不仅影响到电压，还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说，无功功率主要表现在功率低，尤其是当功率过低的时候，用户需要向相关部门缴纳一定的罚款，因此如果说能够使用合适的无功补偿设备，就可以保证功率的平衡，有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损，从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响，那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收，同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用，因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候，有几处要格外注意：(1)利用电容器在进行无功补偿的时候，一定要根据电压容量，电压负荷，自然功率，目标功率等参数来确定电容器的容量，同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波，需要通过串联定量电抗器来消除谐波；(2) 以参数的物理量来确定无功的电流，功率的参数，从而有效避免投切振荡现象。

(三)滤波器。随着电气工程工作程序的日益复杂化，产生谐波电流的电气设备不断增加。在这类设备工作过程中，其谐波电流会产生一定的电压，当电网长时间处于这种环境时，电压会对抗电网电流，容易出现电压畸变问题。为了降低系统误操作率，必须进行谐波电流的有效性消除，这需要进行滤波器的使用，减少设备谐波。通过对合适的滤波器的选择，可以消除电流传输中的谐波。比较常见的滤波器包括有源滤波器、带阻滤波器等，有源滤波器具备良好的动态性能，其反应速度较快，在无功补偿环境下，能够实现谐波的有效性消除。在实际工作中，有源滤波器进行了并联模式的应用，实现电能范围的扩展。通过对过滤谐波的使用，有源滤波器的谐波消除效率提升，能够有效避免误操作问题的出现，实现了电能运作效率的增强，确保电气设备无功补偿达到最好的工作效果，满足了设备节能性的要求。

(四)变压器与高效光源的应用。电气自动化系统节能设计应该选择节能型变压器，控制变压器运行的功率损耗，同时平衡三相电流，进一步降低变压器功耗，可以使用自动补偿装置以及三相四线设备连接三相电源，消除相间不平衡负荷。对于一些大型企业，需要用到较多的照明设备，非技能型灯具也会造成客观的电能浪费，因此在照明设计时也要形成节能意识，节能性能、经济性以及实用性兼顾，使用节能型高效光源。

五、结束语

总体而言，电气工程的自动化发展已经成为电气工程发展的基础，而节能设计的应用则是占据更大市场优势的必然条件。应用到合理有效的节能设计能够为企业带来更长远的经济效益和发展空间，也是为了响应可持续发展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步，但是仍存在着很大的发展空间，需要不断优化配电设计，在科学利用电力资源的同时，提高电力系统的运行效率，并最终达到节能的目的。

[1]张玉果，陈兰泽，崔晓静． 浅谈电气工程自动化信息技术及其节能设计[J]． 科技创新与应用，2017( 16).

[2]王云.电气工程中建筑电气自动化的应用研究[A].2017 年8 月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会，2017：1.

[3]刘轩宇. 节能设计技术在电气自动化工程中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2016(21).124-125.

张立明(1969.8-)，男，大专，高级工，助理工程师，从事电力系统及其自动化工作。